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文檔簡介
1、CMC·泓域咨詢 /駐馬店IGBT項目創(chuàng)業(yè)計劃書駐馬店IGBT項目創(chuàng)業(yè)計劃書xx(集團)有限公司目錄第一章 項目緒論11一、 項目名稱及建設(shè)性質(zhì)11二、 項目承辦單位11三、 項目定位及建設(shè)理由13四、 優(yōu)化區(qū)域布局,加快構(gòu)建現(xiàn)代城鎮(zhèn)體系13五、 報告編制說明15六、 項目建設(shè)選址17七、 項目生產(chǎn)規(guī)模17八、 建筑物建設(shè)規(guī)模17九、 環(huán)境影響17十、 原輔材料及設(shè)備18十一、 項目總投資及資金構(gòu)成18十二、 資金籌措方案19十三、 項目預(yù)期經(jīng)濟效益規(guī)劃目標(biāo)19十四、 項目建設(shè)進度規(guī)劃19主要經(jīng)濟指標(biāo)一覽表20第二章 項目背景及必要性22一、 電動化+數(shù)字互聯(lián)帶動功率模擬芯片、控制芯
2、片、傳感器需求提升22二、 實行高水平對外開放,打造內(nèi)陸開放高地23三、 模塊封裝為核心競爭力之一,適用于各種高電壓場景24四、 國內(nèi)IGBT模塊百億級市場空間,占全球40%以上25五、 項目實施的必要性27六、 新能源發(fā)電為IGBT帶來持續(xù)發(fā)展動力27七、 IGBT技術(shù)發(fā)展歷程及趨勢28第三章 行業(yè)發(fā)展分析32一、 汽車半導(dǎo)體量價齊升,市場空間正快速擴大32二、 IGBT結(jié)構(gòu)不斷升級,協(xié)同第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新35三、 IGBT是新能源車動力系統(tǒng)核心中的核心40第四章 項目建設(shè)單位說明42一、 公司基本信息42二、 公司簡介42三、 公司競爭優(yōu)勢43四、 公司主要財務(wù)數(shù)據(jù)45公司合并資產(chǎn)負(fù)債表
3、主要數(shù)據(jù)45公司合并利潤表主要數(shù)據(jù)46五、 核心人員介紹46六、 經(jīng)營宗旨48七、 公司發(fā)展規(guī)劃48第五章 建筑工程方案50一、 項目工程設(shè)計總體要求50二、 建設(shè)方案50三、 建筑工程建設(shè)指標(biāo)52建筑工程投資一覽表52第六章 產(chǎn)品方案與建設(shè)規(guī)劃54一、 建設(shè)規(guī)模及主要建設(shè)內(nèi)容54二、 產(chǎn)品規(guī)劃方案及生產(chǎn)綱領(lǐng)54產(chǎn)品規(guī)劃方案一覽表55第七章 SWOT分析57一、 優(yōu)勢分析(S)57二、 劣勢分析(W)59三、 機會分析(O)59四、 威脅分析(T)61第八章 法人治理69一、 股東權(quán)利及義務(wù)69二、 董事72三、 高級管理人員76四、 監(jiān)事78第九章 工藝技術(shù)分析80一、 企業(yè)技術(shù)研發(fā)分析80
4、二、 項目技術(shù)工藝分析82三、 質(zhì)量管理84四、 設(shè)備選型方案85主要設(shè)備購置一覽表86第十章 安全生產(chǎn)87一、 編制依據(jù)87二、 防范措施89三、 預(yù)期效果評價95第十一章 建設(shè)進度分析96一、 項目進度安排96項目實施進度計劃一覽表96二、 項目實施保障措施97第十二章 項目投資分析98一、 投資估算的依據(jù)和說明98二、 建設(shè)投資估算99建設(shè)投資估算表101三、 建設(shè)期利息101建設(shè)期利息估算表101四、 流動資金102流動資金估算表103五、 總投資104總投資及構(gòu)成一覽表104六、 資金籌措與投資計劃105項目投資計劃與資金籌措一覽表105第十三章 項目經(jīng)濟效益107一、 基本假設(shè)及基
5、礎(chǔ)參數(shù)選取107二、 經(jīng)濟評價財務(wù)測算107營業(yè)收入、稅金及附加和增值稅估算表107綜合總成本費用估算表109利潤及利潤分配表111三、 項目盈利能力分析111項目投資現(xiàn)金流量表113四、 財務(wù)生存能力分析114五、 償債能力分析114借款還本付息計劃表116六、 經(jīng)濟評價結(jié)論116第十四章 項目招標(biāo)及投標(biāo)分析117一、 項目招標(biāo)依據(jù)117二、 項目招標(biāo)范圍117三、 招標(biāo)要求118四、 招標(biāo)組織方式120五、 招標(biāo)信息發(fā)布124第十五章 項目總結(jié)分析125第十六章 附表附件127營業(yè)收入、稅金及附加和增值稅估算表127綜合總成本費用估算表127固定資產(chǎn)折舊費估算表128無形資產(chǎn)和其他資產(chǎn)攤銷
6、估算表129利潤及利潤分配表129項目投資現(xiàn)金流量表130借款還本付息計劃表132建設(shè)投資估算表132建設(shè)投資估算表133建設(shè)期利息估算表133固定資產(chǎn)投資估算表134流動資金估算表135總投資及構(gòu)成一覽表136項目投資計劃與資金籌措一覽表137報告說明根據(jù)謹(jǐn)慎財務(wù)估算,項目總投資33833.98萬元,其中:建設(shè)投資27741.74萬元,占項目總投資的81.99%;建設(shè)期利息297.75萬元,占項目總投資的0.88%;流動資金5794.49萬元,占項目總投資的17.13%。項目正常運營每年營業(yè)收入58100.00萬元,綜合總成本費用49102.68萬元,凈利潤6557.69萬元,財務(wù)內(nèi)部收益率
7、12.36%,財務(wù)凈現(xiàn)值-883.07萬元,全部投資回收期6.79年。本期項目具有較強的財務(wù)盈利能力,其財務(wù)凈現(xiàn)值良好,投資回收期合理。IGBT既有MOSFET的開關(guān)速度高、輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動電路簡單、開關(guān)損耗小的優(yōu)點,又有BJT導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小的優(yōu)點,是電力電子領(lǐng)域較為理想的開關(guān)器件。IGBT可以看做由BJT(雙極型晶體管)和MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管)組成的復(fù)合功率半導(dǎo)體器件。BJT即三極管,是電流驅(qū)動器件,基本結(jié)構(gòu)是兩個背靠背的PN結(jié),基極和發(fā)射極之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié),基極和集電極之間的PN結(jié)稱為集電結(jié),通過控制輸入電壓和基極電流可以使三極管出現(xiàn)電流
8、放大或開關(guān)效應(yīng)。MOSFET是電壓型驅(qū)動器件,以常用的N溝道MOS管為例,通過在P型半導(dǎo)體上方加入金屬板和絕緣板,即柵極,在使用中保持源級和漏級電壓不變,柵極加正電壓,MOS管呈導(dǎo)通狀態(tài),降低柵極電壓,MOS管呈關(guān)閉狀態(tài)。由于柵極所帶來的電容效應(yīng),使得MOS管只需要很小的驅(qū)動功率即可實現(xiàn)高速的開關(guān)作用。BJT通態(tài)壓降小、載流能力大,但驅(qū)動電流小,MOSFET驅(qū)動功率小、快關(guān)速度快,但導(dǎo)通壓降大、載流密度小。IGBT可以等效為MOS管和BJT管的復(fù)合器件,在保留MOS管優(yōu)點的同時增加了載流能力和抗壓能力,自20世紀(jì)80年代末開始工業(yè)化應(yīng)用以來發(fā)展迅速,成為電力電子領(lǐng)域中最重要的功率開關(guān)器件之一,
9、在6500V以下的大功率高頻領(lǐng)域逐漸取代了晶閘管和功率MOSFET器件。本報告基于可信的公開資料,參考行業(yè)研究模型,旨在對項目進行合理的邏輯分析研究。本報告僅作為投資參考或作為參考范文模板用途。第一章 項目緒論一、 項目名稱及建設(shè)性質(zhì)(一)項目名稱駐馬店IGBT項目(二)項目建設(shè)性質(zhì)本項目屬于擴建項目二、 項目承辦單位(一)項目承辦單位名稱xx(集團)有限公司(二)項目聯(lián)系人段xx(三)項目建設(shè)單位概況展望未來,公司將圍繞企業(yè)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn),在“夢想、責(zé)任、忠誠、一流”核心價值觀的指引下,圍繞業(yè)務(wù)體系、管控體系和人才隊伍體系重塑,推動體制機制改革和管理及業(yè)務(wù)模式的創(chuàng)新,加強團隊能力建設(shè),提升核
10、心競爭力,努力把公司打造成為國內(nèi)一流的供應(yīng)鏈管理平臺。面對宏觀經(jīng)濟增速放緩、結(jié)構(gòu)調(diào)整的新常態(tài),公司在企業(yè)法人治理機構(gòu)、企業(yè)文化、質(zhì)量管理體系等方面著力探索,提升企業(yè)綜合實力,配合產(chǎn)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革。同時,公司注重履行社會責(zé)任所帶來的發(fā)展機遇,積極踐行“責(zé)任、人本、和諧、感恩”的核心價值觀。多年來,公司一直堅持堅持以誠信經(jīng)營來贏得信任。公司在“政府引導(dǎo)、市場主導(dǎo)、社會參與”的總體原則基礎(chǔ)上,堅持優(yōu)化結(jié)構(gòu),提質(zhì)增效。不斷促進企業(yè)改變粗放型發(fā)展模式和管理方式,補齊生態(tài)環(huán)境保護不足和區(qū)域發(fā)展不協(xié)調(diào)的短板,走綠色、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展道路,不斷優(yōu)化供給結(jié)構(gòu),提高發(fā)展質(zhì)量和效益。牢固樹立并切實貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、
11、綠色、開放、共享的發(fā)展理念,以提質(zhì)增效為中心,以提升創(chuàng)新能力為主線,降成本、補短板,推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。公司將依法合規(guī)作為新形勢下實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的基本保障,堅持合規(guī)是底線、合規(guī)高于經(jīng)濟利益的理念,確立了合規(guī)管理的戰(zhàn)略定位,進一步明確了全面合規(guī)管理責(zé)任。公司不斷強化重大決策、重大事項的合規(guī)論證審查,加強合規(guī)風(fēng)險防控,確保依法管理、合規(guī)經(jīng)營。嚴(yán)格貫徹落實國家法律法規(guī)和政府監(jiān)管要求,重點領(lǐng)域合規(guī)管理不斷強化,各部門分工負(fù)責(zé)、齊抓共管、協(xié)同聯(lián)動的大合規(guī)管理格局逐步建立,廣大員工合規(guī)意識普遍增強,合規(guī)文化氛圍更加濃厚。三、 項目定位及建設(shè)理由新為能源車的快速發(fā)展為IITGBT帶來廣闊的增量市場。新能源
12、車的加速能力、最高時速、能源效率主要看車規(guī)級功率器件的性能。硅基IGBT作為主導(dǎo)型功率器件,在新能源車中應(yīng)用于電動控制系統(tǒng)、車載空調(diào)系統(tǒng)、充電樁逆變器三個子系統(tǒng)中,約占整車成本的7%-10%,是除電池以外成本第二高的元件,也是決定整車能源效率的關(guān)鍵器件。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù),2021年6月新能源車產(chǎn)銷分別為24.8萬輛、25.6萬輛,環(huán)比+14.3%、+17.7%,同比增長1.3倍和1.4倍,2021年1-6月,新能源車產(chǎn)銷分別達(dá)到121.5萬輛和120.6萬輛,同比增長均為2.0倍,新能源車的快速發(fā)展為IGBT帶來廣闊的市場空間。四、 優(yōu)化區(qū)域布局,加快構(gòu)建現(xiàn)代城鎮(zhèn)體系落實主體功能區(qū)戰(zhàn)略,優(yōu)化國土
13、空間布局,堅持強心引領(lǐng)、多極支撐、整體聯(lián)動,加快構(gòu)建以中心城區(qū)為主體、縣城和小城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展的現(xiàn)代城鎮(zhèn)體系。增強中心城區(qū)輻射帶動作用。堅持以國際化、現(xiàn)代化、生態(tài)化為方向,增強樞紐輻射、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新、開放帶動、文化引領(lǐng)等功能,集聚高端發(fā)展要素,全面提升綜合承載能力和輻射帶動能力,打造區(qū)域性中心城市。優(yōu)化中心城市組團空間結(jié)構(gòu),加快推進“一中心五組團一帶六極”現(xiàn)代城鎮(zhèn)體系(以中心城區(qū)為核心,以遂平、汝南、確山縣和西部山區(qū)及東部宿鴨湖地區(qū)為組團,打造以西平、上蔡、平輿、新蔡、正陽、泌陽縣為支撐的沿邊經(jīng)濟發(fā)展帶和沿邊經(jīng)濟增長極),積極推進遂平、確山撤縣設(shè)區(qū),支持泌陽、平輿打造縣級城市。推進縣域經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。
14、開展縣域治理“三起來”示范創(chuàng)建,打造產(chǎn)業(yè)先進、充滿活力、城鄉(xiāng)繁榮、生態(tài)優(yōu)美、人民富裕的強縣。堅持產(chǎn)業(yè)為基集聚發(fā)展,發(fā)揮各縣比較優(yōu)勢,優(yōu)化縣域發(fā)展布局,推動工業(yè)基礎(chǔ)較好的縣突出轉(zhuǎn)型提質(zhì)、壯大優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)集群,推動農(nóng)業(yè)優(yōu)勢明顯的縣突出特色高效、穩(wěn)固糧食生產(chǎn)能力、發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)集群,推動生態(tài)功能突出的縣強化生態(tài)環(huán)境保護、發(fā)展資源環(huán)境可承載的適宜產(chǎn)業(yè)。堅持城鄉(xiāng)融合協(xié)調(diào)發(fā)展,構(gòu)建以縣城為龍頭、中心鎮(zhèn)為節(jié)點、鄉(xiāng)村為腹地的縣域發(fā)展體系;推進以縣城為重要載體的新型城鎮(zhèn)化建設(shè),支持縣城積極融入中心城市發(fā)展,深入實施百城建設(shè)提質(zhì)工程和文明城市創(chuàng)建,加快特色小城鎮(zhèn)建設(shè)。健全縣域經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展組織領(lǐng)導(dǎo)、扶持引導(dǎo)、獎懲激勵等
15、機制,完善區(qū)域協(xié)作、資源調(diào)配、收益共享等機制,激發(fā)縣域經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展內(nèi)生動力。統(tǒng)籌城市規(guī)劃建設(shè)管理。堅持以人為核心,統(tǒng)籌生產(chǎn)生態(tài)生活空間,提高城市規(guī)劃建設(shè)管理水平,讓城市成為人民群眾高品質(zhì)生活的空間。實施城市更新行動,統(tǒng)籌城市結(jié)構(gòu)優(yōu)化和功能完善,科學(xué)規(guī)劃城市功能片區(qū),增強建設(shè)發(fā)展的整體性、協(xié)調(diào)性,補好城市路網(wǎng)、水網(wǎng)、管網(wǎng)、綠網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)短板,完善公共服務(wù)設(shè)施。加強城市和建筑風(fēng)貌管控,實現(xiàn)城市設(shè)計與空間規(guī)劃有機銜接,塑造特色鮮明、功能多樣、尺度宜人的公共空間。加強歷史文化保護和利用,使城市自然資源、歷史景觀和現(xiàn)代風(fēng)貌有機融合,提升城市魅力。加強城市重要基礎(chǔ)設(shè)施安全管理,推動城市防洪排澇設(shè)施建
16、設(shè)。分級分類推進新型智慧城市建設(shè)和省級新型智慧城市建設(shè)試點,推動新一代信息技術(shù)與城市規(guī)劃、建設(shè)、管理、服務(wù)全面融合,建設(shè)“城市大腦”中樞平臺,提升城市治理精細(xì)化、智能化水平。堅持房子是用來住的、不是用來炒的定位,促進房地產(chǎn)市場平穩(wěn)健康發(fā)展。深化戶籍制度改革,完善財政轉(zhuǎn)移支付和城鎮(zhèn)新增建設(shè)用地規(guī)模與農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移人口市民化掛鉤政策,強化基本公共服務(wù)保障,加快農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移人口市民化。五、 報告編制說明(一)報告編制依據(jù)1、一般工業(yè)項目可行性研究報告編制大綱;2、建設(shè)項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)(第三版);3、建設(shè)項目用地預(yù)審管理辦法;4、投資項目可行性研究指南;5、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄。(二)報告編制原則1、嚴(yán)格
17、遵守國家和地方的有關(guān)政策、法規(guī),認(rèn)真執(zhí)行國家、行業(yè)和地方的有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;2、選擇成熟、可靠、略帶前瞻性的工藝技術(shù)路線,提高項目的競爭力和市場適應(yīng)性;3、設(shè)備的布置根據(jù)現(xiàn)場實際情況,合理用地;4、嚴(yán)格執(zhí)行“三同時”原則,積極推進“安全文明清潔”生產(chǎn)工藝,做到環(huán)境保護、勞動安全衛(wèi)生、消防設(shè)施和工程建設(shè)同步規(guī)劃、同步實施、同步運行,注意可持續(xù)發(fā)展要求,具有可操作彈性;5、形成以人為本、美觀的生產(chǎn)環(huán)境,體現(xiàn)企業(yè)文化和企業(yè)形象;6、滿足項目業(yè)主對項目功能、盈利性等投資方面的要求;7、充分估計工程各類風(fēng)險,采取規(guī)避措施,滿足工程可靠性要求。(二) 報告主要內(nèi)容1、項目背景及市場預(yù)測分析;2、建設(shè)規(guī)模
18、的確定;3、建設(shè)場地及建設(shè)條件;4、工程設(shè)計方案;5、節(jié)能;6、環(huán)境保護、勞動安全、衛(wèi)生與消防;7、組織機構(gòu)與人力資源配置;8、項目招標(biāo)方案;9、投資估算和資金籌措;10、財務(wù)分析。六、 項目建設(shè)選址本期項目選址位于xx(以最終選址方案為準(zhǔn)),占地面積約70.00畝。項目擬定建設(shè)區(qū)域地理位置優(yōu)越,交通便利,規(guī)劃電力、給排水、通訊等公用設(shè)施條件完備,非常適宜本期項目建設(shè)。七、 項目生產(chǎn)規(guī)模項目建成后,形成年產(chǎn)xx個IGBT的生產(chǎn)能力。八、 建筑物建設(shè)規(guī)模本期項目建筑面積80458.91,其中:生產(chǎn)工程56837.62,倉儲工程10659.67,行政辦公及生活服務(wù)設(shè)施8484.38,公共工程447
19、7.24。九、 環(huán)境影響本項目將嚴(yán)格按照“三同時”即三廢治理與生產(chǎn)裝置同時設(shè)計、同時施工、同時建成使用的原則,貫徹執(zhí)行國家和地方有關(guān)環(huán)境保護的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。積極采用先進而成熟的工藝設(shè)備,最大限度利用資源,盡可能將三廢消除在工藝內(nèi)部,項目單位及時對生產(chǎn)過程中的噪音、廢水、固體廢棄物等都要經(jīng)過處理,避免造成環(huán)境污染,確保該項目的建設(shè)與實施過程完全符合國家環(huán)境保護規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。十、 原輔材料及設(shè)備(一)項目主要原輔材料該項目主要原輔材料包括xx、xx、xxx等。(二)主要設(shè)備主要設(shè)備包括:xx、xx、xxx等。十一、 項目總投資及資金構(gòu)成(一)項目總投資構(gòu)成分析本期項目總投資包括建設(shè)投資、建設(shè)期利息和流動
20、資金。根據(jù)謹(jǐn)慎財務(wù)估算,項目總投資33833.98萬元,其中:建設(shè)投資27741.74萬元,占項目總投資的81.99%;建設(shè)期利息297.75萬元,占項目總投資的0.88%;流動資金5794.49萬元,占項目總投資的17.13%。(二)建設(shè)投資構(gòu)成本期項目建設(shè)投資27741.74萬元,包括工程費用、工程建設(shè)其他費用和預(yù)備費,其中:工程費用23792.61萬元,工程建設(shè)其他費用3264.46萬元,預(yù)備費684.67萬元。十二、 資金籌措方案本期項目總投資33833.98萬元,其中申請銀行長期貸款12153.07萬元,其余部分由企業(yè)自籌。十三、 項目預(yù)期經(jīng)濟效益規(guī)劃目標(biāo)(一)經(jīng)濟效益目標(biāo)值(正常經(jīng)
21、營年份)1、營業(yè)收入(SP):58100.00萬元。2、綜合總成本費用(TC):49102.68萬元。3、凈利潤(NP):6557.69萬元。(二)經(jīng)濟效益評價目標(biāo)1、全部投資回收期(Pt):6.79年。2、財務(wù)內(nèi)部收益率:12.36%。3、財務(wù)凈現(xiàn)值:-883.07萬元。十四、 項目建設(shè)進度規(guī)劃本期項目按照國家基本建設(shè)程序的有關(guān)法規(guī)和實施指南要求進行建設(shè),本期項目建設(shè)期限規(guī)劃12個月。十四、項目綜合評價經(jīng)初步分析評價,項目不僅有顯著的經(jīng)濟效益,而且其社會救益、生態(tài)效益非常顯著,項目的建設(shè)對提高農(nóng)民收入、維護社會穩(wěn)定,構(gòu)建和諧社會、促進區(qū)域經(jīng)濟快速發(fā)展具有十分重要的作用。項目在社會經(jīng)濟、自然條
22、件及投資等方面建設(shè)條件較好,項目的實施不但是可行而且是十分必要的。主要經(jīng)濟指標(biāo)一覽表序號項目單位指標(biāo)備注1占地面積46667.00約70.00畝1.1總建筑面積80458.911.2基底面積28000.201.3投資強度萬元/畝375.332總投資萬元33833.982.1建設(shè)投資萬元27741.742.1.1工程費用萬元23792.612.1.2其他費用萬元3264.462.1.3預(yù)備費萬元684.672.2建設(shè)期利息萬元297.752.3流動資金萬元5794.493資金籌措萬元33833.983.1自籌資金萬元21680.913.2銀行貸款萬元12153.074營業(yè)收入萬元58100.00
23、正常運營年份5總成本費用萬元49102.68""6利潤總額萬元8743.59""7凈利潤萬元6557.69""8所得稅萬元2185.90""9增值稅萬元2114.45""10稅金及附加萬元253.73""11納稅總額萬元4554.08""12工業(yè)增加值萬元16199.35""13盈虧平衡點萬元26629.34產(chǎn)值14回收期年6.7915內(nèi)部收益率12.36%所得稅后16財務(wù)凈現(xiàn)值萬元-883.07所得稅后第二章 項目背景及必要性一、 電
24、動化+數(shù)字互聯(lián)帶動功率模擬芯片、控制芯片、傳感器需求提升半導(dǎo)體是汽車發(fā)展趨勢(電驅(qū)化、數(shù)字互聯(lián))的核心。汽車在電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展過程中,半導(dǎo)體是發(fā)展的核心支撐。1)電驅(qū)化(電動化),電動與混動汽車的發(fā)展要求動力傳動系統(tǒng)向電氣化邁進,其中由電池、電機、電控組成的三電系統(tǒng)主要以功率半導(dǎo)體為主,包含IGBT、MOSFET等。2)數(shù)字互聯(lián)(智能化、網(wǎng)聯(lián)化),智能化發(fā)展帶動具備AI計算能力的主控芯片市場規(guī)??焖俪砷L;此外智能與網(wǎng)聯(lián)相輔相成,核心都是加強人車交互,除了加強計算能力的主控芯片外,傳感器、存儲也是核心的汽車半導(dǎo)體,包含自動化駕駛的實現(xiàn)使傳感器需求提升、數(shù)據(jù)量的增加帶動存儲的數(shù)量和容量
25、的需求提升。汽車半導(dǎo)體絕對值在增長,從分類中功率半導(dǎo)體價值量增加幅度最大。新能源汽車相比傳統(tǒng)燃油車,新能源車中的功率半導(dǎo)體價值量提升幅度較大。按照傳統(tǒng)燃油車半導(dǎo)體價值量417美元計算,功率半導(dǎo)體單車價值量達(dá)到87.6美元,按照FHEV、PHEV、BEV單車半導(dǎo)體價值量834美元計算,功率半導(dǎo)體單車價值量達(dá)到458.7美元,價值量增加四倍多。二、 實行高水平對外開放,打造內(nèi)陸開放高地積極融入“一帶一路”建設(shè),加快構(gòu)建高水平開放型經(jīng)濟新體制,實現(xiàn)更大范圍、更寬領(lǐng)域、更深層次對外開放。打造高質(zhì)量對外開放平臺。放大國家戰(zhàn)略平臺疊加聯(lián)動效應(yīng),完善開放載體功能,加強制度創(chuàng)新和政策集成,加快形成更具競爭力的
26、多層次開放平臺優(yōu)勢。持續(xù)辦好中國農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)投資貿(mào)易洽談會,加快推動中國(駐馬店)國際農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)園建設(shè),做大做強開放招商平臺。充分發(fā)揮海關(guān)開放平臺優(yōu)勢,加快保稅物流中心(B型)申建進程,積極建設(shè)農(nóng)業(yè)跨境電商綜合試驗區(qū),提高貿(mào)易便利化水平。推進中國(河南)自由貿(mào)易試驗區(qū)駐馬店聯(lián)動片區(qū)申建工作。推動與天津、青島、連云港、上海、寧波舟山港等沿海港口口岸的戰(zhàn)略聯(lián)合,加快口岸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。拓展開放合作空間。主動融入“一帶一路”、河南“四路協(xié)同”開放格局,積極對接鄭州航空港、新鄭機場、明港機場等,推進海鐵聯(lián)運、公鐵聯(lián)運、公路物流港無縫對接,搭建海陸空立體化交通、物流體系。推進“互聯(lián)網(wǎng)+外貿(mào)”,引導(dǎo)傳統(tǒng)
27、外貿(mào)和制造企業(yè)“上線觸網(wǎng)”,開展跨境電子商務(wù),實現(xiàn)電子商務(wù)平臺與國內(nèi)外市場互聯(lián)互通。推動更多企業(yè)加快創(chuàng)建自主品牌,擴大產(chǎn)品影響力。深入推進跨區(qū)域協(xié)作,繼續(xù)加強周邊合作,全面深化同京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)等區(qū)域合作,主動開展與有關(guān)國家和地區(qū)合作,形成合作交流新格局。強力推進開放招商。堅持把開放招商作為關(guān)鍵一招,創(chuàng)新市場化、專業(yè)化、精細(xì)化招商引資機制,辦好中國農(nóng)加工投洽會等重大招商活動,圍繞主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),突出招大引強、招新引優(yōu)、招專引精,積極承接國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,爭取中央企業(yè)和國內(nèi)外優(yōu)勢企業(yè)在駐馬店市設(shè)立區(qū)域總部和功能性機構(gòu)。加快“政策招商”向“產(chǎn)業(yè)招商”轉(zhuǎn)變,開展產(chǎn)業(yè)鏈精準(zhǔn)招商,實
28、現(xiàn)企業(yè)集群式引進、產(chǎn)業(yè)鏈接式轉(zhuǎn)移,培育壯大產(chǎn)業(yè)集群。加強招商隊伍建設(shè),優(yōu)化招商服務(wù),提升專業(yè)招商能力。強化要素保障,確保招引項目早落地、早見效。三、 模塊封裝為核心競爭力之一,適用于各種高電壓場景IGBT根據(jù)使用電壓范圍可分為低壓、中壓和高壓IGBT。按照使用電壓范圍,可以將IGBT分為低壓、中壓和高壓三大類產(chǎn)品,不同電壓范圍對應(yīng)著不同的應(yīng)用場景。低壓通常為1200V以下,主要用于低消耗的消費電子和太陽能逆變器領(lǐng)域;中壓通常為1200V2500V,主要用于新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域;高壓通常為2500V以上,主要用于高壓大電流的高鐵、動車、智能電網(wǎng)、工業(yè)電機等領(lǐng)域。IGBT根據(jù)封裝形式可分為I
29、GBT分立器件、IGBT模塊以及IPM。從封裝形式上來看,IGBT可以分為IGBT分立器件、IGBT模塊和IPM三大類產(chǎn)品。IGBT分立器件指一個IGBT單管和一個反向并聯(lián)二極管組成的器件;IGBT模組指將多個(兩個及以上)IGBT芯片和二極管芯片以絕緣方式組裝到DBC基板上,并進行模塊化封裝;IPM則指將功率器件(主要為IGBT)和驅(qū)動電路、過壓和過流保護電流、溫度監(jiān)視和超溫保護電路等外圍電路集成再一起生產(chǎn)的一種組合型器件。IGBT。模塊的封裝工藝主要分為焊接式和壓接式。IGBT在工作過程中或產(chǎn)生一定的損耗,當(dāng)每個IGBT芯片在工作過程中產(chǎn)生的損耗只集中在1平方厘米左右的面積向外傳播時,這樣
30、的高熱流密度對器件的安全有效工作而言則成為一個巨大的挑戰(zhàn),所以,IGBT需要依靠一定的封裝形式以便進行散熱,從而保證產(chǎn)品可靠性。IGBT模塊的封裝工藝主要分為焊接式與壓接式。高壓IGBT模塊一般以標(biāo)準(zhǔn)焊接式封裝為主,中低壓IGBT模塊則多采用壓接式封裝工藝。壓接式IGBT結(jié)構(gòu)與焊接式IGBT結(jié)構(gòu)差別較大,且壓接式IGBT封裝結(jié)構(gòu)還可細(xì)分為凸臺式和彈簧式,彈簧式壓接型封裝結(jié)構(gòu)的專利由ABB公司持有,東芝、Westcode、Dynex等公司則采用凸臺式封裝結(jié)構(gòu)。四、 國內(nèi)IGBT模塊百億級市場空間,占全球40%以上根據(jù)英飛凌年報,2019年英飛凌模塊產(chǎn)品全球市占率35.6%,斯達(dá)半導(dǎo)2.5%,英飛
31、凌IGBT器件產(chǎn)品市占率32.5%,士蘭微2.2%。2019年斯達(dá)半導(dǎo)IGBT模塊營業(yè)收入7.6億元,士蘭微IGBT器件營業(yè)收入約1億元,由此可推算2019年全球IGBT模塊市場規(guī)模約300億元,IGBT器件市場規(guī)模約45億元。根據(jù)ASMC研究顯示,全球IGBT市場規(guī)模預(yù)計在2022年達(dá)到60億美元,全球IGBT市場規(guī)模在未來幾年時間仍將繼續(xù)保持穩(wěn)定增長的勢頭。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)和頭豹研究院數(shù)據(jù)整理,2014年,我國IGBT行業(yè)市場規(guī)模為79.8億元,預(yù)測到2020年,我國IGBT行業(yè)將實現(xiàn)197.7億元的收入,年復(fù)合增長率達(dá)16.32%。預(yù)計到2023年中國IGBT行業(yè)整體市場規(guī)模有望達(dá)到2
32、90.8億元,市場前景廣闊。根據(jù)Yole預(yù)測,2024年我國行業(yè)IGBT產(chǎn)量預(yù)期達(dá)到0.78億只,需求量達(dá)到1.96億只,仍存在巨大供需缺口。IGBT市場長期被英飛凌、富士電機等海外公司壟斷,英飛凌占據(jù)絕對領(lǐng)先的地位。2019年英飛凌模塊產(chǎn)品全球市占率35.6%,器件產(chǎn)品全球市占率32.5%,IGBT模塊領(lǐng)域國內(nèi)斯達(dá)半導(dǎo)是唯一進入前十的企業(yè),市占率2.5%,IGBT器件領(lǐng)域國內(nèi)士蘭微是唯一進入前十的企業(yè),市占率2.2%。國內(nèi)產(chǎn)品供需不平衡,“國產(chǎn)替代”將是未來IGBT行業(yè)發(fā)展的主要方向。五、 項目實施的必要性(一)現(xiàn)有產(chǎn)能已無法滿足公司業(yè)務(wù)發(fā)展需求作為行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè),公司已建立良好的品牌形象和
33、較高的市場知名度,產(chǎn)品銷售形勢良好,產(chǎn)銷率超過 100%。預(yù)計未來幾年公司的銷售規(guī)模仍將保持快速增長。隨著業(yè)務(wù)發(fā)展,公司現(xiàn)有廠房、設(shè)備資源已不能滿足不斷增長的市場需求。公司通過優(yōu)化生產(chǎn)流程、強化管理等手段,不斷挖掘產(chǎn)能潛力,但仍難以從根本上緩解產(chǎn)能不足問題。通過本次項目的建設(shè),公司將有效克服產(chǎn)能不足對公司發(fā)展的制約,為公司把握市場機遇奠定基礎(chǔ)。(二)公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級的需要隨著制造業(yè)智能化、自動化產(chǎn)業(yè)升級,公司產(chǎn)品的性能也需要不斷優(yōu)化升級。公司只有以技術(shù)創(chuàng)新和市場開發(fā)為驅(qū)動,不斷研發(fā)新產(chǎn)品,提升產(chǎn)品精密化程度,將產(chǎn)品質(zhì)量水平提升到同類產(chǎn)品的領(lǐng)先水準(zhǔn),提高生產(chǎn)的靈活性和適應(yīng)性,契合關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化
34、的需求,才能在與國外企業(yè)的競爭中獲得優(yōu)勢,保持公司在領(lǐng)域的國內(nèi)領(lǐng)先地位。六、 新能源發(fā)電為IGBT帶來持續(xù)發(fā)展動力目前新能源發(fā)電以光伏和風(fēng)力發(fā)電為主,以光伏發(fā)電為例,在太陽光照射下太陽能電池陣列產(chǎn)生電能輸出直流電,但輸出的電能不符合電網(wǎng)要求,需通過逆變器將其整流,再逆變成符合電網(wǎng)要求的交流電后輸入并網(wǎng)。以往光伏發(fā)電系統(tǒng)是采用MOSFET構(gòu)成的逆變器,然而隨著電壓的升高,MOSFET會因其通態(tài)電阻過大而導(dǎo)致增加開關(guān)損耗,IGBT因其通態(tài)電流大、耐壓高、電壓驅(qū)動等特點,在中、高壓容量的系統(tǒng)中更具優(yōu)勢,在實際項目中IGBT已逐漸取代MOSFET作為光伏逆變器和風(fēng)力發(fā)電逆變器的核心器件,新能源發(fā)電行業(yè)
35、的迅速發(fā)展將成為IGBT行業(yè)持續(xù)增長的全新動力。據(jù)歐洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會預(yù)測,全球光伏裝機量未來5年將保持15%以上的復(fù)合增速,假設(shè)光伏逆變器出貨量每年保持15%增長,預(yù)計到2025年全球光伏IGBT市場規(guī)模將達(dá)到53億元。國內(nèi)逆變器廠商在全球光伏市場上持續(xù)突破,據(jù)Solaredge數(shù)據(jù),2018年華為在全球逆變器市場的份額達(dá)22%。據(jù)陽光電源2020年報披露,公司2015年起出貨量首次超越連續(xù)多年排名全球發(fā)貨量第一的歐洲公司,銷售收入7.51億元,全球市占率27%,已批量銷往德國、意大利、澳大利亞、美國、日本、印度等150多個國家和地區(qū),國內(nèi)光伏逆變器廠商的快速發(fā)展也為國產(chǎn)IGBT替代帶來更多產(chǎn)品
36、應(yīng)用的機會。七、 IGBT技術(shù)發(fā)展歷程及趨勢IGBT技術(shù)的整體發(fā)展趨勢是大電流、高電壓、低損耗、高頻率、功能集成化、高可靠性。從20世紀(jì)80年代至今,IGBT芯片經(jīng)歷了7代升級,從平面穿通型(PT)到溝槽型電場截止型(FS-Trench),芯片面積、工藝線寬、通態(tài)飽和壓降、關(guān)斷時間、功率損耗等各項指標(biāo)經(jīng)歷了不斷的優(yōu)化,斷態(tài)電壓也從600V提高到6500V以上。第一代:PT-IGBT,使用重?fù)诫s的P+襯底作為起始層,在此之上依次生長N+buffer,N-base外延,最后在外延層表面形成原胞結(jié)構(gòu),由于體內(nèi)晶體結(jié)構(gòu)本身原因造成“負(fù)溫度系數(shù)”,各IGBT原胞通態(tài)壓降不一致,不利于并聯(lián)運行,第一代IG
37、BT電流只有25A,且容量小速度低,目前已基本退出市場。第二代:改進版PT-IGBT,采用精細(xì)平面柵結(jié)構(gòu),增加一個“緩沖層”,在相同的擊穿電壓下實現(xiàn)了更薄的晶片厚度,從而降低了IGBT導(dǎo)通電阻,降低了IGBT工作過程中的損耗,提高了IGBT的耐壓程度。第三代:Trench-IGBT,采用Trench結(jié)構(gòu),通過挖槽工藝去掉柵極下面的JFET區(qū),把溝道從表面變到垂直面,基區(qū)的PIN效應(yīng)增強,柵極附近載流子濃度增大,提高了電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)減小了導(dǎo)通電阻,有效降低導(dǎo)通壓降及導(dǎo)通損耗。第四代:NPT-IGBT,使用低摻雜的N-襯底作為起始層,先在N-漂移區(qū)的正面做成MOS結(jié)構(gòu),然后從背面減薄到IGBT電壓規(guī)
38、格需要的厚度,再從背面用離子注入工藝形成P+集電極,在截止時電場沒有貫穿N-漂移區(qū),因此稱為NPT“非穿通”型IGBT??梢跃珳?zhǔn)的控制結(jié)深而控制發(fā)射效率,盡可能地增快載流子抽取速度來降低關(guān)斷損耗,保持基區(qū)原有的載流子壽命而不會影響穩(wěn)態(tài)功耗,同時具有正溫度系數(shù)特點。第五代:FS-IGBT,采用先進的薄片技術(shù)并且在薄片上形成電場終止層,大大的減小了芯片的總厚度,使得導(dǎo)通壓降和動態(tài)損耗都有大幅的下降,從而進一步降低IGBT工作中過程中的損耗。第六代:FS-Trench-IGBT,是在第五代基礎(chǔ)上改進溝槽柵結(jié)構(gòu),進一步增加芯片的電流導(dǎo)通能力,優(yōu)化芯片內(nèi)的載流子濃度和分布,減小了芯片的綜合損耗。第七代:
39、微溝槽柵-場截止型IGBT,溝槽密度更高,原胞間距也經(jīng)過精心設(shè)計,并且優(yōu)化了寄生電容參數(shù),從而實現(xiàn)5kv/us下的最佳開關(guān)性能??傮w而言,不同代際升級趨勢為升高耐壓成都,降低開關(guān)損耗,在結(jié)構(gòu)上大體表現(xiàn)在以下兩方面:柵極結(jié)構(gòu)方面:早期IGBT是平面柵結(jié)構(gòu),隨著Trench(干法刻槽)工藝的成熟,將平面型柵極結(jié)構(gòu)變成垂直于芯片表面的溝槽型結(jié)構(gòu),IGBT的本質(zhì)是通過控制柵極與發(fā)射級之間的電壓大小,從而實現(xiàn)對IGBT導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)的控制。當(dāng)柵極-發(fā)射級電壓0時,IGBT呈關(guān)斷狀態(tài),當(dāng)集電極-發(fā)射級電壓0且柵極-發(fā)射級電壓閾值電壓,IGBT呈導(dǎo)通狀態(tài)。溝槽型結(jié)構(gòu)單元面積小、電流密度大、通態(tài)損耗降低約30
40、%,擊穿電壓更高??v向結(jié)構(gòu)方面:早期是穿通型(PT)和非穿通型(NPT)結(jié)構(gòu)。PTIGBT是最早商業(yè)化生產(chǎn)的IGBT,隨著使用應(yīng)用中電壓等級越來越高,對NPT結(jié)構(gòu)的基區(qū)寬帶要求越來越寬,又有了在高壓領(lǐng)域向穿通結(jié)構(gòu)的回歸。第三章 行業(yè)發(fā)展分析一、 汽車半導(dǎo)體量價齊升,市場空間正快速擴大純電動車有望成為未來新能源汽車發(fā)展的主要方向。新能源汽車根據(jù)發(fā)動機主要可以分為HEV(混合電動汽車)、PHEV(插電式混合電動汽車)、BEV(純電動汽車)。其中,HEV是最常見的混合動力類型,它的動力驅(qū)動方式可以通過使用燃料的發(fā)動機和帶有電池的電動機。PHEV電池容量比較大,由較長的純電續(xù)航里程,且有充電接口,一般
41、需要專用的供電樁進行供電,在電能充足的時候,采用電動機驅(qū)動車輛,而電能不足時,發(fā)動機發(fā)電給動力電池。BEV則不需要燃油機,只需要依靠電池提供能量,所以會配置較大容量的電池。BEV的優(yōu)勢在于零排放。受益于國家的雙碳計劃,BEV有望成為未來新能源汽車發(fā)展的主要方向。中國新能源汽車銷量增速高于全球,02020年中國新能源汽車銷量達(dá)到7136.7萬輛。根據(jù)EV-volumes公布的數(shù)據(jù),2014年全球新能源汽車銷量為32.1萬輛,2020年達(dá)到324萬輛,2014-2020年復(fù)合增長率為47%;根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會公布的數(shù)據(jù),2014年中國新能源汽車銷量為7.5萬輛,2020年達(dá)到136.7萬輛,20
42、14-2020年復(fù)合增長率為62%;整體來看全球與中國新能源汽車銷量皆快速增長,且中國的增速高于全球。雙碳計劃促進新能源汽車發(fā)展,新能源汽車的碳減排潛力相較傳統(tǒng)燃油車更具優(yōu)勢。國內(nèi)要實現(xiàn)雙碳目標(biāo),可能性路徑包括中國工業(yè)和公路交通等領(lǐng)域加速電氣化、加速部署可再生電源等零碳電源等。受益于雙碳目標(biāo),新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油車已是大勢所趨。在車輛使用階段,新能源汽車的碳減排潛力有明顯優(yōu)勢。純電動汽車與油車相比,單車運行階段減排比例介于243%。若電動汽車的電耗降低,新能源電力使用比例提高,新能源汽車減排量比例還會進一步提升。2021年上半年全球新能源汽車銷量同比接近翻倍,全球各國家銷量皆大幅度提升。根據(jù)
43、EV-volumes預(yù)測,2021年全球新能源汽車銷量預(yù)計達(dá)到640萬,相較于2020年同比增長98%。全球輕型汽車市場已從2020年上半年的-28%的低迷中部分恢復(fù),同比增長28%。2021年上半年部分地區(qū)新能源汽車由于基數(shù)較低因此呈倍數(shù)增長,歐洲同比增長157%,中國同比增長197%,美國同比增長166%,其余市場同比增長達(dá)到95%;除日本外,所有主要市場在今年上半年的電動汽車銷量和份額均創(chuàng)下新紀(jì)錄。中國新能源汽車滲透率預(yù)計在2025年達(dá)到20%,預(yù)計中國新能源汽車銷量超過600萬輛。國務(wù)院辦公廳印發(fā)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(20212035年)提出,新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量
44、的20%左右;此外中汽協(xié)預(yù)測2025年中國汽車銷量或到3000萬輛,根據(jù)保守線性推算,我們預(yù)計2025年中國新能源汽車銷量達(dá)到600萬輛,年復(fù)合增速達(dá)到34.4%。根據(jù)中汽協(xié)預(yù)測未來五年中國新能源汽車銷量年均增速40%以上的預(yù)測,2025年新能源汽車銷量預(yù)計達(dá)到735萬輛。2020年新能源汽車半導(dǎo)體價值量4834美金。根據(jù)英飛凌、IHS、AutomotiveGroup等多家機構(gòu)測算,2020年FHEV、PHEV、BEV單車半導(dǎo)體的成本到了834美元,相較于傳統(tǒng)燃油車的汽車半導(dǎo)體價值417美元,單車半導(dǎo)體價值量翻倍成長;相較于48V輕混合車,單車半導(dǎo)體價值量增加45.8%。預(yù)計2025年,48V
45、輕混車、FHEV/PHEV/BEV銷量分別將達(dá)到1880萬輛、2100萬輛,基于2020年單車半導(dǎo)體BOM靜態(tài)測算,2025年車用半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到282.7億美元。新能源汽車半導(dǎo)體價值量持續(xù)增加,保守估計52025年中國市場規(guī)模達(dá)到070億美元。隨著汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展,半導(dǎo)體在單車上的整體價值也越來越高,根據(jù)Gartner預(yù)測的數(shù)據(jù),2024年單輛汽車中的半導(dǎo)體價值有望超過1000美元,根據(jù)前四年的年復(fù)合增長率預(yù)測,預(yù)計2025年達(dá)到1046美元,中國2025年新能源汽車預(yù)計達(dá)到600-700萬量,經(jīng)測算中國新能源汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模在2025年有望達(dá)到62.8億-73.2億美元
46、。汽車半導(dǎo)體國產(chǎn)化率僅10%,前八大歐美日企業(yè)占整體市場的63%。根據(jù)ICVTank數(shù)據(jù),2019年汽車半導(dǎo)體前八大企業(yè)為歐美日公司,包含恩智浦、英飛凌、瑞薩半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體、德州儀器等,占整體市場規(guī)模的63%。從自主汽車芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看,歐美日占據(jù)整體市場的93%,歐洲、美國和日本公司分別占37%、30%和25%市場份額;中國公司僅為3%,根據(jù)中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示,國內(nèi)汽車行業(yè)中車用芯片自研率僅占10%,國內(nèi)汽車芯片市場基本被國外企業(yè)壟斷,并且具備90%的替代空間。二、 IGBT結(jié)構(gòu)不斷升級,協(xié)同第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新IGBT是一個電路開關(guān),透過開關(guān)控制改變電壓。IGBT(絕
47、緣柵雙極型晶體管,InsulatedGateBipolarTransistor)是一個三端器件,也是重要的分立器件分支,屬于分立器件中的全控型器件,可以同時控制開通與關(guān)斷,具有自關(guān)斷的特征,即是一個非通即斷的開關(guān)。IGBT擁有柵極G(Gate)、集電極C(Collector)和發(fā)射極E(Emitter),其開通和關(guān)斷由柵極和發(fā)射極間的電壓UGE決定;在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅(qū)動正電壓,PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通。IGBT結(jié)合了TMOSFET與與TBJT的優(yōu)勢。IGBT結(jié)合了MOSFET與BJT的優(yōu)點,既有MOSFET的開關(guān)速度快,輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)
48、動電路簡單、開關(guān)損耗小的優(yōu)點,又有BJT導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小的優(yōu)點,此外為了提升IGBT耐壓,減小拖尾電流,結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。IGBT被各類下游市場廣泛使用,是電力電子領(lǐng)域較為理想的開關(guān)器件。IGBT工藝與設(shè)計難度高,產(chǎn)品生命周期長。IGBT芯片結(jié)構(gòu)分為正面(Emitterside)和背面(Collectoerside)。從80年代初到現(xiàn)在,IGBT正面技術(shù)從平面柵(Planar)迭代至溝槽柵(Trench),并演變?yōu)槲喜郏∕icroPatternTrench);背面技術(shù)從穿通型(PT,PunchThrough)迭代至非穿通型(NPT,NonPunchThrough),再演變?yōu)閳鼋刂剐?/p>
49、(FS,FieldStop)。技術(shù)的迭代對改善IGBT的開關(guān)性能和提升通態(tài)降壓等性能上具有較大幫助,但是實現(xiàn)這些技術(shù)對于工藝有著相當(dāng)高的要求,尤其是薄片工藝(8英寸以上的硅片當(dāng)減薄至100200um后極易破碎)以及背面工藝(因正面金屬熔點的限制,所以背面退火激活的難度大),這也是導(dǎo)致IGBT迭代速度較慢。此外,IGBT產(chǎn)品具有生命周期長的特點,以英飛凌IGBT產(chǎn)品為例,該產(chǎn)品已迭代至第七代,但其發(fā)布于2000年代初的第三代IGBT芯片技術(shù)在3300V、4500V、6500V等高壓應(yīng)用領(lǐng)域依舊占據(jù)主導(dǎo)地位,其發(fā)布于2007年的第四代IGBT則依舊為目前使用最廣泛的IGBT芯片技術(shù),其IGBT4產(chǎn)
50、品的收入增長趨勢甚至持續(xù)到了第15年。高密度、高可靠性、更好的集成散熱功能是IGBT未來發(fā)展趨勢。英飛凌作為全球IGBT龍頭企業(yè),產(chǎn)品技術(shù)已成為本土廠商的對標(biāo)。截至2021年,英飛凌產(chǎn)品已迭代至第七代。其中,第五代與第六代均屬于第四代的優(yōu)化版(第五代屬于大功率版第四代,第六代屬于高頻版第四代)。IGBT器件需要承受高電壓和大電流,對于穩(wěn)定性、可靠性要求較高。未來,IGBT會朝著更小尺寸、更大晶圓、更薄厚度發(fā)展,并通過成本、功率密度、結(jié)溫、可靠性等方面的提升來實現(xiàn)整個芯片結(jié)束的進步。此外,IGBT模塊的未來趨勢也將朝著更高的熱導(dǎo)率材料、更厚的覆銅層、更好的集成散熱功能和更高的可靠性發(fā)展。第三代半
51、導(dǎo)體物理特性相較于iSi在工作頻率、抗高溫和抗高壓具備較強的優(yōu)勢。半導(dǎo)體材料領(lǐng)域至今經(jīng)歷了多個發(fā)展階段,相較而言,第三代半導(dǎo)體在工作頻率、抗高溫和抗高壓等方面更具優(yōu)勢。第一代半導(dǎo)體材料主要包括硅(Si)和鍺(Ge),于20世紀(jì)40年代開始登上舞臺,目前主要應(yīng)用于大規(guī)模集成電路中。但硅材料的禁帶寬度窄、電子遷移率低,且屬于間接帶隙結(jié)構(gòu),在光電子器件和高頻高功率器件的應(yīng)用上存在較大瓶頸,因此其性能已難以滿足高功率和高頻器件的需求。新材料推進新產(chǎn)品發(fā)展,高壓高頻領(lǐng)域適用SiC。碳化硅在絕緣破壞電場界強度為硅的10倍,因此SiC可以以低電阻、薄膜厚的漂移層實現(xiàn)高耐壓,意味著相同的耐壓產(chǎn)品SiC的面積會
52、比Si還要小,比如900VSiC-MOSFET的面積是Si-MOSFET的1/35。因此,硅基的SJ-MOSFET只有900V左右的產(chǎn)品,SiC可以做到1700V以上且低導(dǎo)通電阻。Si為了改善高耐壓化所帶來的導(dǎo)通電阻增大主要采用IGBT結(jié)構(gòu),但由于其存在開關(guān)損耗大產(chǎn)生發(fā)熱、高頻驅(qū)動受到限制等問題,所以需借由改變材料提升產(chǎn)品性能。SiC在MOSFET的結(jié)構(gòu)就可實現(xiàn)高耐壓,因此可同時實現(xiàn)高耐壓、低導(dǎo)通電阻、高速,即使在1200V或更高的擊穿電壓下也可以制造高速MOSFET結(jié)構(gòu)。SiCMTOSFET具備一定優(yōu)勢,但成本較高。就器件類型而言,SiCMOSFET與SiMOSFET相似。但是,SiC是一種
53、寬帶隙(WBG)材料,其特性允許這些器件在與IGBT相同的高功率水平下運行,同時仍然能夠以高頻率進行開關(guān)。這些特性可轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)優(yōu)勢,包括更高的功率密度、更高的效率和更低的熱耗散。然而,受制于制造成本和產(chǎn)品良率影響,SiC產(chǎn)品價格較高。由于Si越是高耐壓的組件、每單位面積的導(dǎo)通電阻變高(以耐壓的約22.5倍增加),因此600V以上的電壓則主要使用IGBT。但是IGBT是藉由注入少數(shù)載子之正孔于漂移層內(nèi),比MOSFET可降低導(dǎo)通電阻,另一方面由于少數(shù)載子的累積,斷開時產(chǎn)生尾電流、造成開關(guān)的損耗。SiC由于漂移層的電阻比Si組件低,不須使用傳導(dǎo)度調(diào)變,可用高速組件構(gòu)造之MOSFET以兼顧高耐壓與低電
54、阻,可實現(xiàn)開關(guān)損耗的大幅削減與冷卻器的小型化。SiC在制造和應(yīng)用方面又面臨很高的技術(shù)要求,因此SiCMosfet價格較SiIGBT高。根據(jù)功率器件的特性,不同功率器件的應(yīng)用領(lǐng)域各有不同。雖然IGBT結(jié)合了MOSFET與BJT的優(yōu)勢,但三者根據(jù)各自的器件性能優(yōu)勢,都有適合的應(yīng)用領(lǐng)域。BJT更強調(diào)工作功率,MOSFET更強調(diào)工作頻率,IGBT則是工作功率與頻率兼具。BJT因其成本優(yōu)勢,常被用于低功率低頻率應(yīng)用市場,MOSFET適用于中功率高頻率應(yīng)用市場,IGBT適用于高功率中頻率應(yīng)用市場。高功率密度的IGBT在性能、可靠性等方面將繼續(xù)發(fā)展,因此在較長一段時間內(nèi)仍會是汽車電動化的主流器件。SiC組件
55、具有高壓、高頻和高效率的優(yōu)勢,在縮小體積的同時提高了效率,相關(guān)產(chǎn)品則主要用于高壓高頻領(lǐng)域。部分IGBT廠商已開始布局SiC產(chǎn)業(yè)。SiC具有較大發(fā)展?jié)摿?,已吸引多家功率器件廠商進行布局。英飛凌于2018年收購德國廠商Siltectra,彌補自身晶體切割工藝,又于2018年12月與Cree簽署長期協(xié)議,保證自身光伏逆變器和新能源汽車領(lǐng)域的產(chǎn)品供應(yīng),旗下CoolSiC系列產(chǎn)品已走入量產(chǎn)。2019年,意法半導(dǎo)體與Cree簽署價值2.5億美元的長單協(xié)議,且收購了瑞典SiC晶圓廠商NorstelAB,以滿足汽車和工業(yè)客戶對MOSFET與二極管的需求。2021年,意法半導(dǎo)體宣布造出8英寸SiC晶圓。此外,斯
56、達(dá)半導(dǎo)、華潤微、等本土廠商也已在SiC領(lǐng)域布局。三、 IGBT是新能源車動力系統(tǒng)核心中的核心新能源車的制動原理是利用電磁效應(yīng)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動,IGBT優(yōu)異的開關(guān)特性可以實現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換、電壓轉(zhuǎn)換和頻率轉(zhuǎn)換幾個核心功能,電動車充電時,通過IGBT將外部電源轉(zhuǎn)變成直流電,并把外部220V電壓轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾妷航o電池組充電。電動車制動時,通過IGBT把直流電轉(zhuǎn)變成交流電機使用的交流電,同時精確調(diào)整電壓和頻率,驅(qū)動電動車運動。一臺車的加速能力、最高時速、能源效率主要看車規(guī)級功率器件的性能,硅基IGBT作為主導(dǎo)型功率器件,在新能源車中應(yīng)用于電動控制系統(tǒng)、車載空調(diào)系統(tǒng)、充電樁逆變器三個子系統(tǒng)中,約占整車成本的7%-10%,是除電池以外成本第二高的元件,也是決定整車能源效率的關(guān)鍵器件。新能車市場銷量:根據(jù)中汽協(xié)發(fā)布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2019年新能源車新產(chǎn)銷分別完成124.2萬輛和120.6萬輛,其中絕大部分為純電動汽車,產(chǎn)銷為102萬輛和97.2萬輛,插電式混合動力汽車產(chǎn)銷為22.0萬輛和23.2萬輛,2020年國內(nèi)新能源車銷量為136.7萬輛。2021年5月,新能源汽車產(chǎn)銷環(huán)比略增,同比繼續(xù)保持高速增長,產(chǎn)銷均為21.7萬輛,環(huán)比增長0.5%和5.4%,同比增長1.5倍和1.6倍。單臺新能源車用量:電動汽車單車IGBT的價格在A00級車的主控IGBT模塊價值量800-1000元,A級車1
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