高亮度LED红黄光芯片半导体骨导通讯二极管综合性半导体项目可行性研究报告.docx
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高亮度LED红黄光芯片半导体骨导通讯二极管综合性半导体项目可行性研究报告
高亮度LED红黄光芯片、半导体器件（IGBT）、骨导通讯系统（军民两用）、二极管管脚引直等综合性半导体产业园项目
可行性研究报告
第1章项目总论
1.1项目背景
1.1.1项目名称
项目名称：
高亮度LED红黄光芯片、大功率半导体器件（IGBT）、骨导通讯系统（军民两用）、二极管管脚引直等综合性半导体产业园项目
1.1.2项目拟建地点
项目拟建地点：
山东省平原县开发区
1.1.3项目建设内容
本项目总占地面积120000m2，建设用地面积55000m2，其中净化厂房面积3000平方米，下游企业厂房35000平方米，以及辅助设施共计55000平方米。
厂区内供电、供水、通信基础设施完善。
红黄光LED芯片生产项目一期建成LED生产线一条，第一年产品产量为5000KK，并建成制冷站、氮气站、空调系统、锅炉供热系统、纯水系统、循环水系统、污水处理系统、动力管廊等公用工程配套系统，以及办公、研发、实验等辅助设施。
第一期项目建成并达产后，将形成年产超高亮度LED红、黄、蓝、绿光芯片5000KK的生产能力，另外随着二期，三期的项目建成，将形成LED产业链聚集的生产基地，充分发挥LED产业规模化的集聚效应，带动地方上下游产业发展，成为地方经济新的增长点，成为国内乃至国际有影响力的光电生产基地。
1.2编制依据及研究范围
1.2.1编制的依据
1、二〇〇三年六月科技部推出的“国家半导体照明工程”的启动；
2、二〇〇三年底紧急启动的“十五”国家科技攻关计划“半导体照明产业化技术开发”重大项目；
3、二〇〇七年一月二十三日发布，中华人民共和国国家发展和改革委员会、科学技术部、商务部、国家知识产权局令2007第7号《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007年度）》“第81半导体照明器件”。
为当前优先发展的高技术产业化重点领域；
4、2005年12月2日发布，中华人民共和国国家发展和改革委员会第40号令，《产业结构调整指导目录（2005年本）》鼓励类相关内容；
5、国土资源部2008年关于发布和实施《工业项目建设用地控制指标》的通知［国土资发（2008）24号］；
6、天水天光半导体有限责任公司提供的有关技术资料和相关技术数据；
7、《投资项目可行性研究指南（2002版）》，中国电力出版社；
8、《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）；
9、国家及地方现行的有关设计规范、规程等相关文件。
1.2.2编制研究范围
对项目建设的必要性、市场预测、技术与设备、物料、能源供应、相应配套的公用工程、环境保护、消防、职业劳动安全卫生、劳动定员、项目实施计划、投资估算、资金筹措及经济效益分析等进行可行性研究。
1.3可行性研究结论
1.3.1投资估算和资金筹措
项目投资总额为49963.60万元，其中固定资产投资38589.73万元，铺底流动资金11373.88万元。
表1.项目总投资估算表
项目
投资额
百分比
1
建设投资
38589.73
77.24%
1.1
建筑工程费
12411.72
24.84%
1.2
设备购置费
13916.00
27.85%
1.3
安装工程费
2317.20
4.64%
1.4
工程建设及其他
8107.20
16.23%
1.5
预备费
1837.61
3.68%
2
铺底流动资金
11373.88
22.76%
3
总投入资金
49963.60
100.00%
项目所需资金全部由企业自筹。
1.3.2项目财务和经济评价
本项目各项财务评价指标都较好，财务内部收益率（税后）为42.16%，投资利润率97.8%，投资利税率128.7%，均高于同行业平均水平。
投资回收期4.74年，比较合理，财务净现值（i=12%，税后）89703万元为正值。
项目盈亏平衡点BEP=38.53%。
项目从财务角度分析是可行的。
项目基本具有可以接受的盈利能力，盈亏平衡点合适，敏感性分析显示的临界点正常，说明本项目可以抵抗一定的市场风险。
1.3.3项目综合评价结论
综上所述，本项目符合国家的产业政策，是国家鼓励发展的产业项目。
产品市场前景广阔，经济效益和社会效益显著，符合国家质量标准，所以建设本项目是切实可行的。
本项目所在地拥有丰富的资源、稳定廉价的电力资源和劳动力资源，丰富的水资源，项目所在地环境保护较好，是建设项目的较好地点。
项目采用国内先进生产技术，采用节能设备，污染少，能耗低，而且产品质量达到国内先进水平，可以满足下游市场对产品的质量要求。
产品市场空间广阔，产业发展前景良好，企业具有很大的发展空间。
本项目总投资规模适中，企业财务评价分析主要指标均超过行业相同规模企业，项目财务经济效益较好，并具有一定的抗风险能力。
本项目能保持企业的平稳发展，对地方经济发展将起到积极的推动作用。
项目建设符合国家的相关政策，项目建设可行。
1.4主要技术经济指标表
表2.主要技术经济指标表
项目
数值
单位
备注
1
项目总投资
49963.6
万元
货币单位均为人民币，下同
1.1
建设投资
38589.7
万元
1.2
铺底流动资金
11373.9
万元
2
资金来源
2.1
自筹资金
49963.6
万元
3
销售收入
208000.0
万元
正常生产年
4
总成本费用
157501.2
万元
正常生产年
5
销售税金及附加
1654.8
万元
正常生产年
6
利润总额
48844.0
万元
正常生产年
7
所得税
7326.6
万元
正常生产年
8
税后利润
41517.4
万元
正常生产年
9
投资利润率
97.8%
正常生产年
10
销售利润率
23.5%
正常生产年
11
投资利税率
128.7%
正常生产年
12
全部投资财务内部收益率
12.1
所得税后
42.2%
12.2
所得税前
47.7%
13
全部投资财务净现值
13.1
所得税后
89703.3
万元
13.2
所得税前
153459.9
万元
14
全部投资回收期
静态
14.1
所得税后
4.7
年
14.2
所得税前
4.4
年
15
盈亏平衡点
39.0%
第2章项目背景及优势分析
2.1项目提出背景
超高亮度LED是新一代的节能照明产品，其具有高效节能、寿命长、绿色环保三大优势（高效节能：
耗电量是白炽灯的1/10，荧光灯的1/2；长寿命：
10万小时；绿无辐射，不含铅、汞等有害元素）。
目前该产品广泛应用于通用照明、景观照明、背光源、汽车灯、交通信号灯、广告看板、室内外全彩显示屏等领域。
LED应用前景广阔，投资发展LED上游产品生产，扩大其产能具有良好的市场前景。
高亮度LED作为一种极具竞争力的新型半导体光源，在城市景观照明、道路和交通指示、室内外装饰照明、全彩大屏幕显示、液晶电视用LED背光源、汽车头灯和尾灯、手机和数码相机的闪光灯等应用场合均具有极大的市场需求。
特别是中国的城市化进程加快，公共基础设施建设用的路灯等功能性照明和商业性照明，将为半导体照明新兴产业提供巨大的市场及发展潜力。
半导体技术孕育着一场新的产业革命——新型光源革命。
其标志是半导体灯将逐步取代白炽灯及荧光灯。
在近来的媒体报道中：
2008年2月，澳大利亚宣布，将在2010年前全面禁用白炽灯泡。
澳大利亚是世界上第一个计划全面禁止使用传统白炽灯的国家。
2008年3月，欧盟春季首脑会议通过了一项内容广泛的节能计划。
根据这项计划，欧盟将推广使用节能灯泡，逐步淘汰白炽灯泡。
显然，在全球范围内用高效低耗节能灯照明取代高能耗白炽灯照明，甚至荧光灯照明将是一个共同的趋势。
目前国内半导体照明产业处于产能过剩的状态，但是对于红黄光LED芯片处于供不应求状态。
2.2本项目优势
项目方于2006年开始生产红黄光LED芯片，当年9月份开始销售，并得到用户的认可。
公司和其他国内生产厂家一样，一直使用2英寸外延片生产芯片，2英寸外延片是国内厂家普遍使用的外延材料。
外延片属于砷化镓材料，加工性能很差，易碎，对于加工设备、操作技能、工艺都有很高很严格的要求，生产成品率普遍偏低。
这也就导致成本上升，所以目前国内厂家普遍不扩大红黄光芯片的生产，且红黄光芯片价格比较稳定，2008年以来产能没有增加，需求量增加。
项目方于2011年4月份开始尝试试验用4英寸砷化镓外延片生产芯片。
用4英寸外延片生产芯片有如下优势：
Ø管芯成品数量提高，以前每个2寸外延片外圈产生的废管芯比较多，现在用4寸外延片外圈损耗降低50%；
Ø同等条件下使用的黄金数量减少30%（同样产量）；
Ø同等条件下原材料消耗减少40%（同样产量）；
Ø外延片价格，虽然每个4寸外延片的面积是2寸外延的4倍，按照2元/英寸基本价格计算，4寸外延片的价格仅比2英寸外延价格高2.5倍，同比相较下，4寸外延片价格要低很多；
Ø首创性，在国内项目方属于第一家使用4英寸外延片的厂家，在与供应商的谈判过程中比较有优势；
Ø产品质量，产品质量有所提高，用4英寸外延片生产的LED芯片质量普遍高于2英寸，更受用户欢迎；
Ø产量可以扩大，在同样的生产条件下产能增加4倍；
Ø加工周期缩短；
Ø在国内目前的技术水平，其他厂家还无法使用4英寸砷化镓外延片生产芯片。
目前公司的生产工艺成熟，各项技能，操作规程，操作手法，设备改造都已成熟，已经达到了每个月加工上产3000片4英寸外延片的能力。
下一步项目方将产量提高一倍，在一年内把每个月的加工量增加到10000片。
根据平原县的地域特点和消费市场，在平原县的项目仍然采用4英寸工艺技术，在国内也仍处于领先地位。
第3章项目市场分析
3.1LED产品市场分析
3.1.1LED产品概述
LED产品英文全称为LightEmittingDiode，中文意思为发光二极管是一种能够将电能转化为光能的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。
据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、辐射低与功耗低。
主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。
ØLED产品优点
（1）体积小：
LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常小，非常轻。
（2）耗电量低：
LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦），电光功率转换接近30%。
一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A；这就是说，它消耗的电能不超过0.1W，相同照明效果比传统光源节能近80%。
（3）使用寿命长：
有人称LED光源为长寿灯。
它为固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积等缺点，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。
（4）高亮度、低热量：
LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。
（5）环保：
LED是由无毒的材料做成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。
光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源
（6）坚固耐用：
LED被完全封装在环氧树脂里面，比灯泡和荧光灯管都坚固。
灯体内也没有松动的部分，使得LED不易损坏。
（7）多变幻：
LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256=16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。
（8）技术先进：
与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品。
它成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。
（9）综合：
长寿命——寿命可超过十万小时，相比钨丝灯泡的寿命只有1000小时；稳固——没有移动部件，没有玻璃；大小——大多数的直径只有5毫米；能耗——高达90%的转换率将电能转化成光能，需要极少的电力供应；环保无毒——没有水银等有毒重金属；多功能性——可实现各种颜色变化；温度低——比HID或白炽灯更少的热辐射；直流低电压——**些应用场下更安全。
3.1.2产品用途
鉴于LED的自身优势，目前主要应用于以下几大方面：
显示屏、交通讯号显示光源的应用LED灯具有抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长等特点，广泛应用于各种室内、户外显示屏，分为全色、双色和单色显示屏，全国共有100多个单位在开发生产。
交通信号灯主要用超高亮度红、绿、黄色LED，因为采用LED信号灯既节能，可靠性又高，所以在全国范围内，交通信号灯正在逐步更新换代，而且推广速度快，市场需求量很大，是个很好的市场机会。
汽车工业上的应用汽车用灯包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯以及头灯等。
汽车用白炽灯不耐震动撞击、易损坏、寿命短，需要经常更换。
1987年，我国开始在汽车上安装LED高位刹车灯。
由于LED响应速度快，可以及早提醒司机刹车，减少汽车追尾事故，在发达国家，使用LED制造的中央后置高位刹车灯已成为汽车的标准件，美国HP公司在1996年推出的LED汽车尾灯模组可以随意组合成各种汽车尾灯。
此外，在汽车仪表板及其他各种照明部分的光源，都可用LED灯来担当，所以均在逐步采用LED照明。
我国汽车工业正处于大发展时期，是推广LED照明灯的极好时机。
近几年内会形成年产10亿元的产值，5年内会形成每年30亿元的产值。
LED背光源以高效侧发光的背光源最为引人注目，LED作为LCD背光源应用，具有寿命长、发光效率高、无干扰和性价比高等特点，已广泛应用于电子手表、手机、BP机、电子计算器和刷卡机上，随着便携电子产品日趋小型化，LED背光源更具优势，因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗和均匀一致方面发展。
LED是手机关键器件，一部普通手机或小灵通约需使用10只LED器件，而一部彩屏和带有照相功能的手机则需要使用约20只LED器件。
现阶段手机背光源用量非常大，一年要用35亿只LED芯片。
目前我国手机生产量很大，而且大部分LED背光源还是进口的，对于国产LED产品来说，这是个极好的市场机会。
LED照明光源早期的产品发光效率低，光强一般只能达到几个到几十个mcd，适用在室内场合，在家电、仪器仪表、通讯设备、微机及玩具等方面应用。
目前随着LED散热技术的改进，LED光源替代白炽灯和荧光灯甚至是碘钨灯、高压钠灯等大功率光源的替代趋势已从局部应用领域开始发展。
日本为节约能源，正在计划替代白炽灯的发光二极管项目（称为“照亮日本”），头五年的预算为50亿日元，如果LED替代半数的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于60亿升原油的能源，相当于五个1.35×106kW核电站的发电量，并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生，改善人们生活居住的环境。
我国也于2004年投资50亿大力发展节能环保的半导体照明计划。
其它应用例如一种受到儿童欢迎的闪光鞋，走路时内置的LED会闪烁发光，仅温州地区一年要用5亿只发光二极管；利用发光二极管作为电动牙刷的电量指示灯，据国内正在投产的制造商介绍,该公司已有少量保健牙刷上市，预计批量生产时每年需要3亿只发光灯；正在流行的LED圣诞灯，由于造型新颖、色彩丰富、不易碎破以及低压使用的安全性，近期在香港等东南亚地区销势强劲，受到人们普遍的欢迎，正在威胁和替代现有电泡的圣诞市场。
家用室内照明的LED产品越来受人欢迎，LED筒灯，LED天花灯，LED日光灯，LED光纤灯已悄悄地进入家庭。
LED广告宣传车，从2010年起开始流入国内。
LED移动广告车（OMDM），OutdoorMobileDirectMailadvertising是近年LED行业兴起后的伴生产物。
是指由LED屏作为信息输出设备，移动车身作为重体的广告设备，自身可以变换位置，一般自带发电机、音响、电脑等设备，属于广告车中的一种。
3.1.3国内发展状况
中国将成为全球LED市场发展的主要驱动力量，LED照明市场中的户外照明市场由公共预算采购决定，而室内、背光和其他的应用则更多地与宏观经济正相关。
2012年，中国政府将在民用和商用领域广泛采用LED照明的绿能方案，这有望帮助陷入全球经济衰退泥淖的LED产业获得复苏。
2011年，我国半导体照明产业规模达到1560亿元，较2010年的1200亿元增长30%。
其中上游外延芯片、中游封装、下游应用的规模分别为65亿元、285亿元和1210亿元，增速略有放缓。
LED灯作为光源被誉为人类照明史上的第三次革命，具有高效节能、绿色环保等优点，已在全球范围掀起发展研究的热浪,世界各国在研发技术、开拓市场的同时，也积极在人才上“跑马圈地”，LED照明产业目前面临严重的产能过剩、同质化竞争的危机。
因此，研发出新型、时尚、高照明质量的LED照明灯具，优秀的专业人才将是今后研究的重大课题。
3.2大功率半导体器件（IGBT）市场分析
3.2.1大功率半导体器件的定义范围
依据中国电力电子协会主要功率半导体器件会员单位以及国际同行的主导产品结构，我们将大功率半导体拆分为三大类产品便于统计分析，即：
200A以上大功率晶闸管、25A以上晶闸管及整流模块（可控硅）二极管、50A以上大功率IGBT。
（绝缘栅极型功率管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件）。
3.2.2市场概况
大功率半导体技术已日益广泛地应用和渗透到电力、新能源系统，冶金、装备制造业、新能源汽车，家用电器，太阳能光伏系统，交通运输、国防等重点领域，并在新能源技术、激光等现代加工技术、高铁等前沿领域得到普及。
总体来看，只要涉及到大功率的用电场合，以大功率半导体器件为核心的电力电子技术都在逐步得到普及和提升。
近年来，我国功率半导体器件的发展十分迅速。
产品的应用上，以前中小功率产品应用场合，晶闸管及整流模块、IGBT逐步得到较广泛的应用；大功率场合，仍以晶闸管为主。
目前国内的功率器件制造，主要为晶闸管及其模块，只有几条小规模的IGBT后道封装线，还不具备研发、制造管芯的能力以及大功率IGBT的封装能力，基本上以进口为主。
现代大功率半导体器件及其控制技术正朝以下几个方向发展：
1、大电流、高压：
现代电力电子器件正向大电流高压方向发展，以适应高压领域对电力电子器件快速需求的趋势，尤其在高压直流输电、高压电力无功补偿、高压电机、变频器等领域。
2、高频化：
从高压大电流的GTO到高频多功能的IGBT、MOSFET，其频率已从数千HZ到几十KHZ、MHZ。
这标志着电力电子技术已进入高频化时代。
3、集成化、智能化：
几乎所有全控型器件都由许多的单元胞管子并联而成（IGBT、GTO）。
3.2.3主要国家或经济体大功率半导体市场规模及发展趋势分析
表3.2005年－2010年全球不同国家的大功率半导体市场规模（单位：
亿美元）
国家或地区
2005年
2006年
2007年
2008年
2009年
2010年
美国
11.49
12.09
12.78
13.45
14.27
15.19
日本
15.23
15.98
16.76
17.54
18.32
19.15
欧洲
19.83
21.36
23.17
25.04
26.98
29.12
中国
29.76
35.49
42.55
51.35
62.07
75.67
其他
15.42
17.67
20.43
23.66
27.04
31.29
合计
91.73
102.59
115.69
131.04
148.68
170.42
（1）美国：
美国是电力电子器件的发源地，在全球电力电子器件市场中占有重要的位置。
但近年来，电力电子器件生产逐步转移到欧洲及发展中国家，市场规模增长有限。
美国著名的大功率半导体器件厂商有IR等。
（2）日本：
从上世纪90年代开始，日本一直是全球电力电子器件的最大市场，占全球市场的30%以上。
2000年以后，亚洲成为电力电子器件最大的消费地区，日本市场所占比率逐步下降。
日本电力电子器件厂商主要有Toshiba、FujiElectric、SanRex、Mitsubishi。
（3）欧洲：
是全球电力电子器件研发生产较为发达的地区，市场也较为成熟，拥有全球著名的ABB、INFINEON、DYNEX、Semikron等。
（4）中国：
近年来随着中国经济的持续发展以及国家在电力、交通及基础设施的大规模投入，电力电子器件市场发展迅速，在全球市场中所占的份额越来越大。
已成为全球最大的大功率电力电子器件需求市场。
3.2.4中国大功率半导体器件市场分析
由于中国经济的快速发展，中国目前已经成为全球最大的大功率分立器件市场。
据统计，2008年中国的大功率分立器件市场规模达到了51.35亿美元，在全球市场中占到了39.19%的份额。
预计未来5年，中国大功率分立器件市场销售额将保持20%的年均复合增长率，到2010年市场销售额将达到75.67亿美元，全球市场占比预计也将超过47.40%。
表4.2005年-2010中国不同种类的大功率半导体需求市场规模（单位：
亿美元）
器件种类
2005年
2006年
2007年
2008年
2009年
2010年
大功率晶闸管
8.04
9.41
11.17
13.24
15.65
18.65
晶闸管及整流模块
16.09
19.06
22.66
27.04
32.38
38.92
IGBT
5.63
7.03
8.72
11.07
14.04
18.10
合计
29.76
35.5
42.55
51.35
62.07
75.67
总的来看，三大类产品中，晶闸管及整流模块由于涵盖的范围宽泛，目前仍是市场占比（销售收入占比）最高的一类。
初步预计模块产品2005-2010年的复合增长率超过19%。
对于晶闸管产品来说，尽管这类产品是截至目前发展时间最长，国内技术也相对成熟的，但由于国内庞大的需求市场，未来数年行业仍将维持18%以上的增长率。
明显的成本优势是这类产品持续走俏的重要原因所在。
大功率IGBT在未来数年的发展中将呈现极高的增长率状况，但以进口为主。
大功率半导体器件主要应用于输变电、冶金、马达驱动、轨道交通、电焊机、新能源、新能源汽车、太阳能光伏、大功率电源等各个领域。
从市场角度来看，各领域需求的增长稳定，都对大功率半导体的销售带来积极影响。
大功率半导体分立器件产业保持着持续、快速、稳定的发展，产业规模不断壮大，并且随着国家节能降耗政策力量的加大，增长会更加迅速。
具体规模如下：
表5.2005年－2010年中国大功率半导体不同应用领域的市场规模（单位：
亿美元）
应用领域
2005年
2006年
2007年
2008年
2009年
2010年
输变电
1.79
2.05
2.38
2.73
3.
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