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碳化硅功率器件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 民德電子    2023-05-25

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是國家的支柱性產(chǎn)業(yè)。長期以來，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，特別是先進(jìn)制程集成電路的發(fā)展明顯滯后于國外技術(shù)先進(jìn)國家。因此，對外依賴程度較高，且近幾年受全球貿(mào)易保護主義影響，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的安全穩(wěn)定供應(yīng)受到極大影響，產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控顯得越發(fā)重要。然而，處于細(xì)分賽道的功率半導(dǎo)體，不僅具有廣闊的市場容量和進(jìn)口替代空間，而且因其“特色工藝”屬性，尤為適宜目前中國國情，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中可以真正實現(xiàn)進(jìn)口替代的主要領(lǐng)域之一?！疤歼_(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略將我國能源體系從傳統(tǒng)上較弱的“資源屬性”轉(zhuǎn)變成了較強的“制造屬性”，我國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)勢必伴隨著能源系統(tǒng)和動力系統(tǒng)在中國“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)導(dǎo)向下發(fā)生深刻而長遠(yuǎn)的歷史性變革和國產(chǎn)化機遇。

1、項目基本情況

項目名稱：碳化硅功率器件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目

實施主體：廣微集成技術(shù)（深圳）有限公司

項目總投資：39,824.00 萬元

本項目擬通過與晶圓代工廠共同投入資源合作建立碳化硅晶圓生產(chǎn)專項目建設(shè)內(nèi)容 線，主要從事面向新型能源供給的 600V-1700V 碳化硅肖特基二極管、碳化硅 MOSFET 等產(chǎn)品的設(shè)計研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)品主要應(yīng)用于光伏逆變、電源無功補償、汽車電子等領(lǐng)域，形成 6 英寸碳化硅晶圓年產(chǎn)能 3.6 萬片。項目建設(shè)周期為2.5 年

2、項目建設(shè)的必要性

（1）新能源革命對功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出更高要求

國家“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略所引發(fā)的新能源革命，將推動光伏、風(fēng)能等清潔能源以及儲能設(shè)備等新能源相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的大量建設(shè)，而新能源基建設(shè)施設(shè)備的高壓、高頻、高功率應(yīng)用場景對功率半導(dǎo)體器件發(fā)展提出了更高要求。

硅材料屬于基礎(chǔ)性半導(dǎo)體材料，而碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導(dǎo)體材料屬于高能半導(dǎo)體材料，也被業(yè)內(nèi)稱為第三代半導(dǎo)體材料。以第三代半導(dǎo)體材料制作的功率器件相比傳統(tǒng)硅基功率器件，具有能效高、損耗小、小型化的特點，在高壓、高頻、高功率的新能源基建設(shè)施設(shè)備中有廣闊的應(yīng)用前景。

因此，為順應(yīng)新能源革命對功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出的更高要求，公司有必要開拓具有高能屬性的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

（2）助力國家第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化進(jìn)程

全球第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)雖有較長時間的研究歷程，但在近年來才逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化推廣，并在越來越多適應(yīng)于高壓、高頻、高功率的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如光伏、風(fēng)能、新能源汽車、充電樁、高鐵、5G 等應(yīng)用領(lǐng)域。

目前，美、歐、日等國家在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)成熟度明顯領(lǐng)先于中國。以碳化硅功率器件產(chǎn)業(yè)鏈為例：原材料方面，碳化硅功率器件最主要原材料為碳化硅襯底，在成本中占比約 50%，60%以上碳化硅襯底產(chǎn)自美國 Cree 公司，剩余約 30%以上碳化硅襯底產(chǎn)自其他美、歐、日半導(dǎo)體材料公司；生產(chǎn)制造方面，可以實現(xiàn)碳化硅功率器件大規(guī)模量產(chǎn)的品牌企業(yè)也主要是美國 Cree、德國英飛凌、美國安森美、日本羅姆、瑞士意法半導(dǎo)體等國外先進(jìn)技術(shù)企業(yè)；市場應(yīng)用方面，國內(nèi)市場約 80%的碳化硅功率器件依賴于進(jìn)口。

鑒于全球第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍處于產(chǎn)業(yè)化的起步快速成長階段，國內(nèi)企業(yè)技術(shù)水平與國際先進(jìn)企業(yè)差距相對有限，有望通過加大投入逐步縮小與國際先進(jìn)企業(yè)技術(shù)差距；此外，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)國產(chǎn)化，對保障國家新能源革命戰(zhàn)略順利推進(jìn)至關(guān)重要。

（3）豐富公司功率半導(dǎo)體產(chǎn)品線，提升公司核心競爭力

公司在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域有著清晰的技術(shù)路線和產(chǎn)品路線。目前產(chǎn)品線以硅基功率器件為主，包括肖特基二極管、超級結(jié) MOSFET、快恢復(fù)二極管、SGT-MOSFET 等。公司以硅基功率器件為基本盤，積極布局第三代半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)品，滿足功率器件往更高的功率密度、更高的封裝密度方向發(fā)展，有助于豐富公司功率半導(dǎo)體產(chǎn)品線，進(jìn)一步提升公司在功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。

3、項目建設(shè)的可行性

（1）國家政策大力支持第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展

近年來，國家大力支持第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國家及各部委、各地方陸續(xù)發(fā)布針對第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持政策。

國家政策的大力支持，將有力地推動我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為本項目實施提供了良好的政策環(huán)境。

（2）碳化硅功率器件市場持續(xù)快速增長

碳化硅的市場應(yīng)用領(lǐng)域偏向 1000V 以上的中高電壓范圍，具有耐高壓、耐高溫、高頻三大優(yōu)勢，比硅更薄、更輕、更小巧。

碳化硅功率器件市場目前處于產(chǎn)業(yè)化的起步階段，但市場規(guī)模正在快速擴張?，F(xiàn)階段，限制碳化硅功率器件推廣的主要因素包括碳化硅原材料成本高、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度有待提升、下游應(yīng)用有待進(jìn)一步開發(fā)。伴隨國內(nèi)外碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟，規(guī)模和技術(shù)不斷提升，成本持續(xù)下降，下游新的應(yīng)用不斷開發(fā)，碳化硅即將迎來爆發(fā)式增長。

根據(jù) IHS 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2018 年碳化硅功率器件市場規(guī)模約 3.9 億美元，受新能源汽車龐大需求的驅(qū)動，以及光伏、風(fēng)能和充電樁等領(lǐng)域?qū)τ谛屎凸囊筇嵘?，預(yù)計到 2027 年碳化硅功率器件的市場規(guī)模將超過 100 億美元。

（3）碳化硅功率器件已初具國產(chǎn)化供應(yīng)鏈基礎(chǔ)

在國家的大力支持和國內(nèi)先行企業(yè)的不斷探索下，我國碳化硅功率器件已初具國產(chǎn)化供應(yīng)鏈基礎(chǔ)，為碳化硅功率器件進(jìn)一步國產(chǎn)化和供應(yīng)鏈自主可控奠定了較好的產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)。

（4）公司擁有相關(guān)的技術(shù)儲備，并已對碳化硅工藝平臺完成了初步驗證

公司控股子公司廣微集成創(chuàng)始人謝剛博士及其研發(fā)團隊長期從事硅基功率半導(dǎo)體及第三代半導(dǎo)體功率器件的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作，擁有豐富的技術(shù)儲備，前期已與合作晶圓代工廠對碳化硅工藝平臺進(jìn)行了初步驗證，為后續(xù)進(jìn)行試生產(chǎn)和量產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)，對本項目的順利實施提供了技術(shù)保障。

4、項目投資計劃

本項目總投資 39,824.00 萬元。

5、項目經(jīng)濟效益

本項目運營期內(nèi)，達(dá)產(chǎn)后可實現(xiàn)年均營業(yè)收入 6.05 億元，年均凈利潤 0.53億元，項目預(yù)期效益良好。

6、項目備案情況

本項目的立項備案及環(huán)評批復(fù)正在辦理中。

此報告為摘取部分。需編制政府立項、銀行貸款、投資決策等用途可行性研究報告咨詢思瀚產(chǎn)業(yè)研究院。