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文档简介

1、CMC·泓域咨询 /黔西南年产xx个IGBT项目可行性研究报告黔西南年产xx个IGBT项目可行性研究报告xxx有限责任公司报告说明IGBT工艺与设计难度高,产品生命周期长。IGBT芯片结构分为正面(Emitterside)和背面(Collectoerside)。从80年代初到现在,IGBT正面技术从平面栅(Planar)迭代至沟槽栅(Trench),并演变为微沟槽(MicroPatternTrench);背面技术从穿通型(PT,PunchThrough)迭代至非穿通型(NPT,NonPunchThrough),再演变为场截止型(FS,FieldStop)。技术的迭代对改善IGBT的开

2、关性能和提升通态降压等性能上具有较大帮助,但是实现这些技术对于工艺有着相当高的要求,尤其是薄片工艺(8英寸以上的硅片当减薄至100200um后极易破碎)以及背面工艺(因正面金属熔点的限制,所以背面退火激活的难度大),这也是导致IGBT迭代速度较慢。此外,IGBT产品具有生命周期长的特点,以英飞凌IGBT产品为例,该产品已迭代至第七代,但其发布于2000年代初的第三代IGBT芯片技术在3300V、4500V、6500V等高压应用领域依旧占据主导地位,其发布于2007年的第四代IGBT则依旧为目前使用最广泛的IGBT芯片技术,其IGBT4产品的收入增长趋势甚至持续到了第15年。根据谨慎财务估算,项

3、目总投资7662.11万元,其中:建设投资6094.95万元,占项目总投资的79.55%;建设期利息74.04万元,占项目总投资的0.97%;流动资金1493.12万元,占项目总投资的19.49%。项目正常运营每年营业收入12900.00万元,综合总成本费用10927.47万元,净利润1435.45万元,财务内部收益率11.56%,财务净现值-440.36万元,全部投资回收期6.97年。本期项目具有较强的财务盈利能力,其财务净现值良好,投资回收期合理。经初步分析评价,项目不仅有显著的经济效益,而且其社会救益、生态效益非常显著,项目的建设对提高农民收入、维护社会稳定,构建和谐社会、促进区域经济快

4、速发展具有十分重要的作用。项目在社会经济、自然条件及投资等方面建设条件较好,项目的实施不但是可行而且是十分必要的。IGBT是现代电力电子器件中的主导型器件,被誉为电力电子行业里的“CPU”。IGBT是InsulatedGateBipolarTransistor的缩写,即绝缘栅双极型晶体管,是国际上公认的电力电子技术第三次革命最具代表性的产品。IGBT作为工业控制及自动化领域的核心元器件,能够根据信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等,以实现精准调控的目的,被称为现代电力电子行业里的“CPU”,广泛应用于电机节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家用电器、汽车电子、新能源发电、新能源汽车等

5、众多领域。本期项目是基于公开的产业信息、市场分析、技术方案等信息,并依托行业分析模型而进行的模板化设计,其数据参数符合行业基本情况。本报告仅作为投资参考或作为学习参考模板用途。目录第一章 项目概述12一、 项目名称及建设性质12二、 项目承办单位12三、 项目定位及建设理由13四、 培育壮大企业主体14五、 项目实施的可行性14六、 报告编制说明16七、 项目建设选址17八、 项目生产规模17九、 原辅材料及设备18十、 建筑物建设规模18十一、 环境影响18十二、 项目总投资及资金构成18十三、 资金筹措方案19十四、 项目预期经济效益规划目标19十五、 项目建设进度规划19主要经济指标一览

6、表20第二章 建设单位基本情况22一、 公司基本信息22二、 公司简介22三、 公司竞争优势23四、 公司主要财务数据24公司合并资产负债表主要数据24公司合并利润表主要数据25五、 核心人员介绍25六、 经营宗旨27七、 公司发展规划27第三章 市场预测29一、 IGBT结构不断升级,协同第三代半导体技术创新29二、 国内IGBT模块百亿级市场空间,占全球40%以上33三、 汽车半导体量价齐升,市场空间正快速扩大34第四章 背景及必要性39一、 电动化+数字互联带动功率模拟芯片、控制芯片、传感器需求提升39二、 新能源汽车的电力系统中,功率IGBT价值占比达达52%40三、 大力推进科技创新

7、42四、 制造工艺正从8英寸晶圆朝向12英寸升级迭代42五、 新能源汽车:IGBT是核心零部件,单车价值量达到上千人民币44六、 工控领域及电源行业支撑IGBT稳定发展47第五章 选址方案分析49一、 项目选址原则49二、 建设区基本情况49三、 优化城镇战略布局53四、 大力发展城镇经济53五、 深化拓展科技示范引领54第六章 建设内容与产品方案55一、 建设规模及主要建设内容55二、 产品规划方案及生产纲领55产品规划方案一览表56三、 IGBT供货周期与价格均有增长,供不应求难以缓解57四、 晶圆产能持续紧缺,IGBT供不应求或延续较长时间57五、 IGBT基本情况58六、 新能源应用驱

8、动IGBT快速增长60第七章 技术方案分析64一、 企业技术研发分析64二、 项目技术工艺分析67三、 质量管理68四、 设备选型方案69主要设备购置一览表70第八章 建筑工程可行性分析71一、 项目工程设计总体要求71二、 建设方案72三、 建筑工程建设指标73建筑工程投资一览表73第九章 原辅材料分析75一、 项目建设期原辅材料供应情况75二、 项目运营期原辅材料供应及质量管理75第十章 劳动安全评价76一、 编制依据76二、 防范措施78三、 预期效果评价84第十一章 节能说明85一、 项目节能概述85二、 能源消费种类和数量分析86能耗分析一览表87三、 项目节能措施87四、 节能综合

9、评价88第十二章 进度计划89一、 项目进度安排89项目实施进度计划一览表89二、 项目实施保障措施90第十三章 项目环保分析91一、 环境保护综述91二、 建设期大气环境影响分析92三、 建设期水环境影响分析95四、 建设期固体废弃物环境影响分析96五、 建设期声环境影响分析96六、 环境影响综合评价97第十四章 人力资源配置分析98一、 人力资源配置98劳动定员一览表98二、 员工技能培训98第十五章 项目投资计划101一、 投资估算的依据和说明101二、 建设投资估算102建设投资估算表104三、 建设期利息104建设期利息估算表104四、 流动资金105流动资金估算表106五、 总投资

10、107总投资及构成一览表107六、 资金筹措与投资计划108项目投资计划与资金筹措一览表108第十六章 项目经济效益分析110一、 基本假设及基础参数选取110二、 经济评价财务测算110营业收入、税金及附加和增值税估算表110综合总成本费用估算表112利润及利润分配表114三、 项目盈利能力分析114项目投资现金流量表116四、 财务生存能力分析117五、 偿债能力分析117借款还本付息计划表119六、 经济评价结论119第十七章 风险分析120一、 项目风险分析120二、 项目风险对策122第十八章 项目招标、投标分析124一、 项目招标依据124二、 项目招标范围124三、 招标要求12

11、5四、 招标组织方式127五、 招标信息发布131第十九章 总结说明132第二十章 附表附录133建设投资估算表133建设期利息估算表133固定资产投资估算表134流动资金估算表135总投资及构成一览表136项目投资计划与资金筹措一览表137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140项目投资现金流量表141第一章 项目概述一、 项目名称及建设性质(一)项目名称黔西南年产xx个IGBT项目(二)项目建设性质本项目属于技术改造项目二、 项目承办单位(一)项目承办单位名称xxx有限责任公司(二)

12、项目联系人胡xx(三)项目建设单位概况公司以负责任的方式为消费者提供符合法律规定与标准要求的产品。在提供产品的过程中,综合考虑其对消费者的影响,确保产品安全。积极与消费者沟通,向消费者公开产品安全风险评估结果,努力维护消费者合法权益。公司加大科技创新力度,持续推进产品升级,为行业提供先进适用的解决方案,为社会提供安全、可靠、优质的产品和服务。公司全面推行“政府、市场、投资、消费、经营、企业”六位一体合作共赢的市场战略,以高度的社会责任积极响应政府城市发展号召,融入各级城市的建设与发展,在商业模式思路上领先业界,对服务区域经济与社会发展做出了突出贡献。 公司在“政府引导、市场主导、社会参与”的总

13、体原则基础上,坚持优化结构,提质增效。不断促进企业改变粗放型发展模式和管理方式,补齐生态环境保护不足和区域发展不协调的短板,走绿色、协调和可持续发展道路,不断优化供给结构,提高发展质量和效益。牢固树立并切实贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,以提质增效为中心,以提升创新能力为主线,降成本、补短板,推进供给侧结构性改革。公司不断推动企业品牌建设,实施品牌战略,增强品牌意识,提升品牌管理能力,实现从产品服务经营向品牌经营转变。公司积极申报注册国家及本区域著名商标等,加强品牌策划与设计,丰富品牌内涵,不断提高自主品牌产品和服务市场份额。推进区域品牌建设,提高区域内企业影响力。三、 项目定位及

14、建设理由IGBT模块是变频器、逆变焊机、UPS电源等传统工业控制及电源行业的核心元器件,根据集邦咨询数据,2019年全球工控市场IGBT市场规模约为140亿元,中国工控市场IGBT市场规模约为30亿元。由于工控市场下游需求分散,工控IGBT市场需求较为稳定,假设未来每年保持3%的规模增速,预计到2025年全球工控IGBT市场规模将达到167亿元。四、 培育壮大企业主体依托工业产业基础,精准开展产业建链、补链、延链招商,引进一批科技含量高、经济效益好、产业带动强的优质企业,培育一批行业龙头企业和高成长性企业。打造金州电力、登高电解铝、锦兴装备制造、元豪煤电铝、振华新材料、聚鑫钢铁、鹏昇纸业、锦丰

15、金矿、贵耀玻璃等一批具有较强竞争力和影响力的十亿级、百亿级行业领军型企业。持续引入一批优强企业特别是制造业龙头企业。强化中小企业成长培育,完善服务体系,优化发展环境,推进质量品牌提升,拓展市场空间,引导中小企业走“专精特新”发展之路。有序推进资源重组,盘活存量企业,做大做优工业总量。培育扶持具备条件的制造业龙头企业上市。五、 项目实施的可行性(一)符合我国相关产业政策和发展规划近年来,我国为推进产业结构转型升级,先后出台了多项发展规划或产业政策支持行业发展。政策的出台鼓励行业开展新材料、新工艺、新产品的研发,促进行业加快结构调整和转型升级,有利于本行业健康快速发展。(二)项目产品市场前景广阔广

16、阔的终端消费市场及逐步升级的消费需求都将促进行业持续增长。(三)公司具备成熟的生产技术及管理经验公司经过多年的技术改造和工艺研发,公司已经建立了丰富完整的产品生产线,配备了行业先进的染整设备,形成了门类齐全、品种丰富的工艺,可为客户提供一体化染整综合服务。公司通过自主培养和外部引进等方式,建立了一支团结进取的核心管理团队,形成了稳定高效的核心管理架构。公司管理团队对行业的品牌建设、营销网络管理、人才管理等均有深入的理解,能够及时根据客户需求和市场变化对公司战略和业务进行调整,为公司稳健、快速发展提供了有力保障。(四)建设条件良好本项目主要基于公司现有研发条件与基础,根据公司发展战略的要求,通过

17、对研发测试环境的提升改造,形成集科研、开发、检测试验、新产品测试于一体的研发中心,项目各项建设条件已落实,工程技术方案切实可行,本项目的实施有利于全面提高公司的技术研发能力,具备实施的可行性。六、 报告编制说明(一)报告编制依据1、中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要;2、建设项目经济评价方法与参数及使用手册(第三版);3、工业可行性研究编制手册;4、现代财务会计;5、工业投资项目评价与决策;6、国家及地方有关政策、法规、规划;7、项目建设地总体规划及控制性详规;8、项目建设单位提供的有关材料及相关数据;9、国家公布的相关设备及施工标准。(二)报告编制原则1

18、、立足于本地区产业发展的客观条件,以集约化、产业化、科技化为手段,组织生产建设,提高企业经济效益和社会效益,实现可持续发展的大目标。2、因地制宜、统筹安排、节省投资、加快进度。(二) 报告主要内容根据项目的特点,报告的研究范围主要包括:1、项目单位及项目概况;2、产业规划及产业政策;3、资源综合利用条件;4、建设用地与厂址方案;5、环境和生态影响分析;6、投资方案分析;7、经济效益和社会效益分析。通过对以上内容的研究,力求提供较准确的资料和数据,对该项目是否可行做出客观、科学的结论,作为投资决策的依据。七、 项目建设选址本期项目选址位于xxx(以选址意见书为准),占地面积约20.00亩。项目拟

19、定建设区域地理位置优越,交通便利,规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备,非常适宜本期项目建设。八、 项目生产规模项目建成后,形成年产xx个IGBT的生产能力。九、 原辅材料及设备(一)项目主要原辅材料该项目主要原辅材料包括xx、xx、xxx。(二)主要设备主要设备包括:xxx、xx等。十、 建筑物建设规模本期项目建筑面积23089.93,其中:生产工程15330.17,仓储工程4288.81,行政办公及生活服务设施2626.09,公共工程844.86。十一、 环境影响本期项目采用国内领先技术,把可能产生污染的各环节控制在生产工艺过程中,使外排的“三废”量达到最低限度,项目投产后不会给当地环

20、境造成新污染。十二、 项目总投资及资金构成(一)项目总投资构成分析本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算,项目总投资7662.11万元,其中:建设投资6094.95万元,占项目总投资的79.55%;建设期利息74.04万元,占项目总投资的0.97%;流动资金1493.12万元,占项目总投资的19.49%。(二)建设投资构成本期项目建设投资6094.95万元,包括工程费用、工程建设其他费用和预备费,其中:工程费用5063.04万元,工程建设其他费用912.99万元,预备费118.92万元。十三、 资金筹措方案本期项目总投资7662.11万元,其中申请银行长期贷款302

21、1.84万元,其余部分由企业自筹。十四、 项目预期经济效益规划目标(一)经济效益目标值(正常经营年份)1、营业收入(SP):12900.00万元。2、综合总成本费用(TC):10927.47万元。3、净利润(NP):1435.45万元。(二)经济效益评价目标1、全部投资回收期(Pt):6.97年。2、财务内部收益率:11.56%。3、财务净现值:-440.36万元。十五、 项目建设进度规划本期项目按照国家基本建设程序的有关法规和实施指南要求进行建设,本期项目建设期限规划12个月。十四、项目综合评价本项目生产所需的原辅材料来源广泛,产品市场需求旺盛,潜力巨大;本项目产品生产技术先进,产品质量、成

22、本具有较强的竞争力,三废排放少,能够达到国家排放标准;本项目场地及周边环境经考察适合本项目建设;项目产品畅销,经济效益好,抗风险能力强,社会效益显著,符合国家的产业政策。主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积13333.00约20.00亩1.1总建筑面积23089.931.2基底面积7866.471.3投资强度万元/亩281.722总投资万元7662.112.1建设投资万元6094.952.1.1工程费用万元5063.042.1.2其他费用万元912.992.1.3预备费万元118.922.2建设期利息万元74.042.3流动资金万元1493.123资金筹措万元7662.113.1自

23、筹资金万元4640.273.2银行贷款万元3021.844营业收入万元12900.00正常运营年份5总成本费用万元10927.47""6利润总额万元1913.93""7净利润万元1435.45""8所得税万元478.48""9增值税万元488.33""10税金及附加万元58.60""11纳税总额万元1025.41""12工业增加值万元3616.97""13盈亏平衡点万元6302.72产值14回收期年6.9715内部收益率11.56%所得

24、税后16财务净现值万元-440.36所得税后第二章 建设单位基本情况一、 公司基本信息1、公司名称:xxx有限责任公司2、法定代表人:胡xx3、注册资本:1190万元4、统一社会信用代码:xxxxxxxxxxxxx5、登记机关:xxx市场监督管理局6、成立日期:2011-3-187、营业期限:2011-3-18至无固定期限8、注册地址:xx市xx区xx9、经营范围:从事IGBT相关业务(企业依法自主选择经营项目,开展经营活动;依法须经批准的项目,经相关部门批准后依批准的内容开展经营活动;不得从事本市产业政策禁止和限制类项目的经营活动。)二、 公司简介公司在“政府引导、市场主导、社会参与”的总体

25、原则基础上,坚持优化结构,提质增效。不断促进企业改变粗放型发展模式和管理方式,补齐生态环境保护不足和区域发展不协调的短板,走绿色、协调和可持续发展道路,不断优化供给结构,提高发展质量和效益。牢固树立并切实贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,以提质增效为中心,以提升创新能力为主线,降成本、补短板,推进供给侧结构性改革。公司不断推动企业品牌建设,实施品牌战略,增强品牌意识,提升品牌管理能力,实现从产品服务经营向品牌经营转变。公司积极申报注册国家及本区域著名商标等,加强品牌策划与设计,丰富品牌内涵,不断提高自主品牌产品和服务市场份额。推进区域品牌建设,提高区域内企业影响力。三、 公司竞争优势

26、(一)公司具有技术研发优势,创新能力突出公司在研发方面投入较高,持续进行研究开发与技术成果转化,形成企业核心的自主知识产权。公司产品在行业中的始终保持良好的技术与质量优势。此外,公司目前主要生产线为使用自有技术开发而成。(二)公司拥有技术研发、产品应用与市场开拓并进的核心团队公司的核心团队由多名具备行业多年研发、经营管理与市场经验的资深人士组成,与公司利益捆绑一致。公司稳定的核心团队促使公司形成了高效务实、团结协作的企业文化和稳定的干部队伍,为公司保持持续技术创新和不断扩张提供了必要的人力资源保障。(三)公司具有优质的行业头部客户群体公司凭借出色的技术创新、产品质量和服务,树立了良好的品牌形象

27、,获得了较高的客户认可度。公司通过与优质客户保持稳定的合作关系,对于行业的核心需求、产品变化趋势、最新技术要求的理解更为深刻,有利于研发生产更符合市场需求产品,提高公司的核心竞争力。(四)公司在行业中占据较为有利的竞争地位公司经过多年深耕,已在技术、品牌、运营效率等多方面形成竞争优势;同时随着行业的深度整合,行业集中度提升,下游客户为保障其自身原材料供应的安全与稳定,在现有竞争格局下对于公司产品的需求亦不断提升。公司较为有利的竞争地位是长期可持续发展的有力支撑。四、 公司主要财务数据公司合并资产负债表主要数据项目2020年12月2019年12月2018年12月资产总额2431.351945.0

28、81823.51负债总额1192.26953.81894.19股东权益合计1239.09991.27929.32公司合并利润表主要数据项目2020年度2019年度2018年度营业收入5173.164138.533879.87营业利润1021.41817.13766.06利润总额956.63765.30717.47净利润717.47559.63516.58归属于母公司所有者的净利润717.47559.63516.58五、 核心人员介绍1、胡xx,中国国籍,1976年出生,本科学历。2003年5月至2011年9月任xxx有限责任公司执行董事、总经理;2003年11月至2011年3月任xxx有限责任

29、公司执行董事、总经理;2004年4月至2011年9月任xxx有限责任公司执行董事、总经理。2018年3月起至今任公司董事长、总经理。2、于xx,中国国籍,无永久境外居留权,1961年出生,本科学历,高级工程师。2002年11月至今任xxx总经理。2017年8月至今任公司独立董事。3、贾xx,中国国籍,无永久境外居留权,1958年出生,本科学历,高级经济师职称。1994年6月至2002年6月任xxx有限公司董事长;2002年6月至2011年4月任xxx有限责任公司董事长;2016年11月至今任xxx有限公司董事、经理;2019年3月至今任公司董事。4、熊xx,中国国籍,无永久境外居留权,1971

30、年出生,本科学历,中级会计师职称。2002年6月至2011年4月任xxx有限责任公司董事。2003年11月至2011年3月任xxx有限责任公司财务经理。2017年3月至今任公司董事、副总经理、财务总监。5、赵xx,1957年出生,大专学历。1994年5月至2002年6月就职于xxx有限公司;2002年6月至2011年4月任xxx有限责任公司董事。2018年3月至今任公司董事。6、付xx,1974年出生,研究生学历。2002年6月至2006年8月就职于xxx有限责任公司;2006年8月至2011年3月,任xxx有限责任公司销售部副经理。2011年3月至今历任公司监事、销售部副部长、部长;2019

31、年8月至今任公司监事会主席。7、任xx,中国国籍,1977年出生,本科学历。2018年9月至今历任公司办公室主任,2017年8月至今任公司监事。8、高xx,中国国籍,无永久境外居留权,1970年出生,硕士研究生学历。2012年4月至今任xxx有限公司监事。2018年8月至今任公司独立董事。六、 经营宗旨根据国家法律、行政法规的规定,依照诚实信用、勤勉尽责的原则,以专业经营的方式管理和经营公司资产,为全体股东创造满意的投资回报。七、 公司发展规划(一)战略目标与发展规划公司致力于为多产业的多领域客户提供高质量产品、技术服务与整体解决方案,为成为百亿级产业领军企业而努力奋斗。(二)措施及实施效果公

32、司立足于本行业,以先进的技术和高品质的产品满足产品日益提升的质量标准和技术进步要求,为国内外生产商率先提供多种产品,为提升转换率和品质保证以及成本降低持续做出贡献,同时通过与产业链优质客户紧密合作,为公司带来稳定的业务增长和持续的收益。公司通过产品和商业模式的不断创新以及与产业链企业深度融合,建立创新引领、合作共赢的模式,再造行业新格局。(三)未来规划采取的措施公司始终秉持提供性价比最优的产品和技术服务的理念,充分发挥公司在技术以及膜工艺技术的扎实基础及创新能力,为成为百亿级产业领军企业而努力奋斗。在近期的三至五年,公司聚焦于产业的研发、智能制造和销售,在消费升级带来的产业结构调整所需的领域积

33、极布局。致力于为多产业的多领域客户提供中高端技术服务与整体解决方案。在未来的五至十年,以蓬勃发展的中国市场为核心,利用中国“一带一路”发展机遇,利用独立创新、联合开发、并购和收购等多种方法,掌握国际领先的技术,使得公司真正成为国际领先的创新型企业。第三章 市场预测一、 IGBT结构不断升级,协同第三代半导体技术创新IGBT是一个电路开关,透过开关控制改变电压。IGBT(绝缘栅双极型晶体管,InsulatedGateBipolarTransistor)是一个三端器件,也是重要的分立器件分支,属于分立器件中的全控型器件,可以同时控制开通与关断,具有自关断的特征,即是一个非通即断的开关。IGBT拥有

34、栅极G(Gate)、集电极C(Collector)和发射极E(Emitter),其开通和关断由栅极和发射极间的电压UGE决定;在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通。IGBT结合了TMOSFET与与TBJT的优势。IGBT结合了MOSFET与BJT的优点,既有MOSFET的开关速度快,输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小的优点,又有BJT导通电压低、通态电流大、损耗小的优点,此外为了提升IGBT耐压,减小拖尾电流,结构相对复杂。IGBT被各类下游市场广泛使用,是电力电子领域较为理想的开关器件。IGBT工艺与设计难度高,产

35、品生命周期长。IGBT芯片结构分为正面(Emitterside)和背面(Collectoerside)。从80年代初到现在,IGBT正面技术从平面栅(Planar)迭代至沟槽栅(Trench),并演变为微沟槽(MicroPatternTrench);背面技术从穿通型(PT,PunchThrough)迭代至非穿通型(NPT,NonPunchThrough),再演变为场截止型(FS,FieldStop)。技术的迭代对改善IGBT的开关性能和提升通态降压等性能上具有较大帮助,但是实现这些技术对于工艺有着相当高的要求,尤其是薄片工艺(8英寸以上的硅片当减薄至100200um后极易破碎)以及背面工艺(因

36、正面金属熔点的限制,所以背面退火激活的难度大),这也是导致IGBT迭代速度较慢。此外,IGBT产品具有生命周期长的特点,以英飞凌IGBT产品为例,该产品已迭代至第七代,但其发布于2000年代初的第三代IGBT芯片技术在3300V、4500V、6500V等高压应用领域依旧占据主导地位,其发布于2007年的第四代IGBT则依旧为目前使用最广泛的IGBT芯片技术,其IGBT4产品的收入增长趋势甚至持续到了第15年。高密度、高可靠性、更好的集成散热功能是IGBT未来发展趋势。英飞凌作为全球IGBT龙头企业,产品技术已成为本土厂商的对标。截至2021年,英飞凌产品已迭代至第七代。其中,第五代与第六代均属

37、于第四代的优化版(第五代属于大功率版第四代,第六代属于高频版第四代)。IGBT器件需要承受高电压和大电流,对于稳定性、可靠性要求较高。未来,IGBT会朝着更小尺寸、更大晶圆、更薄厚度发展,并通过成本、功率密度、结温、可靠性等方面的提升来实现整个芯片结束的进步。此外,IGBT模块的未来趋势也将朝着更高的热导率材料、更厚的覆铜层、更好的集成散热功能和更高的可靠性发展。第三代半导体物理特性相较于iSi在工作频率、抗高温和抗高压具备较强的优势。半导体材料领域至今经历了多个发展阶段,相较而言,第三代半导体在工作频率、抗高温和抗高压等方面更具优势。第一代半导体材料主要包括硅(Si)和锗(Ge),于20世纪

38、40年代开始登上舞台,目前主要应用于大规模集成电路中。但硅材料的禁带宽度窄、电子迁移率低,且属于间接带隙结构,在光电子器件和高频高功率器件的应用上存在较大瓶颈,因此其性能已难以满足高功率和高频器件的需求。新材料推进新产品发展,高压高频领域适用SiC。碳化硅在绝缘破坏电场界强度为硅的10倍,因此SiC可以以低电阻、薄膜厚的漂移层实现高耐压,意味着相同的耐压产品SiC的面积会比Si还要小,比如900VSiC-MOSFET的面积是Si-MOSFET的1/35。因此,硅基的SJ-MOSFET只有900V左右的产品,SiC可以做到1700V以上且低导通电阻。Si为了改善高耐压化所带来的导通电阻增大主要采

39、用IGBT结构,但由于其存在开关损耗大产生发热、高频驱动受到限制等问题,所以需借由改变材料提升产品性能。SiC在MOSFET的结构就可实现高耐压,因此可同时实现高耐压、低导通电阻、高速,即使在1200V或更高的击穿电压下也可以制造高速MOSFET结构。SiCMTOSFET具备一定优势,但成本较高。就器件类型而言,SiCMOSFET与SiMOSFET相似。但是,SiC是一种宽带隙(WBG)材料,其特性允许这些器件在与IGBT相同的高功率水平下运行,同时仍然能够以高频率进行开关。这些特性可转化为系统优势,包括更高的功率密度、更高的效率和更低的热耗散。然而,受制于制造成本和产品良率影响,SiC产品价

40、格较高。由于Si越是高耐压的组件、每单位面积的导通电阻变高(以耐压的约22.5倍增加),因此600V以上的电压则主要使用IGBT。但是IGBT是藉由注入少数载子之正孔于漂移层内,比MOSFET可降低导通电阻,另一方面由于少数载子的累积,断开时产生尾电流、造成开关的损耗。SiC由于漂移层的电阻比Si组件低,不须使用传导度调变,可用高速组件构造之MOSFET以兼顾高耐压与低电阻,可实现开关损耗的大幅削减与冷却器的小型化。SiC在制造和应用方面又面临很高的技术要求,因此SiCMosfet价格较SiIGBT高。根据功率器件的特性,不同功率器件的应用领域各有不同。虽然IGBT结合了MOSFET与BJT的

41、优势,但三者根据各自的器件性能优势,都有适合的应用领域。BJT更强调工作功率,MOSFET更强调工作频率,IGBT则是工作功率与频率兼具。BJT因其成本优势,常被用于低功率低频率应用市场,MOSFET适用于中功率高频率应用市场,IGBT适用于高功率中频率应用市场。高功率密度的IGBT在性能、可靠性等方面将继续发展,因此在较长一段时间内仍会是汽车电动化的主流器件。SiC组件具有高压、高频和高效率的优势,在缩小体积的同时提高了效率,相关产品则主要用于高压高频领域。部分IGBT厂商已开始布局SiC产业。SiC具有较大发展潜力,已吸引多家功率器件厂商进行布局。英飞凌于2018年收购德国厂商Siltec

42、tra,弥补自身晶体切割工艺,又于2018年12月与Cree签署长期协议,保证自身光伏逆变器和新能源汽车领域的产品供应,旗下CoolSiC系列产品已走入量产。2019年,意法半导体与Cree签署价值2.5亿美元的长单协议,且收购了瑞典SiC晶圆厂商NorstelAB,以满足汽车和工业客户对MOSFET与二极管的需求。2021年,意法半导体宣布造出8英寸SiC晶圆。此外,斯达半导、华润微、等本土厂商也已在SiC领域布局。二、 国内IGBT模块百亿级市场空间,占全球40%以上根据英飞凌年报,2019年英飞凌模块产品全球市占率35.6%,斯达半导2.5%,英飞凌IGBT器件产品市占率32.5%,士兰

43、微2.2%。2019年斯达半导IGBT模块营业收入7.6亿元,士兰微IGBT器件营业收入约1亿元,由此可推算2019年全球IGBT模块市场规模约300亿元,IGBT器件市场规模约45亿元。根据ASMC研究显示,全球IGBT市场规模预计在2022年达到60亿美元,全球IGBT市场规模在未来几年时间仍将继续保持稳定增长的势头。根据中国产业信息网和头豹研究院数据整理,2014年,我国IGBT行业市场规模为79.8亿元,预测到2020年,我国IGBT行业将实现197.7亿元的收入,年复合增长率达16.32%。预计到2023年中国IGBT行业整体市场规模有望达到290.8亿元,市场前景广阔。根据Yole

44、预测,2024年我国行业IGBT产量预期达到0.78亿只,需求量达到1.96亿只,仍存在巨大供需缺口。IGBT市场长期被英飞凌、富士电机等海外公司垄断,英飞凌占据绝对领先的地位。2019年英飞凌模块产品全球市占率35.6%,器件产品全球市占率32.5%,IGBT模块领域国内斯达半导是唯一进入前十的企业,市占率2.5%,IGBT器件领域国内士兰微是唯一进入前十的企业,市占率2.2%。国内产品供需不平衡,“国产替代”将是未来IGBT行业发展的主要方向。三、 汽车半导体量价齐升,市场空间正快速扩大纯电动车有望成为未来新能源汽车发展的主要方向。新能源汽车根据发动机主要可以分为HEV(混合电动汽车)、P

45、HEV(插电式混合电动汽车)、BEV(纯电动汽车)。其中,HEV是最常见的混合动力类型,它的动力驱动方式可以通过使用燃料的发动机和带有电池的电动机。PHEV电池容量比较大,由较长的纯电续航里程,且有充电接口,一般需要专用的供电桩进行供电,在电能充足的时候,采用电动机驱动车辆,而电能不足时,发动机发电给动力电池。BEV则不需要燃油机,只需要依靠电池提供能量,所以会配置较大容量的电池。BEV的优势在于零排放。受益于国家的双碳计划,BEV有望成为未来新能源汽车发展的主要方向。中国新能源汽车销量增速高于全球,02020年中国新能源汽车销量达到7136.7万辆。根据EV-volumes公布的数据,201

46、4年全球新能源汽车销量为32.1万辆,2020年达到324万辆,2014-2020年复合增长率为47%;根据中国汽车工业协会公布的数据,2014年中国新能源汽车销量为7.5万辆,2020年达到136.7万辆,2014-2020年复合增长率为62%;整体来看全球与中国新能源汽车销量皆快速增长,且中国的增速高于全球。双碳计划促进新能源汽车发展,新能源汽车的碳减排潜力相较传统燃油车更具优势。国内要实现双碳目标,可能性路径包括中国工业和公路交通等领域加速电气化、加速部署可再生电源等零碳电源等。受益于双碳目标,新能源汽车替代传统燃油车已是大势所趋。在车辆使用阶段,新能源汽车的碳减排潜力有明显优势。纯电动

47、汽车与油车相比,单车运行阶段减排比例介于243%。若电动汽车的电耗降低,新能源电力使用比例提高,新能源汽车减排量比例还会进一步提升。2021年上半年全球新能源汽车销量同比接近翻倍,全球各国家销量皆大幅度提升。根据EV-volumes预测,2021年全球新能源汽车销量预计达到640万,相较于2020年同比增长98%。全球轻型汽车市场已从2020年上半年的-28%的低迷中部分恢复,同比增长28%。2021年上半年部分地区新能源汽车由于基数较低因此呈倍数增长,欧洲同比增长157%,中国同比增长197%,美国同比增长166%,其余市场同比增长达到95%;除日本外,所有主要市场在今年上半年的电动汽车销量

48、和份额均创下新纪录。中国新能源汽车渗透率预计在2025年达到20%,预计中国新能源汽车销量超过600万辆。国务院办公厅印发新能源汽车产业发展规划(20212035年)提出,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右;此外中汽协预测2025年中国汽车销量或到3000万辆,根据保守线性推算,我们预计2025年中国新能源汽车销量达到600万辆,年复合增速达到34.4%。根据中汽协预测未来五年中国新能源汽车销量年均增速40%以上的预测,2025年新能源汽车销量预计达到735万辆。2020年新能源汽车半导体价值量4834美金。根据英飞凌、IHS、AutomotiveGroup等多家机构测算,2

49、020年FHEV、PHEV、BEV单车半导体的成本到了834美元,相较于传统燃油车的汽车半导体价值417美元,单车半导体价值量翻倍成长;相较于48V轻混合车,单车半导体价值量增加45.8%。预计2025年,48V轻混车、FHEV/PHEV/BEV销量分别将达到1880万辆、2100万辆,基于2020年单车半导体BOM静态测算,2025年车用半导体市场规模将达到282.7亿美元。新能源汽车半导体价值量持续增加,保守估计52025年中国市场规模达到070亿美元。随着汽车电动化、智能化、网联化发展,半导体在单车上的整体价值也越来越高,根据Gartner预测的数据,2024年单辆汽车中的半导体价值有望

50、超过1000美元,根据前四年的年复合增长率预测,预计2025年达到1046美元,中国2025年新能源汽车预计达到600-700万量,经测算中国新能源汽车半导体市场规模在2025年有望达到62.8亿-73.2亿美元。汽车半导体国产化率仅10%,前八大欧美日企业占整体市场的63%。根据ICVTank数据,2019年汽车半导体前八大企业为欧美日公司,包含恩智浦、英飞凌、瑞萨半导体、意法半导体、德州仪器等,占整体市场规模的63%。从自主汽车芯片产业规模来看,欧美日占据整体市场的93%,欧洲、美国和日本公司分别占37%、30%和25%市场份额;中国公司仅为3%,根据中国汽车芯片产业创新战略联盟数据显示,

51、国内汽车行业中车用芯片自研率仅占10%,国内汽车芯片市场基本被国外企业垄断,并且具备90%的替代空间。第四章 背景及必要性一、 电动化+数字互联带动功率模拟芯片、控制芯片、传感器需求提升半导体是汽车发展趋势(电驱化、数字互联)的核心。汽车在电动化、智能化、网联化的发展过程中,半导体是发展的核心支撑。1)电驱化(电动化),电动与混动汽车的发展要求动力传动系统向电气化迈进,其中由电池、电机、电控组成的三电系统主要以功率半导体为主,包含IGBT、MOSFET等。2)数字互联(智能化、网联化),智能化发展带动具备AI计算能力的主控芯片市场规模快速成长;此外智能与网联相辅相成,核心都是加强人车交互,除了

52、加强计算能力的主控芯片外,传感器、存储也是核心的汽车半导体,包含自动化驾驶的实现使传感器需求提升、数据量的增加带动存储的数量和容量的需求提升。汽车半导体绝对值在增长,从分类中功率半导体价值量增加幅度最大。新能源汽车相比传统燃油车,新能源车中的功率半导体价值量提升幅度较大。按照传统燃油车半导体价值量417美元计算,功率半导体单车价值量达到87.6美元,按照FHEV、PHEV、BEV单车半导体价值量834美元计算,功率半导体单车价值量达到458.7美元,价值量增加四倍多。二、 新能源汽车的电力系统中,功率IGBT价值占比达达52%新能源汽车核心三电系统(电池、电机、电控)。1)电池是新能源汽车的能

53、量来源,替换传统燃油汽车的油箱;动力电池系统主要由电芯、电池管理系统等组成。2)电机负责将电能转换为机械能,包含定子、转子等;3)电控如同汽车的大脑,用来控制电机的启动、暂停、转速、扭矩等各项“动作”。三电系统需要大量的半导体产品包括功率半导体、模拟芯片、控制芯片等;随着电动汽车的发展与普及,汽车半导体迎来快速发展期。电力系统主要分为四大类:DC/DC转换器、电池管理系统(BMS)、逆变器、车载充电器。逆变器是汽车的关键部件,主要用到的半导体芯片为为IGBT。逆变器类似于燃油车的发动机管理系统EMS,决定着驾驶行为。无论电机是同步、异步还是无刷直流电机,逆变器始终以类似的方式运行,其设计应最大

54、限度地减少开关损耗并最大限度地提高热效率。IGBT是电动汽车逆变器的核心电子器件,重要性类似电脑里的CPU。DC-DC。转换器供电给汽车低压电子系统。DC/DC变换器是新能源汽车必须配置的功能,类似燃油汽车中配置的低电压发电机总成,其功能是给车载12V或24V低压电池充电,并为整车提供全部的低压供电。在新能源汽车中会配置一个DC/DC变换器作为能量传递部件,从车载动力电池取电,提高能源的利用率,给车载12V或24V低压电池充电,并为整车提供全部的低压电子系统供电。BMS电池管理系统是电动汽车中电池组的大脑。BMS可根据起动能力对充电状态、健康状态和功能状态进行快速、可靠的监测,以提供必要的信息

55、。因此,BMS能够最大限度地降低因为电池意外失效而导致的汽车故障次数,从而尽可能地提升电池使用寿命和电池效率,并实现二氧化碳减排功能。OBC车载充电器主要功能是为电池充电。OBC的核心功能是整流电源输入,并将其转换为适合电池的充电电压可能是400V或越来越多的800V。一个典型的OBC由多个级联级组成,包括功率因数校正(PFC)、DC/DC转换器、次级整流、辅助电源、控制及驱动电路。OBC具有多种功率等级,功率等级越高,充电时间就越短。最流行的OBC功率等级是3.3kW、6.6kW、11kW和22kW。新能源汽车动力系统中,器逆变器IGBT价值量比占比52%。在电动传统系统中,主逆变器负责控制

56、电动机,是汽车中的一个关键元器件,决定了驾驶行为和车辆的能源效率。并且,主逆变器还用于捕获再生制动释放的能量并将此能量回馈给电池,所以,车辆的最大行程与主逆变器的效率直接相关。三、 大力推进科技创新推动形成以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系,努力培育建设一批高新技术企业。将符合条件的科技型企业培育成长为瞪羚企业、创新型领军企业、独角兽企业。加强科研能力建设,提高科技供给水平,聚焦农业十大特色产业,建成中国热带农业科学院兴义试验基地、农业工程技术研究中心。加强科技特派员、科技先遣队工作,促进产业发展,助力乡村振兴。深度挖掘区域特色种质资源,加大开发利用研究力度,为农旅融合发展和生态产业化提供技术、资源保障。打造“两江一河”热作物农旅产业带。创建国家级高新技术产业开发区和国家农业高新技术产业示范区。四、 制造工艺正从8英寸晶圆朝向12英寸升级迭代以特色工艺需要工艺与设计的积累,海外企业以MIDM为主。功率半导体主要以特色工艺为主,器件的技术迭代像逻辑、存储芯片依靠尺寸的缩小,因此特

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