大尺寸碳化硅-SiC-晶體材料項(xiàng)目課件

大尺寸碳化硅SiC晶體材料項(xiàng)目

項(xiàng)目概況

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和生產(chǎn)工藝路線比較--國(guó)外研究現(xiàn)狀--國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀--生產(chǎn)工藝路線比較

產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

市場(chǎng)分析

國(guó)家863計(jì)劃對(duì)該項(xiàng)目的支持情況

項(xiàng)目知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況

項(xiàng)目發(fā)展目標(biāo)和規(guī)劃

所需資金分析,對(duì)被引進(jìn)投資者之要求,投資回報(bào)率

合作方式

項(xiàng)目概況

Si--元素半導(dǎo)體

--第一代半導(dǎo)體材料

GaAs、GaP、InP--

III-V族半導(dǎo)體

--第二代半導(dǎo)體材料

SiC、GaN、CBN--寬帶隙半導(dǎo)體（WBS）--

第三代半導(dǎo)體材料

特點(diǎn)禁帶寬度大、高臨界電場(chǎng)、高熱導(dǎo)率、高電子遷移速度、高機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)性能穩(wěn)定、抗輻射能力強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好

應(yīng)用大容量低損耗功率器件、高頻高速器件、特殊環(huán)境（高溫、高壓、高輻射、耐腐蝕）下使用的功率器件、光微電子器件軍事及核能、航空和航天、雷達(dá)和通訊、電力及石化、精密制造及汽車工業(yè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及照明技術(shù)、醫(yī)療及寶石業(yè)半導(dǎo)體材料性能參數(shù)一覽表6H-SiC4H-SiC3C-SiCSiGaAs禁帶寬度（Eg）3.02eV3.262.401.121.43擊穿電場(chǎng)（Eb）2.40MV/cm2.22.50.250.4熱導(dǎo)率（Hk）4.9W/cm

K4.54.91.50.5飽和速度（Vsat）2.5×107cm/s2.52.51.02.0電子遷移率（

e）370acm2/v

s700100013508500空穴遷移率（

p）40cm2/v

s115101471330載流子濃度（ni）1.6×10-6/cm35×10-91.6×10-61×10101.8×106介電常數(shù)（

r）9.729.709.6611.712.8德拜溫度（Kd）1240℃1200873300460

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和生產(chǎn)工藝路線比較

國(guó)外研究現(xiàn)狀美國(guó)“國(guó)防與科學(xué)計(jì)劃”–WBS發(fā)展目標(biāo)軍方資助

CreeResearchInc.等進(jìn)行

SiC單晶片、大尺寸器件外延片的研制及開(kāi)發(fā)相關(guān)企業(yè)及研究機(jī)構(gòu):Cree,Sterling,II-VIInc,ATMI,GE,CarnegieMellonUniv.,NorthCarolinaStateUniv.,CaseWesternReserveUniv.,CornellUniv.,PurdueUniv.,NASA,AirForce,NorthropGrummanetc.日本“硬電子國(guó)家計(jì)劃”(5

年

)研發(fā)高能、高速、高頻微電子器件,用于空間、原子能、信息存儲(chǔ)、通訊相關(guān)企業(yè)及研究機(jī)構(gòu):NipponSteel,京都大學(xué)、電子技術(shù)綜合研究所等歐洲俄羅斯:Tairov’sLab.,FTIKKS德國(guó):SiCrystal,ErlangerUniv.,Inst.frKristallzchtung瑞典:Epigress,OkmeticAB,LinkpingUniv.法國(guó)、芬蘭Cree發(fā)展水平1988

年

解決

SiC晶體關(guān)鍵生長(zhǎng)技術(shù)1989年

?1”6H-SiC晶片市場(chǎng)化,第一個(gè)商業(yè)用

SiC藍(lán)光

LED1997年

?2”6H-SiC晶片市場(chǎng)化核心技術(shù):SiC單晶體生長(zhǎng)、晶片加工、GaN外延片、芯片至器件產(chǎn)品:

紫外/藍(lán)/綠光

LED、激光存儲(chǔ)、數(shù)字微波通訊、功率開(kāi)關(guān)器件、寶石原料營(yíng)收:2.03億美元

(2002年

),占全球

SiC市場(chǎng)

>90%至2002年增長(zhǎng)率

2367%

國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀中科院上海硅酸鹽研究所1970年代

SiC晶體生長(zhǎng)研究1997年九五“863”SiC晶體生長(zhǎng)項(xiàng)目,?1.5”6H-SiC

中科院物理研究所、力學(xué)研究所、山東大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、46所等上海德波塞康

(DBSK)科研公司

以上硅所技術(shù)力量為基礎(chǔ),自主研發(fā)SiC

晶體生長(zhǎng)工藝及設(shè)備;

國(guó)內(nèi)唯一具備2”

SiC

小批量生產(chǎn)能力的企業(yè);

技術(shù)水平國(guó)內(nèi)絕對(duì)領(lǐng)先,國(guó)際九十年代后期先進(jìn)地位

生產(chǎn)工藝路線比較SiC晶體生產(chǎn)工藝路線晶種及原料處理晶體生長(zhǎng)晶體加工晶體性能測(cè)試產(chǎn)品包裝關(guān)鍵設(shè)備晶體生長(zhǎng)爐及微機(jī)控制系統(tǒng)、晶體切割設(shè)備、研磨設(shè)備、拋光設(shè)備、測(cè)試設(shè)備、凈化室以及供水、供電系統(tǒng)

自主研發(fā)具獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的

SiC晶體生長(zhǎng)設(shè)備、生長(zhǎng)工藝;

成熟掌握大尺寸、優(yōu)質(zhì)

SiC單晶生長(zhǎng)的核心技術(shù);

國(guó)內(nèi)獨(dú)家

SiC單晶生產(chǎn)商,在研發(fā)、技術(shù)、市場(chǎng)處絕對(duì)領(lǐng)先地位,國(guó)際上極少數(shù)掌握該技術(shù)的公司之一晶體生長(zhǎng)設(shè)備晶體切割設(shè)備晶體拋光設(shè)備

產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

特點(diǎn)

SiC晶體生長(zhǎng)工藝屬高精尖技術(shù),是“后硅器件時(shí)代”新興半導(dǎo)體材料技術(shù)

全球

SiC半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分布在美國(guó)、歐洲、日本、中國(guó)等少數(shù)國(guó)家

Cree公司目前是全球唯一

SiC晶體材料及器件供應(yīng)商,壟斷

90%以上SiC產(chǎn)品市場(chǎng),近年又相繼研發(fā)成功

4”SiC晶體、藍(lán)/綠光及近紫外LED、光存儲(chǔ)、微波通訊、功率轉(zhuǎn)換器件等新技術(shù)產(chǎn)品

優(yōu)勢(shì)SiC優(yōu)異的物理及化學(xué)特性取決了其在某些電子應(yīng)用領(lǐng)域,以及在極限環(huán)境條件下應(yīng)用的、不可取代的優(yōu)勢(shì)主要業(yè)者比較業(yè)者名稱國(guó)家成立日主導(dǎo)產(chǎn)品工藝層次發(fā)展階段Cree美國(guó)1987年SiC晶圓、外延片、芯片及器件PVT法最高100毫米已成熟商業(yè)運(yùn)營(yíng)Epigress瑞典1995年SiC單晶及外延片生長(zhǎng)工藝設(shè)備CVD法PVT法次高50毫米已成熟商業(yè)運(yùn)營(yíng)Okmetic瑞典1985年Si晶圓、Si基外延片、SOI晶片、SiC晶圓及外延片CVD法PVT法次高50毫米尚處試驗(yàn)運(yùn)營(yíng)之中Sterling美國(guó)1996年SiC單晶、晶圓及SiC基外延片CVD法PVT法高75毫米已進(jìn)入商業(yè)運(yùn)營(yíng)DBSK中國(guó)2000年SiC單晶及晶圓PVT法高55毫米即將投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)

市場(chǎng)分析Cree公司

2002

年的總銷售為

2.03億美元射頻及微波產(chǎn)品:16%LED產(chǎn)品:58%晶片、寶石原料:13%功率器件:1%其他:12%

主要產(chǎn)品市場(chǎng)紫外

/藍(lán)光

/綠光

LED交通燈手機(jī)、PDA的背光源建筑物、庭園及隧道光源全彩色顯示屏

(劇場(chǎng)、體育館、廣告牌等

)替代白熾燈汽車內(nèi)外光源小型指示燈

(電視機(jī)、收音機(jī)、打印機(jī)、電腦等

)--2002年世界光源市場(chǎng)的銷售額為

120億美元

--2003年4月,日本住友與Cree簽訂了至2004年6月,從Cree購(gòu)買價(jià)值一億美元LED產(chǎn)品合同LED產(chǎn)品交通信號(hào)燈指示牌全彩色LED大屏幕汽車光源大功率射頻及微波通訊寬頻放大器數(shù)字手機(jī)的整個(gè)頻率范圍:1.8~2.2GHz(WCDMA

、CDMA

、GSM

、Edge)寬帶軍用無(wú)線電、測(cè)試儀器功率轉(zhuǎn)換器件SiC肖特基二極管(高溫、高壓、極低的轉(zhuǎn)換損耗)電信局計(jì)算機(jī)服務(wù)器醫(yī)療設(shè)備電機(jī)控制部件

(HVAC、電梯、機(jī)器人、家電、工業(yè)設(shè)備

)紫外激光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)手機(jī)、PDA

、數(shù)碼相機(jī)光存儲(chǔ)器新一代高密度

DVD(存儲(chǔ)量提高五倍

)粒子檢測(cè)、醫(yī)療設(shè)備寶石應(yīng)用美神萊寶石Charles&ColvardMossaniteJewelery高溫傳感器電子控制元件發(fā)動(dòng)機(jī)控制元件高溫傳感器大功率電子器件電力工業(yè)用功率器件大功率、高溫微波RF電子器件軍事、空間、汽車及電力工業(yè)高溫功能電子器件太空車電子及傳感器監(jiān)控器件抗輻射高溫電子器件Cree公司在NASDAQ股市一年來(lái)的表現(xiàn)化合物半導(dǎo)體市場(chǎng)資料來(lái)源：美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)（SIA）SiC市場(chǎng)迅猛成長(zhǎng)資料來(lái)源：CompoundSemiconductors全球藍(lán)光LED

市場(chǎng)資料來(lái)源：StrategiesLimited美神萊寶石市場(chǎng)巨大資料來(lái)源：M,C

新產(chǎn)品研發(fā)Cree公司于

2002年投入

5100萬(wàn)美元于新產(chǎn)品的研發(fā),2003年收入的70%

將來(lái)自于這些新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品具高輸出的LED藍(lán)光及紫外激光二極管與傳統(tǒng)光源市場(chǎng)的白熾及熒光照明技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)大大增加目前采用紅光及紅外光的光區(qū)容量小型電子產(chǎn)品(數(shù)碼相機(jī)

)的微型光學(xué)部件更高電壓的肖特基產(chǎn)品電機(jī)控制、減振器與日本關(guān)西電力合作研發(fā)

SiC基器件,用于電力輸送網(wǎng)射頻及微波器件30MHz~4GHz,未來(lái)無(wú)線基站、廣播系統(tǒng)、寬帶軍用無(wú)線電、雷達(dá)搜索及探測(cè)儀器SiC潛在市場(chǎng)容量產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng)目前規(guī)模潛在容量美神萊寶石鉆石飾品數(shù)千萬(wàn)美元數(shù)十億美元藍(lán)色發(fā)光二極管顯示光源數(shù)億美元數(shù)十億美元紫外發(fā)光二極管照明光源數(shù)百萬(wàn)美元數(shù)百億美元藍(lán)色激光二極管數(shù)據(jù)存儲(chǔ)－數(shù)十億美元肖特基二極管電力電子近千萬(wàn)美元數(shù)百億美元高頻器件3G無(wú)線通信－數(shù)百億美元微波器件HDTV發(fā)射臺(tái)數(shù)百萬(wàn)美元數(shù)百億美元高溫大功率器件航天軍工數(shù)百萬(wàn)美元近百億美元紫外光敏二極管發(fā)動(dòng)機(jī)－數(shù)百億美元紫外光電二極管傳感器數(shù)百萬(wàn)美元數(shù)百億美元

國(guó)家863計(jì)劃對(duì)該項(xiàng)目的支持情況1997年

九五“863”設(shè)立

SiC

晶體生長(zhǎng)項(xiàng)目2002年,十五“863”,作為半導(dǎo)體光電子器件的基礎(chǔ)材料,設(shè)置了“研究開(kāi)發(fā)

SiC襯底材料的高標(biāo)拋光產(chǎn)業(yè)化技術(shù)”

項(xiàng)目

項(xiàng)目知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況2001年

1月,

公司報(bào)請(qǐng)國(guó)家專利

(專利申請(qǐng)?zhí)?01105256.2)2001年

2月,公司獲上海高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)讓項(xiàng)目A級(jí)認(rèn)證2001年

7月,

公司獲國(guó)家科技部中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金項(xiàng)目認(rèn)證

項(xiàng)目發(fā)展目標(biāo)和規(guī)劃總目標(biāo)研發(fā)大尺寸、高性能

SiC晶體，實(shí)現(xiàn)商品化，成為繼美國(guó)之后全球第二大

SiC

供應(yīng)商，并在

2007年后實(shí)現(xiàn)

IPO發(fā)行上市近期目標(biāo)2003年9月，完成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定型，建立批量穩(wěn)定生產(chǎn)體系，通過(guò)國(guó)家科技部驗(yàn)收；主功美神萊寶石市場(chǎng)，單晶產(chǎn)品通過(guò)美國(guó)C3公司認(rèn)證并獲訂單中期目標(biāo)2004年3月，公司完成首輪200萬(wàn)美元融資，建立首條SiC單晶工業(yè)化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)營(yíng)收250萬(wàn)及創(chuàng)利100萬(wàn)美元長(zhǎng)期目標(biāo)2005年6月，公司完成二期300萬(wàn)美元增資，擴(kuò)大生產(chǎn)線，建立研發(fā)中心，重點(diǎn)研發(fā)LED晶片技術(shù)，實(shí)現(xiàn)營(yíng)收800萬(wàn)及創(chuàng)利250萬(wàn)美元遠(yuǎn)期目標(biāo)2006年12月，實(shí)現(xiàn)在香港或新加坡IPO發(fā)行上市；重點(diǎn)研發(fā)最具發(fā)展?jié)摿Φ牡谌龓О雽?dǎo)體器件及其基礎(chǔ)材料，成為全球最大的SiC研發(fā)產(chǎn)業(yè)基地之一

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大陸目前尚未建立完整的SiC晶體材料產(chǎn)業(yè)體系，原料供應(yīng)及裝備水平落后，阻礙工藝發(fā)展；后道加工能力較弱，又制約著應(yīng)用市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)，加上GaAs等的競(jìng)爭(zhēng)，具有產(chǎn)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)公司SiC生長(zhǎng)技術(shù)雖在國(guó)內(nèi)具絕對(duì)領(lǐng)先地位，但目前只具備小批量工藝能力，尚未完全脫離技術(shù)成果商業(yè)轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)公司目前產(chǎn)品應(yīng)用只局限在寶石市場(chǎng)，過(guò)于單一的客戶渠道，將使公司面臨市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)

所需資金分析,對(duì)被引進(jìn)投資者之要求,投資回報(bào)率

所需資金分析

200320042005備注說(shuō)明1、基礎(chǔ)建設(shè)885萬(wàn)03年下半年一次投入1.1土地240萬(wàn)3畝（2000平方米）1.2廠房495萬(wàn)建筑面積3000平方米1.3配套系統(tǒng)150萬(wàn)水電氣及冷卻系統(tǒng)2、生產(chǎn)設(shè)備503萬(wàn)1,700萬(wàn)04及05年初兩次投入2.1生長(zhǎng)爐100萬(wàn)600萬(wàn)共建8條線（含試驗(yàn)）2.2后處理348萬(wàn)200萬(wàn)含切磨拋及測(cè)試設(shè)備2.3外延設(shè)備900萬(wàn)七片裝HTCVD外延2.6車輛55萬(wàn)客貨及商務(wù)車各1輛3、營(yíng)運(yùn)資金60萬(wàn)270萬(wàn)662萬(wàn)05年中完成二期擴(kuò)建資金需求合計(jì)945萬(wàn)773萬(wàn)2,362萬(wàn)總投資500萬(wàn)美元

對(duì)投資者之要求對(duì)高技術(shù)、尤其是對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)具有戰(zhàn)略眼光和認(rèn)知度的企業(yè)

投資回報(bào)率經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)大幅成長(zhǎng)營(yíng)收及損益預(yù)估KRMB2003200420052006晶體銷量（克）7003,8006,30010,000銷售收入1,4007,58112,61320,772減：生產(chǎn)成本7842,9415,0458,309主營(yíng)利潤(rùn)6164,6407,56812,463毛利率%44%61%60%60%減：SA&G8051,9362,7754,151稅后純益(189)2,7054,7938,309凈利率%(14%)36%38%40%EBITDA(10)3,5676,89811,614股東權(quán)益17,00019,70024,50032,800ROE%(1%)14%20%25%股東投資回收20X25X30X35X100%41%49%56%63%85%36%43%50%56%70%30%37%43%49%

2007年IPO發(fā)行上市,2006年稅后純益100萬(wàn)美元

Cree公司股價(jià)市盈利25倍~70倍

合作方式原料供應(yīng)商：Cree、青海碳化硅、德國(guó)

Lynn、沈陽(yáng)西科、德國(guó)西格里、德國(guó)

SGL等設(shè)備供應(yīng)商:上海電爐廠、美國(guó)雷塔、

美國(guó)DMA

、日本東海、荷蘭飛利浦、英國(guó)

Loadpoint等測(cè)試合作者:復(fù)旦大學(xué)、交通大學(xué)、中科院微系統(tǒng)所、物理所、硅酸鹽所、西安電子科大等研發(fā)合作者:國(guó)家科技部、中科院半導(dǎo)體所、信息產(chǎn)業(yè)部12所、13所、55所等銷售客戶群:美國(guó)

C3香港、美國(guó)新澤西大學(xué)、美國(guó)

Roxwell大學(xué)、臺(tái)灣連威、廣州元特利、南昌方達(dá)、上海廣電光訊、山東華光、北大藍(lán)光、廈門三安、中科院半導(dǎo)體所、廈門大學(xué)、四川大學(xué)、中科大、西安電子科大、航天

11所、信息

13所、55所等合作進(jìn)度一覽表公司名稱伙伴定位合作領(lǐng)域洽談進(jìn)度1、廣州元特利下游單晶客戶華南地區(qū)鉆石市場(chǎng)準(zhǔn)備簽訂單2、美國(guó)C3香港下游單晶客戶中國(guó)及東南亞鉆石市場(chǎng)產(chǎn)品認(rèn)證中3、上海杰順下游單晶客戶華東地區(qū)鉆石市場(chǎng)已簽MOU4、武漢華盈下游單晶客戶華中及華北地區(qū)鉆石市場(chǎng)已簽MOU5、美新澤西大學(xué)下游晶片客戶相控陣?yán)走_(dá)器件研發(fā)準(zhǔn)備簽MOU6、廈門大學(xué)下游晶片客戶合作研發(fā)紫外線探測(cè)器準(zhǔn)備簽MOU7、信息13所下游晶片客戶合作研發(fā)光電器件準(zhǔn)備簽MOU8、南京55所下游晶片客戶合作研發(fā)微波器件準(zhǔn)備簽MOU9、中國(guó)航天11院下游晶片客戶合作研發(fā)高溫器件準(zhǔn)備簽MOU10、西安電科大下游晶片客戶合作研發(fā)SiC半導(dǎo)體器件準(zhǔn)備簽MOU11、四川大學(xué)下游晶片客戶合作研發(fā)SiC薄膜材料準(zhǔn)備簽MOU12、中科大下游晶片客戶合作研發(fā)SiC薄膜材料準(zhǔn)備簽MOU13、上海交大晶片測(cè)試單位合作研發(fā)SiC晶體表征測(cè)試準(zhǔn)備簽MOUEND高速電主軸在臥式鏜銑床上的應(yīng)用越來(lái)越多，除了主軸速度和精度大幅提高外，還簡(jiǎn)化了主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮短了制造周期，尤其是能進(jìn)行高速切削，電主軸轉(zhuǎn)速最高可大10000r/min以上。不足之處在于功率受到限制，其制造成本較高，尤其是不能進(jìn)行深孔加工。而鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)其速度有限，精度雖不如電主軸結(jié)構(gòu)，但可進(jìn)行深孔加工，且功率大，可進(jìn)行滿負(fù)荷加工，效率高，是電主軸無(wú)法比擬的。因此，兩種結(jié)構(gòu)并存，工藝性能各異，卻給用戶提供了更多的選擇?，F(xiàn)在，又開(kāi)發(fā)了一種可更換式主軸系統(tǒng)，具有一機(jī)兩用的功效，用戶根據(jù)不同的加工對(duì)象選擇使用，即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結(jié)構(gòu)兼顧了兩種結(jié)構(gòu)的不足，還大大降低了成本。是當(dāng)今臥式鏜銑床的一大創(chuàng)舉。電主軸的優(yōu)點(diǎn)在于高速切削和快速進(jìn)給，大大提高了機(jī)床的精度和效率。臥式鏜銑床運(yùn)行速度越來(lái)越高，快速移動(dòng)速度達(dá)到25～30m/min，鏜桿最高轉(zhuǎn)速6000r/min。而臥式加工中心的速度更高，快速移動(dòng)高達(dá)50m/min，加速度