大尺寸碳化硅SiC晶體材料項目

項目概況

國內外研究現狀和生產工藝路線比較--國外研究現狀--國內研究現狀--生產工藝路線比較

產業現狀

市場分析

國家863計劃對該項目的支持情況

項目知識產權情況

項目發展目標和規劃

所需資金分析,對被引進投資者之要求,投資回報率

合作方式

項目概況

Si--元素半導體

--第一代半導體材料

GaAs、GaP、InP--

III-V族半導體

--第二代半導體材料

SiC、GaN、CBN--寬帶隙半導體（WBS）--

第三代半導體材料

特點禁帶寬度大、高臨界電場、高熱導率、高電子遷移速度、高機械強度、化學性能穩定、抗輻射能力強、熱穩定性好

應用大容量低損耗功率器件、高頻高速器件、特殊環境（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、雷達和通訊、電力及石化、精密制造及汽車工業、數據存儲及照明技術、醫療及寶石業半導體材料性能參數一覽表6H-SiC4H-SiC3C-SiCSiGaAs禁帶寬度（Eg）3.02eV3.262.401.121.43擊穿電場（Eb）2.40MV/cm2.22.50.250.4熱導率（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（

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

國內外研究現狀和生產工藝路線比較

國外研究現狀美國“國防與科學計劃”–WBS發展目標軍方資助

CreeResearchInc.等進行

SiC單晶片、大尺寸器件外延片的研制及開發相關企業及研究機構:Cree,Sterling,II-VIInc,ATMI,GE,CarnegieMellonUniv.,NorthCarolinaStateUniv.,CaseWesternReserveUniv.,CornellUniv.,PurdueUniv.,NASA,AirForce,NorthropGrummanetc.日本“硬電子國家計劃”(5

年

)研發高能、高速、高頻微電子器件,用于空間、原子能、信息存儲、通訊相關企業及研究機構:NipponSteel,京都大學、電子技術綜合研究所等歐洲俄羅斯:Tairov’sLab.,FTIKKS德國:SiCrystal,ErlangerUniv.,Inst.frKristallzchtung瑞典:Epigress,OkmeticAB,LinkpingUniv.法國、芬蘭Cree發展水平1988

年

解決

SiC晶體關鍵生長技術1989年

?1”6H-SiC晶片市場化,第一個商業用

SiC藍光

LED1997年

?2”6H-SiC晶片市場化核心技術:SiC單晶體生長、晶片加工、GaN外延片、芯片至器件產品:

紫外/藍/綠光

LED、激光存儲、數字微波通訊、功率開關器件、寶石原料營收:2.03億美元

(2002年

),占全球

SiC市場

>90%至2002年增長率

2367%

國內研究現狀中科院上海硅酸鹽研究所1970年代

SiC晶體生長研究1997年九五“863”SiC晶體生長項目,?1.5”6H-SiC

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

(DBSK)科研公司

以上硅所技術力量為基礎,自主研發SiC

晶體生長工藝及設備;

國內唯一具備2”

SiC

小批量生產能力的企業;

技術水平國內絕對領先,國際九十年代后期先進地位

生產工藝路線比較SiC晶體生產工藝路線晶種及原料處理晶體生長晶體加工晶體性能測試產品包裝關鍵設備晶體生長爐及微機控制系統、晶體切割設備、研磨設備、拋光設備、測試設備、凈化室以及供水、供電系統

自主研發具獨立知識產權的

SiC晶體生長設備、生長工藝;

成熟掌握大尺寸、優質

SiC單晶生長的核心技術;

國內獨家

SiC單晶生產商,在研發、技術、市場處絕對領先地位,國際上極少數掌握該技術的公司之一晶體生長設備晶體切割設備晶體拋光設備

產業現狀

特點

SiC晶體生長工藝屬高精尖技術,是“后硅器件時代”新興半導體材料技術

全球

SiC半導體產業分布在美國、歐洲、日本、中國等少數國家

Cree公司目前是全球唯一

SiC晶體材料及器件供應商,壟斷

90%以上SiC產品市場,近年又相繼研發成功

4”SiC晶體、藍/綠光及近紫外LED、光存儲、微波通訊、功率轉換器件等新技術產品

優勢SiC優異的物理及化學特性取決了其在某些電子應用領域,以及在極限環境條件下應用的、不可取代的優勢主要業者比較業者名稱國家成立日主導產品工藝層次發展階段Cree美國1987年SiC晶圓、外延片、芯片及器件PVT法最高100毫米已成熟商業運營Epigress瑞典1995年SiC單晶及外延片生長工藝設備CVD法PVT法次高50毫米已成熟商業運營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毫米尚處試驗運營之中Sterling美國1996年SiC單晶、晶圓及SiC基外延片CVD法PVT法高75毫米已進入商業運營DBSK中國2000年SiC單晶及晶圓PVT法高55毫米即將投入商業運營

市場分析Cree公司

2002

年的總銷售為

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

主要產品市場紫外

/藍光

/綠光

LED交通燈手機、PDA的背光源建筑物、庭園及隧道光源全彩色顯示屏

(劇場、體育館、廣告牌等

)替代白熾燈汽車內外光源小型指示燈

(電視機、收音機、打印機、電腦等

)--2002年世界光源市場的銷售額為

120億美元

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

、CDMA

、GSM

、Edge)寬帶軍用無線電、測試儀器功率轉換器件SiC肖特基二極管(高溫、高壓、極低的轉換損耗)電信局計算機服務器醫療設備電機控制部件

(HVAC、電梯、機器人、家電、工業設備

)紫外激光數據存儲手機、PDA

、數碼相機光存儲器新一代高密度

DVD(存儲量提高五倍

)粒子檢測、醫療設備寶石應用美神萊寶石Charles&ColvardMossaniteJewelery高溫傳感器電子控制元件發動機控制元件高溫傳感器大功率電子器件電力工業用功率器件大功率、高溫微波RF電子器件軍事、空間、汽車及電力工業高溫功能電子器件太空車電子及傳感器監控器件抗輻射高溫電子器件Cree公司在NASDAQ股市一年來的表現化合物半導體市場資料來源：美國半導體協會（SIA）SiC市場迅猛成長資料來源：CompoundSemiconductors全球藍光LED

市場資料來源：StrategiesLimited美神萊寶石市場巨大資料來源：M,C

新產品研發Cree公司于

2002年投入

5100萬美元于新產品的研發,2003年收入的70%

將來自于這些新開發的產品具高輸出的LED藍光及紫外激光二極管與傳統光源市場的白熾及熒光照明技術競爭大大增加目前采用紅光及紅外光的光區容量小型電子產品(數碼相機

)的微型光學部件更高電壓的肖特基產品電機控制、減振器與日本關西電力合作研發

SiC基器件,用于電力輸送網射頻及微波器件30MHz~4GHz,未來無線基站、廣播系統、寬帶軍用無線電、雷達搜索及探測儀器SiC潛在市場容量產品應用市場目前規模潛在容量美神萊寶石鉆石飾品數千萬美元數十億美元藍色發光二極管顯示光源數億美元數十億美元紫外發光二極管照明光源數百萬美元數百億美元藍色激光二極管數據存儲－數十億美元肖特基二極管電力電子近千萬美元數百億美元高頻器件3G無線通信－數百億美元微波器件HDTV發射臺數百萬美元數百億美元高溫大功率器件航天軍工數百萬美元近百億美元紫外光敏二極管發動機－數百億美元紫外光電二極管傳感器數百萬美元數百億美元

國家863計劃對該項目的支持情況1997年

九五“863”設立

SiC

晶體生長項目2002年,十五“863”,作為半導體光電子器件的基礎材料,設置了“研究開發

SiC襯底材料的高標拋光產業化技術”

項目

項目知識產權情況2001年

1月,

公司報請國家專利

(專利申請號:01105256.2)2001年

2月,公司獲上海高新技術成果轉讓項目A級認證2001年

7月,

公司獲國家科技部中小企業技術創新基金項目認證

項目發展目標和規劃總目標研發大尺寸、高性能

SiC晶體，實現商品化，成為繼美國之后全球第二大

SiC

供應商，并在

2007年后實現

IPO發行上市近期目標2003年9月，完成技術標準定型，建立批量穩定生產體系，通過國家科技部驗收；主功美神萊寶石市場，單晶產品通過美國C3公司認證并獲訂單中期目標2004年3月，公司完成首輪200萬美元融資，建立首條SiC單晶工業化生產線，實現營收250萬及創利100萬美元長期目標2005年6月，公司完成二期300萬美元增資，擴大生產線，建立研發中心，重點研發LED晶片技術，實現營收800萬及創利250萬美元遠期目標2006年12月，實現在香港或新加坡IPO發行上市；重點研發最具發展潛力的第三帶半導體器件及其基礎材料，成為全球最大的SiC研發產業基地之一

風險評估產業風險大陸目前尚未建立完整的SiC晶體材料產業體系，原料供應及裝備水平落后，阻礙工藝發展；后道加工能力較弱，又制約著應用市場的開發，加上GaAs等的競爭，具有產業風險商業風險公司SiC生長技術雖在國內具絕對領先地位，但目前只具備小批量工藝能力，尚未完全脫離技術成果商業轉化風險市場風險公司目前產品應用只局限在寶石市場，過于單一的客戶渠道，將使公司面臨市場風險

所需資金分析,對被引進投資者之要求,投資回報率

所需資金分析

200320042005備注說明1、基礎建設885萬03年下半年一次投入1.1土地240萬3畝（2000平方米）1.2廠房495萬建筑面積3000平方米1.3配套系統150萬水電氣及冷卻系統2、生產設備503萬1,700萬04及05年初兩次投入2.1生長爐100萬600萬共建8條線（含試驗）2.2后處理348萬200萬含切磨拋及測試設備2.3外延設備900萬七片裝HTCVD外延2.6車輛55萬客貨及商務車各1輛3、營運資金60萬270萬662萬05年中完成二期擴建資金需求合計945萬773萬2,362萬總投資500萬美元

對投資者之要求對高技術、尤其是對半導體行業具有戰略眼光和認知度的企業

投資回報率經營業績大幅成長營收及損益預估KRMB2003200420052006晶體銷量（克）7003,8006,30010,000銷售收入1,4007,58112,61320,772減：生產成本7842,9415,0458,309主營利潤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發行上市,2006年稅后純益100萬美元

Cree公司股價市盈利25倍~70倍

合作方式原料供應商：Cree、青海碳化硅、德國

Lynn、沈陽西科、德國西格里、德國

SGL等設備供應商:上海電爐廠、美國雷塔、

美國DMA

、日本東海、荷蘭飛利浦、英國

Loadpoint等測試合作者:復旦大學、交通大學、中科院微系統所、物理所、硅酸鹽所、西安電子科大等研發合作者:國家科技部、中科院半導體所、信息產業部12所、13所、55所等銷售客戶群:美國

C3香港、美國新澤西大學、美國

Roxwell大學、臺灣連威、廣州元特利、南昌方達、上海廣電光訊、山東華光、北大藍光、廈門三安、中科院半導體所、廈門大學、四川大學、中科大、西安電子科大、航天

11所、信息

13所、55所等合作進度一覽表公司名稱伙伴定位合作領域洽談進度1、廣州元特利下游單晶客戶華南地區鉆石市場準備簽訂單2、美國C3香港下游單晶客戶中國及東南亞鉆石市場產品認證中3、上海杰順下游單晶客戶華東地區鉆石市場已簽MOU4、武漢華盈下游單晶客戶華中及華北地區鉆石市場已簽MOU5、美新澤西大學下游晶片客戶相控陣雷達器件研發準備簽MOU6、廈門大學下游晶片客戶合作研發紫外線探測器準備簽MOU7、信息13所下游晶片客戶合作研發光電器件準備簽MOU8、南京55所下游晶片客戶合作研發微波器件準備簽MOU9、中國航天11院下游晶片客戶合作研發高溫器件準備簽MOU10、西安電科大下游晶片客戶合作研發SiC半導體器件準備簽MOU11、四川大學下游晶片客戶合作研發SiC薄膜材料準備簽MOU12、中科大下游晶片客戶合作研發SiC薄膜材料準備簽MOU13、上海交大晶片測試單位合作研發SiC晶體表征測試準備簽MOUEND高速電主軸在臥式鏜銑床上的應用越來越多，除了主軸速度和精度大幅提高外，還簡化了主軸箱內部結構，縮短了制造周期，尤其是能進行高速切削，電主軸轉速最高可大10000r/min以上。不足之處在于功率受到限制，其制造成本較高，尤其是不能進行深孔加工。而鏜桿伸縮式結構其速度有限，精度雖不如電主軸結構，但可進行深孔加工，且功率大，可進行滿負荷加工，效率高，是電主軸無法比擬的。因此，兩種結構并存，工藝性能各異，卻給用戶提供了更多的選擇。現在，又開發了一種可更換式主軸系統，具有一機兩用的功效，用戶根據不同的加工對象選擇使用，即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結構兼顧了兩種結構的不足，還大大降低了成本。是當今臥式鏜銑床的一大創舉。電主軸的優點在于高速切削和快速進給，大大提高了機床的精度和效率。臥式鏜銑床運行速度越來越高，快速移動速度達到25～30m/min，鏜桿最高轉速6000r/min。而臥式加工中心的速度更高，快速移動高達50m/min，加速度