常州碳化硅器件项目可行性研究报告模板范本.docx
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1、泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告目录目录第一章第一章 市场预测市场预测.8一、OBC:SiC 助力实现效率提升、轻量化及系统成本降低.8二、工控:SiC 模块有望在轨交、智能电网、风电等领域实现全方位渗透.9三、SiC 器件与传统产品价差持续收窄,具备经济效益指日可待.10第二章第二章 项目背景分析项目背景分析.12一、射频:5G 推动 GaN-on-SiC 需求提升.12二、衬底:碳化硅产业链最关键环节,技术壁垒较高.12三、直流充电桩:大功率充电占比提升,SiC 将加速替代.15四、打造科教创新明星城.16五、建设国际化智造名城.18六、项目实施的必要性.21第三章第三章 项目基
2、本情况项目基本情况.23一、项目名称及投资人.23二、编制原则.23三、编制依据.24四、编制范围及内容.25五、项目建设背景.25六、结论分析.26主要经济指标一览表.28第四章第四章 建设单位基本情况建设单位基本情况.30泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告一、公司基本信息.30二、公司简介.30三、公司竞争优势.31四、公司主要财务数据.33公司合并资产负债表主要数据.33公司合并利润表主要数据.33五、核心人员介绍.34六、经营宗旨.35七、公司发展规划.36第五章第五章 建筑工程可行性分析建筑工程可行性分析.41一、项目工程设计总体要求.41二、建设方案.41三、建筑工程建设指
3、标.42建筑工程投资一览表.42第六章第六章 产品方案分析产品方案分析.44一、建设规模及主要建设内容.44二、产品规划方案及生产纲领.44产品规划方案一览表.44第七章第七章 选址可行性分析选址可行性分析.46一、项目选址原则.46二、建设区基本情况.46三、提升中心城市能级.53泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告四、项目选址综合评价.56第八章第八章 运营模式分析运营模式分析.57一、公司经营宗旨.57二、公司的目标、主要职责.57三、各部门职责及权限.58四、财务会计制度.61第九章第九章 法人治理结构法人治理结构.65一、股东权利及义务.65二、董事.70三、高级管理人员.74
4、四、监事.77第十章第十章 环保方案分析环保方案分析.79一、编制依据.79二、环境影响合理性分析.80三、建设期大气环境影响分析.82四、建设期水环境影响分析.83五、建设期固体废弃物环境影响分析.83六、建设期声环境影响分析.84七、环境管理分析.85八、结论及建议.87第十一章第十一章 项目节能分析项目节能分析.89一、项目节能概述.89泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告二、能源消费种类和数量分析.90能耗分析一览表.91三、项目节能措施.91四、节能综合评价.93第十二章第十二章 劳动安全劳动安全.94一、编制依据.94二、防范措施.95三、预期效果评价.98第十三章第十三章
5、工艺技术方案分析工艺技术方案分析.99一、企业技术研发分析.99二、项目技术工艺分析.101三、质量管理.102四、设备选型方案.103主要设备购置一览表.104第十四章第十四章 投资估算及资金筹措投资估算及资金筹措.105一、编制说明.105二、建设投资.105建筑工程投资一览表.106主要设备购置一览表.107建设投资估算表.108三、建设期利息.109建设期利息估算表.109泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告固定资产投资估算表.110四、流动资金.111流动资金估算表.112五、项目总投资.113总投资及构成一览表.113六、资金筹措与投资计划.114项目投资计划与资金筹措一览表
6、.114第十五章第十五章 项目经济效益分析项目经济效益分析.116一、基本假设及基础参数选取.116二、经济评价财务测算.116营业收入、税金及附加和增值税估算表.116综合总成本费用估算表.118利润及利润分配表.120三、项目盈利能力分析.121项目投资现金流量表.122四、财务生存能力分析.124五、偿债能力分析.124借款还本付息计划表.125六、经济评价结论.126第十六章第十六章 项目招标方案项目招标方案.127一、项目招标依据.127二、项目招标范围.127三、招标要求.128泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告四、招标组织方式.128五、招标信息发布.130第十七章第十七
7、章 风险评估风险评估.131一、项目风险分析.131二、项目风险对策.134第十八章第十八章 项目总结项目总结.136第十九章第十九章 补充表格补充表格.138营业收入、税金及附加和增值税估算表.138综合总成本费用估算表.138固定资产折旧费估算表.139无形资产和其他资产摊销估算表.140利润及利润分配表.141项目投资现金流量表.142借款还本付息计划表.143建设投资估算表.144建设投资估算表.144建设期利息估算表.145固定资产投资估算表.146流动资金估算表.147总投资及构成一览表.148项目投资计划与资金筹措一览表.149泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告本报告为模
8、板参考范文,不作为投资建议,仅供参考。报告产业背景、市场分析、技术方案、风险评估等内容基于公开信息;项目建设方案、投资估算、经济效益分析等内容基于行业研究模型。本报告可用于学习交流或模板参考应用。泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告第一章第一章 市场预测市场预测一、OBC:SiC 助力实现效率提升、轻量化及系统成本降低助力实现效率提升、轻量化及系统成本降低OBC 典型电路结构由前级 PFC 电路和后级 DC/DC 输出电路两部分组成。二极管和开关管(IGBT、MOSFET 等)是 OBC 中主要应用的功率器件,采用 SiC 替代可实现更低损耗、更小体积及更低的系统成本。OBC 中采用 S
9、iC 二极管整体损耗低且耐高温能力更强。OBC 的前级PFC 电路和后级 DC/DC 输出电路中会使用到快恢复硅基二极管。1)影响二极管损耗的指标包括正向导通压降(VF)、反向恢复电流(IR)、输入电容(QC)和开通关断速度等。相比于硅基 SBD,SiCSBD的最大优势在于 IR 可以忽略不计,使得反向恢复损耗极低,在 PFC 电路使用 SiCSBD 可有效提升 PFC 电路效率。同时,QC、VF 两个主要参数相比硅基二极管也具有优势,在后级输出电路中使用 SiCSBD 可以进一步提升输出整流的效率。同时,由于 SiC 材料的优势,SiC 二极管的结温更高,其可在更高温度下保持正常工作状态,在
10、高温环境下较硅基二极管更有优势。此外,SiC 二极管可实现更高频率及功率密度,从而提升系统整体效率。全 SiCMOSFET 方案降低 OBC 系统尺寸、重量和成本,同时提高运行效率。根据 Wolfspeed 的研究,采用全 SiCMOSFET 方案的 22kW 双向泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告OBC,可较 Si 方案实现功率器件和栅极驱动数量都减少 30%以上,且开关频率提高一倍以上,实现系统轻量化和整体运行效率提升。SiC 系统在 3kW/L 的功率密度下可实现 97%的峰值系统效率,而 SiOBC 仅可在2kW/L 的功率密度下实现 95%的效率。同时,进一步拆分成本,由于S
11、iC 器件的性能可减少 DC/DC 模块中所需大量的栅极驱动和磁性元件。因此,尽管相比单个 Si 基二极管和功率晶体管,SiC 基功率器件的成本更高,但整体全 SiC 方案的 OBC 成本可节约 15%左右。二、工控:工控:SiC 模块有望在轨交、智能电网、风电等领域实现全方模块有望在轨交、智能电网、风电等领域实现全方位渗透位渗透轨道交通方面,碳化硅器件应用于轨道交通牵引变流器能极大发挥碳化硅器件高温、高频和低损耗特性,提高牵引变流器装置效率,符合轨道交通大容量、轻量化和节能型牵引变流装置的应用需求,从而提升系统的整体效能。根据 Digitimes,2014 年日本小田急电铁新型通勤车辆配备了
12、三菱电机 3300V、1500A 全碳化硅功率模块逆变器,开关损耗降低 55%、体积和重量减少 65%、电能损耗降低 20%至 36%。智能电网方面,相比其他电力电子装置,电力系统要求更高的电压、更大的功率容量和更高的可靠性,碳化硅器件突破了硅基功率半导体器件在大电压、高功率和高温度方面的限制所导致的系统局限性,并具有高频、高可靠性、高效率、低损耗等独特优势,在固态变压器、泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告柔性交流输电、柔性直流输电、高压直流输电及配电系统等应用方面推动智能电网的发展和变革。此外碳化硅功率器件在风力发电、工业电源、航空航天等领域也已实现成熟应用。综上,2020 年全球
13、SiC 功率器件市场规模为 2.92 亿美元,受新能源车、光伏、工控等需求驱动,预计到 2025 年将增长至 38.58 亿美元,对应 CAGR 为 67.6%。2025年新能源车、新能源发电、工控占 SiC 功率器件市场规模比重分别为77.88/13.71/8.41%。三、SiC 器件与传统产品价差持续收窄,具备经济效益指日可待器件与传统产品价差持续收窄,具备经济效益指日可待SiC 器件价格持续下降,与硅基器件价差已缩小至 2-3 倍。SiCSBD方面,根据 Mouser 数据显示,公开报价方面,650V 的 SiCSBD2020 年底与 Si 器件的价差在 3.8 倍左右;1200V 的
14、SiCSBD 的平均价与 Si 器件的差距在 4.5 倍左右。根据 CASAResearch,实际成交价低于公开报价。2020 年,650V 的 SiCSBD 的实际成交价格约 0.7 元/A;1200V 的SiCSBD 价格约 1.2 元/A,较上年下降了 20%-30%,实际成交价与 Si 器件价差已经缩小至 2-2.5 倍之间。SiCMOSFET 实际成交价格方面,根据CASAResearch,650V 的 SiCMOSFET 价格 0.9 元/A;1200V 的 SiCMOSFET价格 1.4 元/A,较 2019 年下降幅度达 30%-40%,与 Si 器件价差也缩小至 2.5-3
15、倍之间,基本达到甜蜜点,将加速 SiCMOS 器件的市场渗透。综上,目前 SiCMOSFET 单价约为 IGBT 单价的 3-4 倍,目前主逆变器中泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告的 IGBT 成本约为 1500 元,若全部替换为 SiCMOSFET,考虑到器件节约,成本将增加 3000-4000 元左右。以当前成本来看,根据宁德时代、松下、LG 新能源等的电池成本数据,电动车动力电池度电单价约为 750 元,到 2025 年有望降至 560 元;根据特斯拉、小鹏等在售车型的电池容量,当前电动车平均电池容量约为 55kwh,在百公里电耗逐步下降及续航里程不变的情况下,到 2025 年
16、平均电池容量有望降至43kwh,则 2022/2025E 电池包的价格为 41250/24000 元。根据丰田的实验数据,采用全碳化硅模块可使续航里程提升 5-10%,假设这将节约电池成本 5-10%。根据测算,若仅考虑电池成本节约,当 SiCMOSFET 成本下降到 IGBT 器件成本的 2 倍左右时,将具备经济效益。若考虑使用SiC 带来的冷却系统节约、外围器件节约、整体空间节约等,当SiCMOSFET 成本下降到 IGBT 成本的 2-2.5 倍时采用 SiC 方案就将具备经济效益。泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告第二章第二章 项目背景分析项目背景分析一、射频:射频:5G 推动
17、推动 GaN-on-SiC 需求提升需求提升5G 发展推动碳化硅基氮化镓器件需求增长,市场空间广阔。微波射频器件中功率放大器直接决定移动终端和基站无线通讯距离、信号质量等关键参数,5G 通讯高频、高速、高功率特点对其性能有更高要求。以碳化硅为衬底的氮化镓射频器件同时具备碳化硅高导热性能和氮化镓高频段下大功率射频输出优势,在功率放大器上的应用可满足5G 通讯对高频性能、高功率处理能力要求。当前 5G 新建基站仍使用LDMOS 功率放大器,但随 5G 技术进一步发展,MIMO 基站建立需使用氮化镓功率放大器,氮化镓射频器件在功率放大器中渗透率将持续提升。据 Yole 和 Wolfspeed 预测,
18、2024 年碳化硅基氮化镓功率器件市场有望突破 20 亿美元,2027 年进一步增长至 35 亿美元。根据预测,受益 5G 通讯快速发展,通讯频段向高频迁移,基站和通信设备需要支持高频性能的 PA,碳化硅基氮化镓射频器件相比硅基 LDMOS 和 GaAs 的优势将逐步凸显,2020 年全球碳化硅射频器件市场规模为 8.92 亿美元,预计到 2025 年将增长至 21.21 亿美元,对应 CAGR 为 18.9%,和 Yole和 Wolfspeed 预测基本一致。二、衬底:碳化硅产业链最关键环节,技术壁垒较高衬底:碳化硅产业链最关键环节,技术壁垒较高泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告碳化
19、硅衬底应用逐步成熟,主要分为导电型碳化硅衬底和半绝缘型碳化硅衬底。据工信部发布重点新材料首批次应用示范指导目录(2021 年版),碳化硅衬底可分为两类,一类是具有高电阻率(电阻率105cm)的半绝缘型碳化硅衬底,经 GaN 外延生长可制成射频器件。半绝缘型碳化硅衬底的制备过程追求“绝对纯净”,去除晶体中的各种杂质对实现碳化硅晶体本征高电阻率十分重要。另一类为低电阻率(电阻率 1530mcm)的导电型碳化硅衬底,经 SiC 外延生长可进一步制成 SiC 二极管、SiCMOSFET 等功率器件。导电型碳化硅衬底以良好导电性为追求目标,在 PVT 法下,相较半绝缘型衬底其生产难度更低,但在生产过程中
20、,电阻率易发生分布不均情况,仍需更好扩径及掺杂控制技术。国产碳化硅衬底质量在部分参数上比肩国际龙头,但在单晶性能一致性、成品率、成本等方面仍存在不小差距。评估碳化硅衬底产品质量的核心参数主要有直径、微管密度、多型面积、电阻率范围、总厚度变化、弯曲度、翘曲度、表面粗糙度等。通过比较国产碳化硅企业与海外龙头企业的产品技术参数,可以发现在产品直径、总厚度变化、电阻率、表面粗糙度等多项指标上国产 4 英寸和 6 英寸碳化硅衬底与海外厂商产品基本相同。制备器件中微管的存在可能导致器件过高的漏电流甚至器件击穿,各厂商都在致力于未来降低微管密度,部泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告分龙头碳化硅企业如
21、 II-VI 可将 4-6 寸产品的微管密度稳定控制在0.1cm-2 以下,国内厂商的产品微管密度基本在 0.5-5cm-2,存在差距。同时,国内公司在单晶性能一致性、成品率、成本等单晶质量指标方面仍存在较大差距。未来随着大尺寸产品的研发生产和中小尺寸碳化硅生产技艺的不断成熟,预计国产碳化硅产品种类不断丰富,产品质量将比肩国际龙头企业。国内外厂商大规模扩产,但国内有效产能不足致中短期仍将维持供不应求目前全球碳化硅材料行业处于加速扩产、跑马圈地的阶段,海内外厂商均加速扩产,但应避免重复建设的问题,造成产能无序扩张。本土企业持续加大衬底投入迈进扩产步伐,投资金额超 240 亿元、规划年产能超 42
22、0 万片。中国企业呈现小而散的局面,综合 Yole等第三方机构数据,2020 年国内碳化硅衬底龙头厂商山东天岳和天科合达在全球市场份额合计约为 8%。但受电动车、光伏等下游应用驱动,我国本土企业也开始紧追国际厂商步伐,积极投资扩产以实现衬底供应国产化。根据统计,截至 21 年底国内厂商对衬底环节的投资超过 240 亿元,规划产能超过 420 万片/年(等效 6 寸),对比 CASA 的数据,2020 年底国内衬底产能仅为 25.8 万片/年(等效 6 寸)。国内目前仅山东天岳、天科合达、三安光电、世纪金光、同光晶体、中电泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告科材料、中科钢研等具备量产能力,
23、且以 4 寸衬底为主。虽然国内企业大幅扩产,但受衬底良率及质量等因素影响,实际产能或严重不足。三、直流充电桩:大功率充电占比提升,直流充电桩:大功率充电占比提升,SiC 将加速替代将加速替代大功率直流充电桩需求旺盛,SiC 协力实现高效快充。政策方面,2020 年政府工作报告中已将充电基础设施纳入新基建七大产业之一;2020 年能源工作指导意见中指出要加强充电基础设施建设,提升新能源汽车的充电保障能力。直流充电方式相较家用标准交流电充电方式速度大幅提高,一个 150kW 的直流充电器可以在大约 15 分钟内为电动汽车增加 200 公里续航,随电动汽车渗透率进一步提高,直流电充电方案需求将同步提
24、升。Yole 预计 2020-2025 年,全球 200kW及以上的大功率直流充电桩数量将以超过 30%的 CAGR 增长,高于平均的 15.6%。SiC 器件和模块具备耐高温、耐高压以及低损耗等优势,可被广泛应用于电动车直流充电方案中 AD-DCPFC、DC-DC 以及闸门驱动器等环节中,实现更高效电动车直流充电方案。SiCMOSFET 可简化直流充电桩 AC/DC 及 DC/DC 电路结构,减少器件数量实现充电效率提升。根据英飞凌,在 DC/DC 中,使用 4 颗1200VSiCMOSFET 替代 8 颗 650V 硅基 MOSFET,在同样功率下,可将原来的两相全桥 LLC 电路简化为单
25、相全桥 LLC 电路,所用器件数量减少泓域咨询/常州碳化硅器件项目可行性研究报告50%,提升电路整体效率。同样在 AC/DC 中,使用 SiCMOSFET 可将三相Vienna 整流器拓扑电路简化为两相结构,器件数量减少 50%实现效率提升。同时,SiCMOSFET 的整体损耗也更小。综上,SiC 方案能使得整体充电器体积更小、功率密度更高、充电效率更高,更好的满足快充要求。SiC 二极管方案可实现效率提升及输出功率增加。根据英飞凌,在48kHz 下,采用 SiC 二极管替代 Si 二极管,可显著降低损耗从而提升0.8%的充电效率,可实现最多 80%输出功率的提升。四、打造科教创新明星城打造科
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