【正文】 復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性研究報告 復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性研究報告 第一章 總 論 受 ***有限公司的委托，我們對 ***復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性進行了研究，通過對該項目所在地區(qū)的市場、環(huán)境、交通、電力、給排水、通訊等條件進行調(diào)查，收集有關基礎資料，并與建設單位交換意見，在認真調(diào)查和分析資料的基礎上編制了《 ***復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性研究報告》。 （一）項目背景 項目名稱 項目名稱： ***復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目 承辦單位概況 德山經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū) ***新材料有限公司屬股份制企業(yè)，由湖南省星沙 實業(yè)（集團）發(fā)展有限公司、蔣建純教授共同出資成立。其中，蔣建純教授以其擁有的居國際先進水平的專利技術作技術出資。 生產(chǎn)基地位于德山經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)內(nèi)，占地 30 畝，花園式工業(yè)區(qū)，是星沙實業(yè)集團下屬單位。主要從事新材料的開發(fā)及生產(chǎn)蔣建純女士系中南大學粉末冶金學院、博士生導師，蔣建純教授領導的科研隊伍在該領域居于國際領先地位。新材料公司以蔣建純教授擁有的專利知識產(chǎn)權技術和雄厚的研發(fā)實力為依托，通過整合人才、技術與市場優(yōu)勢，構筑新材料基地。新材料公司計劃投資 5 億元人民幣，建設***復合材料 200 噸 /年、 炭 /石墨 材料 4000 噸 /年的 生產(chǎn)線，實現(xiàn)年工業(yè)產(chǎn)值 2 億元人民幣以上。并且新材料公司計劃以此為產(chǎn)業(yè)基礎，通過 3 年的時間，使公司的產(chǎn)品能夠覆蓋 國內(nèi) 大部分或全部的硅單晶復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性研究報告 生長爐的熱場系統(tǒng)，逐步 進入國外硅單晶爐熱場系統(tǒng)市場；努力開發(fā)新產(chǎn)品，擴大該新材料的應有領域，使其應有到 其他的晶體生長設備及相關的高技術領域。 可行性研究報告編制依據(jù) （ 1）《投資項目可行性研究指南》（中國電力出版社）； （ 2）項目建議書及批復文件（批準文號）； （ 3）合資雙方簽定的合資意向書及有關會議紀要； （ 4）業(yè)主提供的有關資料； （ 5）國家、湖 南省、常德市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十個五年計劃； （ 6）常德經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃； （ 7）國家計委、建設部頒布的《建設工程項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》； （ 8）其他文件、協(xié)議等。 項目提出的理由與過程 當今世界新材料的發(fā)展日新月異，特別是電子、通訊等相關領域發(fā)展迅猛，對硅材料需求十分旺盛。數(shù)十年以來，硅材料行業(yè)一直以“提高硅單晶的尺寸和質(zhì)量”為主要目標，先后生產(chǎn)了 1 1 18 英寸硅片。據(jù)最新的《國家半導體技術（ ITRS）》介紹，直徑 18 英寸硅單晶拋光片是 12 英寸的下一代產(chǎn)品，也 是未來 22nm線寬的 64G 集成電路的襯底材料。集成電路產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的核心，全世界以集成電路為核心的電子元器件， 95%以上是硅材料制成的，其中直拉硅單晶的用量超過 85%。隨著超大規(guī)模集成電路集成度的迅速提高，迫切要求采用大直徑的直拉硅單晶拋光片。超純及完整晶體復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性研究報告 結構的硅晶體是一條長長的價值鏈的起點。沒有硅晶體就沒有半導體、光電子、通訊技術及光電技術。硅晶體棒用于制作晶圓，晶圓是半導體工業(yè)中制作芯片的基礎材料。硅材料的另一個大的需求來自太陽能。從長遠看，世界上一半以上的能源生產(chǎn)要采用可再生能源。可再生資源主要有 風、水、太陽能。太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能（光電效應）靠太陽能電池完成。電池的原材料是帶特定晶體結構的硅。專家預測：在今后的十年，結晶硅將在太陽能電池的生產(chǎn)中成為在、最主要的材料。硅片工業(yè)目前在生產(chǎn)與市場方面已經(jīng)形成了壟斷，日本、德國等國的資本控制的八大硅片公司的銷量占硅片總銷量的 90%，當前 IC用主流硅片是 8英寸，并向 12 英寸過渡。市場調(diào)研預測，到 20xx 年，12 英寸的硅片的比例將由目前的 %增加到 %。 在 IC 和太陽能發(fā)電等領域?qū)鑶尉У木薮笮枨蠛拖M，對其生產(chǎn)能力對生產(chǎn)技術提出了更高的要求。其 中生產(chǎn)高純半導體材料的高溫電熱真空爐 —— 硅單晶生長爐正在向大型化、自動化的方向發(fā)展。硅單晶生長爐隔熱保溫筒、坩堝、發(fā)熱體等熱場系統(tǒng)元件采用高純石墨、超高純石墨材料制造，產(chǎn)品要求材料的金屬雜質(zhì)含量要求不超過5~30ppm。 同時硅單晶生長爐最主要的易損件的消耗量特別大。根據(jù)權威部門統(tǒng)計，一臺小型晶體生長爐（如 12 英寸）每年消耗的石墨坩堝、加熱器、保溫隔熱材料的價值，達到 20 萬元以上；一臺大型晶體生長爐的熱場系統(tǒng)備件損耗，可達 50 萬元以上。由于生產(chǎn)大型高純石墨、超高純石墨材料工藝控制難，需要大型的等靜壓設備等，其 投資極大。因此，高純石墨尺寸受到限制，經(jīng)常不能滿足制造較大硅單晶生長爐的熱場零件的要求；另外，石墨脆性大，機械強度不高，使用可靠性不強，使用壽命短。本項目提出的 ***復合材料單晶生長復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性研究報告 熱場系統(tǒng)零件的材料及熱場解決方案， 經(jīng)過實踐驗證， 對解決以上問題起到了很好的效果。實施本案對發(fā)展大型硅單晶生長設備，制造大尺寸的晶體，提升我國微電子技術水平具有極為重大的意義。 項目擬建地點 本項目擬建于國家級常德經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)內(nèi)。 國家級德山經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)創(chuàng)建于 1998年 8月， 20xx年 12月經(jīng)國務院批準為國家級經(jīng)濟技術開 發(fā)區(qū)。建區(qū) 9年多來，開發(fā)區(qū)堅持“以工業(yè)項目為主、吸引外資為主、出口為主和致力于發(fā)展高新技術”的方針，強調(diào)以產(chǎn) 業(yè)發(fā)展為中心，走產(chǎn)業(yè)興區(qū)之路，通過卓有成效的招商引資工作，目前入?yún)^(qū)工業(yè)企業(yè) 106家，其中三資企業(yè) 40家，內(nèi)資企業(yè) 66家，入?yún)^(qū)企業(yè)基本上實現(xiàn)了由單個到群體的轉(zhuǎn)變，區(qū)內(nèi)產(chǎn)業(yè)也正由零散向 集成轉(zhuǎn)變 。到目前為止，區(qū)內(nèi) 共 完成基本建設投資 120億元，移動土石方近億立方米，完成 13億元人民幣的基礎設施投資任務，各項建設工作都取得了十分顯著的成績。目前，區(qū)內(nèi)主次干道已拉通 28條，總長 60公里 。6座大型跨線橋已 經(jīng)竣工通車；已經(jīng)完成 ，架設鐵塔 33座的三回超高壓線路的改道工程， 2個 110千伏的變電站已經(jīng)投入使用，目前區(qū)內(nèi)日供電能力已經(jīng)達到 240萬千瓦時； 2座日供水10萬噸的自來水廠已經(jīng)投入運行；日處理能力 8萬噸的污水凈化中心已經(jīng)正式營業(yè)；裝機容量為 10萬門的程控大樓，現(xiàn)已開通 20xx0門程控電話和高速寬帶通訊網(wǎng)，實現(xiàn)了與 156個國家和地區(qū)通信聯(lián)網(wǎng)；投資 1400多萬元的電視發(fā)射塔已經(jīng)正式投入使用。 目前，德山經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)已經(jīng)形成了以三一重工、光南摩托為主體的先進制造工業(yè)，以 LG 曙光、長海視聽、中芯數(shù)碼為 主體的復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性研究報告 電子信息產(chǎn)業(yè)，以華天鋁業(yè)、長沙力元、瑞翔為主體的新材料產(chǎn)業(yè)，以中糧、可口可樂、常德娃哈哈、荷蘭泰松、喜瑞來速凍系列為主體的食品飲料產(chǎn)業(yè)，以金沙利彩印、金和包裝、星沙包裝為主體的輕印產(chǎn)業(yè)等五大產(chǎn)業(yè)格局。 20xx年年底，區(qū)內(nèi)累計完成總產(chǎn)值 250億元。 德山經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)位于常德市星沙鎮(zhèn)，地理位置優(yōu)越，交通十分便利。開發(fā)區(qū)以西 5公里毗鄰京廣復線鐵路大動脈，北京至深圳 107國道，成都至廈門 319國道和京珠高速公路穿區(qū)而過，構成南北東西交通優(yōu)勢。同時，開發(fā)區(qū)內(nèi)已經(jīng)建成具有一定規(guī)模的物流基礎設施，即星沙物流中心， 可為入?yún)^(qū)企業(yè)提供完善的物流服務。 項目預期目標 ***復合材料單晶生產(chǎn)熱場項目總體規(guī)劃占地 250 畝，總投資56072 萬元，總建筑面積 1 萬平方米（全部為標準工業(yè)廠房）固定資產(chǎn)投資 3466萬元。 項目建設預期目標：形成年產(chǎn) ***復合材料 200 噸 /年、碳 /石墨材料 4000噸 /年的生產(chǎn)能力。 項目主要建設條件 本項目市場前景較好，市場容量大；項目生產(chǎn)所需能源有保障，來源穩(wěn)定可靠；項目建設資金有保障；項目建設地政府對項目建設大力支持，項目用地落實，建設地域交通方便，施工條件良好，建設項目的主要條件 基本具備。 復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性研究報告 （二）項目主要經(jīng)濟技術指標 項目建設主要經(jīng)濟技術指標見表 11。 ***復合材料單晶生產(chǎn)熱場項目主要經(jīng)濟技術指標 表 11 序號 指標名稱 單位 指標 備注 1 項目產(chǎn)品規(guī)模 年產(chǎn) ***材料 噸 /年 200 年產(chǎn)炭 /石墨材料 噸 /年 4000 2 主要原材料、燃料消耗 石墨 噸 /年 3800 炭纖維坯體 噸 /年 200 炭源氣體 噸 /年 1500 惰性氣體 噸 /年 2500 復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性研究報告 3 項目總定員 人 1140 4 項目占地 畝 250 5 項目總投資 萬元 56072 6 年平均銷售收入 萬元 35420 7 財務評價指標 財務凈現(xiàn)值 萬元 內(nèi)部收益率 % 投資回收期 年 8 建設工期 年 3 建設 ***復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目，能促進德山經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)及整個常德市工業(yè)發(fā)展，加快地方產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整，增加人民收入；同時可拓寬就業(yè)渠道，保持項目區(qū)社會經(jīng)濟的可持續(xù)健康快速發(fā)展。本項目 建設符合國家產(chǎn)業(yè)政策，符合國家的投資方向，當?shù)卣罅χС郑ㄔO條件具備，工程技術方案切實可行，市場前景廣闊，經(jīng)濟效益良好，社會效益明顯，項目建設是必要的也是可行的。 復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性研究報告 第二章 市場預測 （一）產(chǎn)品市場供應預測 國內(nèi)供需現(xiàn)狀 國內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)硅單晶的設備 600 余臺，近年來，每年遞增 200臺左右。目前的設備主要拉制從 3〞至 6〞，少量為 8〞的晶棒。由于單爐投料量僅為幾十公斤，因此，多采用高純石墨制造坩堝， 而 這些高純石墨多為進口冷等靜壓石墨。 16 英寸的熱系統(tǒng)的隔熱保溫套，則多為進口件。相當一部分較大型 的進口設備，其熱系統(tǒng)完全依靠進口。 C/C復合材料熱場系統(tǒng)研究組，為滿足半導體工業(yè)的要求，與西安理工大學單硅晶基地、有研硅股等單位合作，對 C/C 復合材料熱場系統(tǒng)進行試驗 和使用 。在西安用 C/C 復合材料制作的 12＂坩堝 (Φ306mm)及加熱器 ,裝在加有橫向磁場的 TDR62上，使用情況很好。 國外的發(fā)展現(xiàn)狀 1993 年東芝陶瓷申請的美國專利介紹用二維 C 纖維織物繞制作成 Si 單晶生長爐坩堝坯體，浸漬樹脂后碳 化制成坩堝。隨后，在 1997年美國 Walsh等用三維 C/C復合材料制造了 Si 單晶生長爐用坩堝堝幫、堝 托、發(fā)熱體、隔熱屏及支撐塊等； Metter 等人制備的高純 C/C復合材料，制造的硅單晶生長爐的熱場零部件，通過一系列的高溫處理，金屬雜質(zhì)含量控制到很低的程度。 1999 年， Kawashima 等采用 C/C 復合材料在硅單晶生長爐的底部設置一個容積等于坩堝的容復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性研究報告 積的環(huán)槽，在硅單晶生長爐出現(xiàn)意外漏硅時，可以防止其他熱場零件受到損傷。 東洋炭素、 SGL Carbon Composites， Inc. 等國外廠商在其產(chǎn)品介紹中 ,也提到 C/C復合材料制造單硅晶生長爐的坩堝、發(fā)熱體等產(chǎn)品。 其中提到的個別產(chǎn)品已經(jīng)投入使用，大多數(shù)則仍 處于研究階段。 （二）產(chǎn)品目標市場分析 目標市場確定 超高純及晶體結構完整的硅晶圓是半導體工業(yè)中制作芯片的基礎材料。集成電路的出現(xiàn)及發(fā)展，使人類步入了微電子時代。隨著微電子元件尺寸小型化、管芯面積大型化與 LSI集成度的日益提高，硅單晶生長技術裝備面臨新的挑戰(zhàn)。 為改變我國集成電路用關鍵基礎材料技術水平低、品種不配套、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模小、關鍵基礎材料依賴進口的局面，國家科技部設立了微電子配套材料專項，選擇 12 英寸硅單晶拋光制備技術研究作為首次研究任務，并 要求 12 英寸硅單晶拋光片形成小批量生產(chǎn)能力，達到~ m 集成電路技術要求。實施該項目第一個要解決的是 12英寸硅單晶生長技術與裝備的問題，大尺寸的熱場系統(tǒng)的關鍵元件的設計制造技術，也迫切需要解決。 本項目產(chǎn)品的銷售市場主要集中在長江三角洲、珠江三角洲、環(huán)渤海地區(qū)等電子產(chǎn)業(yè)發(fā)達地區(qū)，上述地區(qū)的客戶對本案提出的方案有濃厚的興趣。 主要競爭對手情況 復合材料單晶生長熱場系統(tǒng)項目可行性研究報告 硅單晶爐熱場的市場目前主要由兩部分組成： ***復合材料制件市場由日本的東洋炭素、東海、吳羽化工等 3家占領；而高純石墨件這部分，則是主要由國內(nèi)的一些廠家進口日本東洋炭素公司的石墨加工而成。國內(nèi)現(xiàn)在有 幾家在上大尺寸高純石墨項目。同時，從近一年的復合材料熱場零件的試用過程中，許多原來制造石墨件的廠家也準備生產(chǎn)與 ***復合材料相似的產(chǎn)品。 國內(nèi)還沒有生產(chǎn)當今世界上的主流產(chǎn)品 12 英寸硅單晶的設備，國內(nèi)的設備只用來生產(chǎn) 8 英寸的硅棒。而且該設備使用的坩堝、保溫隔熱件等整個熱場系統(tǒng)依靠進口。國外大型硅單晶生長設備 的熱場系統(tǒng)均由國外廠家的產(chǎn)品配套，其中吳羽公司的產(chǎn)品市場占有率最高。中國、歐美市場幾乎全部為其所壟斷。但是，在硅行業(yè)迅猛發(fā)展的今天，其生產(chǎn)能力