国家火炬计划产业化项目可行性研究报告.doc

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1、目 录第一章 概述31.1项目提出背景31.2技术开发状况31.3现有产业规模41.4项目产品的主要用途、性能41.5投资的必要性41.6预期经济效益51.7本企业实施该项目的优势5第二章 技术可行性分析62.1项目技术路线、工艺设备的合理性和成熟性、关键技术的先进性62.2产品技术性能水平与国内外同类产品的比较102.3项目承担单位在实施本项目中的优势11第三章 项目成熟程度123.1产品检测、鉴定及用户使用情况123.2产品质量、价格、性能等情况123.3核心技术的知识产权情况13第四章 市场需求情况和风险分析144.1国内市场需求分析144.2国际市场状况及本项目产品市场占有情况154.

2、3风险因素及对策分析15第五章 投资估算及资金筹措175.1项目投资估算175.2资金筹措方案175.3投资使用计划18第六章 经济和社会效益分析196.1未来五年生产成本、销售收入估算196.2财务分析196.3不确定性分析206.4财务分析结论206.5社会效益分析20第七章 综合实力和产业基础247.1企业员工构成247.2企业负责人情况247.3企业新产品研发能力及内部管理体系257.4企业从事该产品生产的条件、产业基础27第八章 项目实施进度计划28第一章 概述1.1项目提出背景砷化镓（GaAs）单晶是一种重要的半导体光电子和高速高频用半导体微电子材料，在国际上其产量仅次于硅。HB工

3、艺是研究开发最早的GaAs单晶生长工艺，也是目前生产量最大的工艺，HB-GaAs单晶年产量占全世界GaAs单晶年产量的50%（20XX年全球的GaAs单晶产量约140t）。HB-GaAs单晶生长设备及生长过程涉及到物理、化学、冶金学、自动控制、机械工艺等多个学科，技术含量高，批量生产工艺难度大，日本、美国等少数厂家在上世纪八十年代前后即开始批量生产，但其所使用的生产设备、生产工艺及晶片加工技术对外严格保密。国际上HB-GaAs单晶生产以日本住友电工公司为主，其产量约占全世界产量的60%（20XX年为62%），所提供的晶片以2”，2.5”为主。2”，2.5”水平砷化镓单晶近年来大量用于红外LED

4、和高亮度LED，是目前生产量和需求量最大、增长率最快的化合物半导体器件之一。但是由于国内目前还没有生产该产品的企业，使国内企业对该产品的需求主要依赖进口，造成大量资金流向国外。本项目产品的研发工作正是在这一背景下提出并开展的。1.2技术开发状况“水平砷化镓单晶材料产业化” 2001年被原国家计委批复为国家高技术产业化示范工程项目，并于20XX年通过中国有色金属工业协会组织的科技成果鉴定，鉴定结果为：该项目的技术、产品质量达到了国际先进水平。本项目产品目前关键技术已经突破，并开始批量生产，产品已成功进入国内外市场。下一步工作中，企业计划在进一步综合优化现有工艺技术基础上，使2”HBGaAs单晶成

5、品率由现在的75%增加到85%。EPD5103cm2。使2.5”HBGaAs单晶成品率由现在的55%增加到70%，EPD5103cm2。以进一步提高产品的性价比从而增强其竞争力。1.3现有产业规模本产品20XX年通过鉴定后开始进行小规模生产，20XX年该产品销售收入达到400万元，20XX年产品销售收入达到1000万元，预计20XX年销售收入可达到1800万元，净利润达到180万元。1.4项目产品的主要用途、性能本项目产品近年来大量用于红外LED（波长800-900nm）和高亮度（High bright-HB）LED即AlGaInP/GaAs高亮度红、橙、黄色LED，是目前生产量和需求量最大、

6、增长率最快的化合物半导体器件之一。主要技术与性能指标如下：N型（掺Si）n(cm-3)：（240）1017；n(cm2/v.s)：1400；晶片直径（mm）：50.00.5，63.00.5；EPD(cm-2)：1104。P型(掺Zn)p(cm-3)：（250）1018；P(cm2/v.s)：50（50100）；晶片直径（mm）：50.00.5，63.00.5；EPD(cm-2)：1104。1.5投资的必要性本项目产品近年来大量用于红外LED和高亮度LED，市场前景非常广。但是目前国内还没有一家进行该项目产品研发生产的企业，国内企业对该产品的需求主要依赖进口，而进口产品价格昂贵，造成生产成本的提

7、高。为缓解这种局面，本公司在原有产品的基础上，组织研发人员进行了该产品研究开发工作，目前该产品技术已基本成熟，关键问题已经解决，产品于20XX年9月通过了中国有色金属工业协会组织的科技成果鉴定，鉴定结果为：该项目技术、产品质量均达到国际先进水平，同类商品国际市场占有率接近10%。随着LED在各个应用领域用量的大幅度增长，本项目产品的市场越来越广阔。为进一步满足不断增长的国内外市场对该产品的需求，本企业计划投资扩大生产规模，增加产量，提高市场占有率，实现产品产业化。 1.6预期经济效益 本项目20XX年达产，达产期年销售收入3300万元，年净利润451万元，上缴利税592万元，利税率达到31.6

8、%。 1.7本企业实施该项目的优势 技术优势：项目承担单位国瑞公司前身是北京有色金属研究总院化合物半导体材料研究室，从1958年就开始水平GaAs单晶研究，已有40多年研究开发经验，拥有一支由该领域知名专家教授及长期从事该项目研究的高工组成的研发队伍，这支队伍对该项目产品拥有绝对技术优势。该项目技术路线设计合理，关键技术已经突破，其余技术完全能够实现，项目产品目前已通过权威部门检测和鉴定，鉴定结果为国际先进。项目目前已有部分产品销售国内外，用户中包括日本住友电工公司、韩国Prowtech公司等世界知名企业和中科镓英公司等国内用户，对该产品用户一致反映良好。营销优势：公司位于廊坊市经济技术开发区

9、，拥有水平GaAs生产厂房，公司研发基地在北京有研总院。公司在水平GaAs生产技术方面处于国际先进水平，公司是国内唯一的批量生产水平GaAs晶片、GaP晶片的企业。公司成立了由具有多年水平GaAs研究开发经验的专业人员组成的销售队伍，这支队伍熟悉本项目产品各项性能指标，了解客户需求，比较利于开展工作。同时，由于本项目产品性价比高于国外同类产品，因此在国际上具有强竞争力。目前产品已经进入国际市场，被日本住友电工集团、韩国Prowtech公司等世界知名企业应用。日本住友电工集团一向对外来产品要求极为严格，本公司产品能够大量进入该集团，说明本产品极具竞争力。管理优势：我公司拥有一支素质高、业务精、专

10、业搭配合理的管理队伍，70的公司员工具有大专以上学历。管理团队知识层次高，具有高度的凝聚力、勇于开拓的创新性和丰富的管理经验。高素质的员工群体、现代科学的管理方式、可靠的质量保证体系的完美结合，使产品质量得到充分保证。公司在日常生产和管理中，注重提升员工的质量意识，在员工头脑中筑起了质量保证的长城。公司的质量控制管理体系严格按照ISO9001施行，公司已于20XX年通过该认证。公司按照建立现代企业制度的要求，制定了一整套完备的管理制度，包括人事管理制度、财务管理制度、销售管理制度、技术开发奖励制度等。实行物质奖励与精神奖励相结合，奖酬激励、人才使用激励与企业文化激励相结合，短期激励与长期激励相

11、结合的综合激励方式。自公司成立以来，凭借自身雄厚的实力和良好的管理体制，在国内外用户中树立了良好的形象。这为本项目的顺利实施提供了制度上的保障。 第二章 技术可行性分析2.1项目技术路线、工艺设备的合理性和成熟性、关键技术的先进性2.1.1项目技术路线多晶合成单晶生长晶体加工工艺流程为：6NGa+6NAs装管、脱氧封管多晶合成（约24小时）多晶清洁处理封管（余As掺杂剂、放籽晶）装入单晶炉单晶生长（78天）（熔料、接籽晶、走车生长单晶、降温、出炉）晶体测试2.1.2工艺及设备的合理性和成熟性1、自行设计的HB-GaAs单晶生长系统 本项目研发生产采用自行设计的水平砷化镓单晶生长系统，该生长系统

12、在国际上未见成型产品，本项目单位根据多年工艺、技术积累，选用精密的温控仪表（欧陆智能式温控仪）和机械传动系统（双向导轨和同步进电机带动精密丝杠组合），可保证在长达710天的单晶生长过程中温控精度0.5，炉体移动速度最低时（2.5/小时）爬行不大于4m。采用优质SiC管支撑石英反应管使石英反应管长期处于高温（1300）下时膨胀度不至影响单晶生长（反应管外径扩大不超过10）。2、石英舟的预处理技术 HB-GaAs单晶生长是在密封于石英反应管中的石英舟中进行的，因此首先要解决的是石英舟与熔体的粘舟问题。只有不粘舟才能保证单晶生长顺利，不出多晶、孪晶。生长完成后，晶体易从舟中取出（脱舟良好）；且生长的

13、晶体完整性好（EPD符合产品技术指标）。这个问题曾是困扰HB-GaAs单晶生长的一个较严重问题。很多单位曾试用过石英舟表面涂碳，“碳舟”虽可避免粘接问题，但碳易大量掺入GaAs晶体成为有害杂质，从而使晶体报废。本项目承担单位国瑞公司经多年研究、实践找到了解决“粘接”问题的良好方法，成为本公司一项独特的专有技术石英舟预处理技术,该项技术主要是在适当的溶剂中进行热处理，它可保证在长达7天的单晶连续生长中，熔体与舟不粘接，单晶生长完成后，单晶顺利脱舟。3、纵向温度分布技术 通过中高温热场的合理配置，提高晶片的纵向均匀性，有利于提高成品率。本项目所设计的水平单晶炉是一种多段式两温区炉，只有热场配置合理

14、即温度梯度合适才有可能生长出合格单晶，公司技术人员经过反复实验、比较、不断优化，设计出了合理热场，优化了温度分布，为提高单晶生长成品率、实现该工艺的产业化创造了又一个有利条件。本项目中，单晶生长采用两步法，即：先合成多晶然后再一次备料生长单晶，备好的多晶放入两温区多段加热炉中生长单晶（谓之无砷端生长技术）。两温区炉高温区温度为12401260。中温区为11201200。这种加热结构既得到所需的温度分布，又可抑制生长过程中Si的污染。Si污染是由于舟、石英管都是石英即SiO2材料、易于使Si并入熔体和单晶中。抑制Si污染的机理是：在GaAs合成和晶体生长中，高温区发生熔体中的Ga与石英反应4Ga

15、（L）+SiO2(S)=Si(S)+2Ga2O(g) (1)2Ga(L)+ SiO2(S)=SiO(g)+Ga2O(g) (2)Si(S)+SiO2(S)= 2SiO(g) (3)LSg分别表示液、固、气相。反应（1）使Si进入GaAs，反应（3）使部分Si与SiO2反应生成气相SiO逸出，二者差值，造成GaAs中Si的并入。高温区的气相Ga2O扩散到中温区发生如下反应：3 Ga2O(g)+As4(g)=Ga2O3(S)+4GaAs(S) (4)SiO(g)=SiO(S) (5)反应（4）消耗了Ga2O，使反应（1）向右继续进行，加剧了Si向GaAs中的并入。反应（4）与温度关系密切，如将温度升到1100以上，反应（4）基本停止，从而可抑制反应（1）向右方进行：故将该温区温度维持在1120以上。我们对多段炉的设计，各段炉温的单独控制及其协调”配合”控制也进行了反复实验研究并不断进行了优化，对提高单晶生长