高壓特色工藝功率芯片和SiC芯片研發及產業化項目可行性研究報告案例
1、項目基本情況
本項目擬通過新建廠房及倉庫等配套設施,購置光刻機、顯影機、刻蝕機、PECVD、退火爐、電子顯微鏡等設備,實現高壓特色工藝功率芯片和 SiC 芯片研發及產業化。項目達產后,預計將形成年產 36 萬片功率半導體芯片的生產能力。本項目的成功實施,有助于公司豐富自身產品線,有效整合產業資源,鞏固并提高公司的市場地位和綜合競爭力。本項目實施主體為公司全資子公司嘉興斯達微電子有限公司。
2、項目建設的必要性
(1)落實發展集成電路行業國家戰略,推動功率器件進口替代步伐
2014 年,國務院印發《國家集成電路產業發展推進綱要》,將集成電路產業發展上升為國家戰略。中國作為世界上最大的半導體芯片消費市場,長期以來,集成電路產業嚴重依賴進口,貿易逆差較大。第三代半導體具備高頻、高效、高功率、耐高溫高壓等特點,契合節能減排、智能制造等國家重大戰略需求,已成為全球半導體技術和產業新的競爭焦點。
國家先后印發《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2019 版)》《能源技術創新“十三五”規劃》等鼓勵性、支持性政策,將 SiC、GaN 和 AlN 等第三代半導體材料納入重點新材料目錄,推動支持 SiC 等第三代半導體材料的制造及應用技術突破。本項目的實施,有助于加快我國第三代半導體功率器件的技術突破,實現新能源汽車核心器件的國產化,改善智能電網、軌道交通等基礎設施關鍵零部件嚴重依賴進口的局面,推動高壓特色工藝功率芯片和 SiC 芯片國產化進程。
(2)豐富公司產品線,實現智能電網和軌道交通行業高壓功率器件的國產化替代
在智能電網行業,高壓 IGBT 是柔性直流換流閥必不可少的核心功率器件,目前,國內建成及在建的柔性直流輸電工程包括舟山 400MW 柔性直流輸電工程、廈門 1000MW 柔性直流輸電工程、云南魯西 1000MW 柔性直流輸電工程、張北3000MW 柔性直流輸電工程等,柔性直流輸電技術是未 來智能電網技術的重點發展方向。
在軌道交通行業,高壓 IGBT 是軌道交通列車“牽引變流器”的核心器件,而牽引變流器是驅動軌道交通列車行駛最關鍵的部件之一。軌道交通作為一種安全可靠、快捷舒適、運載量大、低碳環保的運輸方式,在全世界范圍內得到迅速推廣。在我國,軌道交通行業是關系國計民生的基礎性行業之一,亦是中央和各級地方政府的高度重視和國家產業政策重點支持的戰略新興產業。
《中長期鐵路網規劃(2016年調整)》《交通強國建設綱要》《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》《新時代交通強國鐵路先行規劃綱要》等產業政策為我國軌道交通行業的發展規劃了廣闊的前景。目前國內 3300V 及以上功率器件基本依賴進口,亟需發展國產核心功率半導體器件,助力智能電網、軌道交通核心器件的國產化。
(3)把握新能源汽車快速發展的市場機遇,滿足市場需求
SiC 功率器件可以降低損耗,減小模塊體積重量,隨著新能源汽車市場迅速發展,SiC 功率器件在高端新能源汽車控制器中大批量應用。2018 年特斯拉的主逆變器開始采用SiC MOSFET方案,隨后采埃孚、博世等多家零部件制造商以及比亞迪、雷諾等汽車生產商都宣布在其部分產品中采用采用 SiC MOSFET 方案,SiC 功率器件市場前景十分廣闊。
根據 IHS 數據,2018 年碳化硅功率器件市場規模約 3.9 億美元,受新能源汽車行業龐大的需求驅動,以及光伏風電和充電樁等領域對于效率和功耗要求提升的影響,預計到 2027 年碳化硅功率器件的市場規模將超過 100 億美元,2018-2027 年的復合增速接近 40%。
3、項目建設的可行性
(1)國家相關產業政策為項目實施提供良好政策環境
本項目產品符合《產業結構調整指導目錄(2019 年本)》(修訂)鼓勵類“二十八、信息產業”中“21、新型電子元器件制造”;2017 年國家發改委公布的《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄(2016 版)》將“電力電子功率器件(絕緣柵雙極晶體管芯片(IGBT)及模塊)”納入重點培育和發展的戰略性新興產業范圍;2020 年國務院印發《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》,重點支持高端芯片關鍵核心技術研發和產業化;國家先后印發《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2019 版)》《能源技術創新“十三五”規劃》等鼓勵性、支持性政策,將 SiC、GaN 和 AlN 等第三代半導體材料納入重點新材料目錄,推動支持 SiC等第三代半導體材料的制造及應用技術突破;國家 2030 計劃和“十四五”國家研發計劃已明確第三代半導體是重要發展方向;國家科技部、工信部、北京市科委牽頭成立第三代半導體產業技術創新戰略聯盟(CASA),推動我國第三代半導體材料及器件研發和相關產業發展。國家政策的大力支持給功率半導體器件行業的發展帶來了良好的機遇。
(2)下游市場發展前景廣闊
高壓特色工藝功率芯片和 SiC 芯片受下游智能電網、軌道交通、新能源汽車等行業需求拉動,市場規模增長快速。智能電網方面,據中商產業研究院預測,到 2020年我國智能電網行業市場規模將近 800 億元,在龐大的市場需求的驅動下,高壓功率模組市場潛力巨大。軌道交通方面,根據中信證券研究報告,中國地鐵高壓功率模組需求在 2021-2023 年將維持 15%-20%的年復合增長率,鐵路需求將維持平穩,年化需求預計在 15 億元左右。
新能源汽車方面,據 YOLE 統計,2018 年全球新能源汽車用IGBT模組市場規模達9.09億美元,預計到2024年將增長到19.10億美元,年復合增速 13.17%。隨著 SiC 功率器件在新能源汽車行業的廣泛應用,將會給 SiC芯片帶來巨大的市場空間。上述下游產業的快速發展將為高壓特色工藝功率芯片和SiC 芯片產業帶來巨大的發展動力。
(3)公司具備了項目實施的人才、技術、市場等各項必要條件
公司深耕功率半導體行業多年,有深厚的技術積累和豐富的人才儲備,在國內外均設有研發中心。公司技術骨干主要是來自美國麻省理工學院、臺灣清華大學、浙江大學等國際知名高校的博士或碩士,大多數具備在國際知名半導體企業承擔研發工作的經歷,在功率半導體芯片和模塊領域有 20 年以上的研發和生產經驗,在高壓特色工藝功率芯片和 SiC 芯片設計和制造領域擁有成熟的技術經驗。公司成立了芯片和模塊設計中心,建設完備的產品可靠性實驗室和工況模擬實驗室,購置先進的芯片、模塊設計軟件和熱分析模擬軟件,可實現產品的性能、動靜態、工況模擬等測試。
此外,公司在海外設立了歐洲研發中心,其研發人員擁有在國際知名半導體公司任職多年的背景,協同母公司進行尖端芯片和模塊的研發及測試。公司擁有完善的營銷網絡布局和豐富的客戶資源,與客戶建立了長期穩定的合作關系,始終堅持以客戶需求為價值導向,致力于面向應用的產品技術創新,確保公司能研發出符合客戶技術要求的產品。公司具備了項目實施的人才、技術、市場等各項必要條件。
綜上所述,高壓特色工藝功率芯片和 SiC 芯片研發及產業化項目符合國家產業發展方向、廣闊的下游市場、公司戰略和業務發展的需要,公司具備實施本項目相關的人才、技術、市場儲備及可持續的服務實力,本項目具有可行性。
4、投資金額
本項目總投資金額 200,000.00 萬元,計劃建設周期為3年。
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