锗硅集成电路芯片生产线项目可行性研究报告.doc

SiGe 集成电路芯片生产线项目 1 6 0 35 m SiGe 锗硅 集成电路芯片生产线项目 可可行行性性研研究究报报告告 第一章第一章 总论总论 1 1 项目名称与通信地址 项目名称 6 0 35 m SiGe 锗硅 集成电路芯片生产线项 目 承办单位 深圳市XX实业有限公司 法人代表 项目负责人 通信地址 邮政编码 传 真 电 话 1 21 2 内容提要内容提要 由深圳市XX实业有限公司 以下简称XX公司 作为中方投资 公司与XXXXX 亚洲 集团有限公司 以下简称XXXXX公司 在 深圳合资组建一家合资企业 共同投资兴建6 0 35 m SiGe 锗 硅 集成电路芯片生产线项目 主要产品包括SiGe芯片和普通Si功 率MOS器件芯片 形成月投片量5000片的生产能力 项目总体规划分两期建设 一期工程初期实现6 SiGe HBT和 SiGeVCO芯片共计5000片 月的生产能力 本项目 根据产品市场 的发展和需求情况最终可形成20000片 月的生产能力 二期工程兴 SiGe 集成电路芯片生产线项目 2 建8 生产线 实现月产8 SiGe芯片20000片 一期工程规划用地116000 m2 包括研发中心用地20000 m2 二 期工程规划用地84000 m2 总用地200000 m2 本项目总投资 建设投资 2998 9万美元 注册资金1500万美 元 XX公司占合资公司总股本的60 XXXXX公司占合资公司总 股本的40 项目总投资中注册资金以外的部分 1498 9万美元 将 以合资公司名义向境内或境外金融机构贷款解决 本项目用地由深圳市政府免费提供 一期工程用地位于深圳市 宝龙工业园区 用地面积96200 m2 研发中心用地19800 m2 位于深 圳市高新技术产业园区 规划建筑包括生产厂房 FAB1和FAB2 动力厂房 综合楼 多功能中心 专家楼 倒班宿舍 化学品库 气站等 本项目 5000片 新建其中的生产厂房 FAB1 动力厂 房和倒班宿舍 合计新建面积26600 m2 其它建筑和子项根据生产 规模的扩大实行分步实施 生产厂房 FAB1 按月投片20000的规 模建设 洁净室和相配套的生产动力设施按5000片规模配置 预计本项目达产年销售收入9633 82万美元 利润2848 96万美元 项目内部收益率57 26 投资回收期3 23年 1 31 3 项目建设的必要性和有利条件项目建设的必要性和有利条件 1 3 1项目意义 本项目旨在建立一条 6 0 35 m SiGe 集成电路芯片生产线 该 生产线同 Si 集成电路具有兼容性 因此该生产线除了可以生产 SiGe 器件以外 也可以根据市场需求生产其它 Si 器件 本项目在投产初 期 由于考虑到 SiGe 器件市场有一个发展过程 因而安排一定的生 产量生产有用户需求的功率 MOS 器件 这样项目既考虑到一步就迈 上了生产当前国际上先进的高频 SiGe 器件 为进一步发展这一类器 件抢占更大的市场奠定基础 同时又能保证生产线的产量能达到饱 SiGe 集成电路芯片生产线项目 3 和值 并为企业带来更大的效益 本项目的建立具有如下意义 1 填补国内 SiGe 高频器件生产的空白 推动我国 SiGe 集成 电路生产赶上国际先进水平 SiGe 高频器件是一种利用硅基片及能带工程的新型异质结双极 器件 由于具有优良的高频特性同时又具有价格低廉以及同硅集成 电路兼容集成的优点 因而深受各国重视 尽管 1987 年第一只 SiGe HBT 诞生 并经历了十几年的研究及发展 但一直到 1998 年真正的 SiGe 产品才问世 本项目利用韩国合资方 XXXXX 公司掌握的先进 SiGe 器件及电 路工艺技术生产的 SiGe 器件及集成电路 使我国能在最短的时间内 填补这种器件及电路的空白 推动我国 SiGe 集成电路生产赶上国际 先进水平 2 满足我国高频应用领域的需求 促进相关应用领域的发展 随着我国光纤通信 航天科技及军事科技的迅速发展 对高频 电路不仅在数量上有更多的要求 而且希望电路满足低成本 小体 积及能同硅电路兼容集成 从而构成系统集成芯片 SiGe 技术正好 满足这些要求 因而建立 6 英寸 0 35 m SiGe 集成电路生产线 能 扭转我国目前高频电路主要依赖 GaAs 器件及大部分靠进口的状态 从而促进我国相关应用领域的发展 3 拓宽我国微电子产品的领域 形成我国 SiGe 集成电路生 产及研发基地 多年来我国微电子工业的发展缓慢 尽管截止 2000 年我国已共 有 25 条微电子生产线 但除了上海华虹 NEC 的 8 英寸 0 25 m 产 品刚进入当代国际硅主流技术水平以外 其它生产线以生产低中档 产品为主 近年来我国微电子工业发展速度有所加快 特别上海 中心国际 及 宏力 8 英寸 0 25 生产线的建立 扩充了我国集 SiGe 集成电路芯片生产线项目 4 成电路的生产能力 提高了我国集成电路的产品水平 但是上述所 有微电子生产线均未考虑 SiGe 器件的生产 因此本项目 SiGe 集成 电路生产线的建立 可以拓宽我国微电子产品的领域 本项目第二 期工程拟升级成 8 英寸加工线 并将建立 SiGe 集成电路研究及发展 中心 最终形成我国 SiGe 集成电路生产及研发基地 4 带动我国高频电路及系统集成芯片设计行业的发展 多年来我国从事高频电路设计的科技人员均以 GaAs 器件为主 要对象 原因是缺乏新的高频器件 本项目 SiGe 器件生产线的建立 为建立 SiGe 高频电路及系统集成芯片设计平台提供了一个验证及保 证的条件 从而带动我国高频电路及系统集成芯片设计行业的发展 5 推动深圳市电子信息产业的进一步发展 电子及通信设备制造业是深圳工业的主导行业 但是深圳市的 微电子工业由于起步较晚相对落后 据统计2000年深圳直接使用的 集成电路50亿美元中 90 依靠进口 在高频应用的电路中 由于 采购困难更限制了相关电子产品的发展 本项目利用少量投资 购 置以翻新设备为主的6英寸0 35 m设备 建立一条相对水平较高的 SiGe集成电路生产线 不仅具有很好的经济意义 而且能缓解上述 矛盾 并推动深圳市电子信息产业的发展 1 3 2项目建设的有利条件 1 深圳具有建设高技术集成电路芯片项目的良好环境 深圳与上海 北京一样 是国内最有条件发展集成电路芯片制 造业的城市之一 深圳市为加速和鼓励发展集成电路芯片制造业 配合国务院18号文精神 对该项目提出了包括地租 贴息贷款和水 电价格等多项优惠政策 为本项目的实施创造了有利条件 深圳及周边珠江三角洲地区是国内集成电路主要的集散地之一 SiGe 集成电路芯片生产线项目 5 华南地区集成电路消耗量占国内的一半以上 同时也是中国最大的 光通讯 无线通讯 网络设备生产开发中心 占据中国该类产品生 产的70 以上 2000年中国电子信息百强前30名中有超过1 3在深圳 及其附近地区 包括华为 中兴 康佳 德塞 长城等 这些大公 司使用大量集成电路 使得广东的电路进口数量占全国的60 70 项目具有良好的投资环境和市场环境 此外 深圳作为中国最年轻和最具活力的国际化大都市 毗邻 香港 利用靠近香港 交通便利的地理优势 容易吸引优秀的国际 人才 产品可方便地面向海外市场 2 本项目合作方XXXXX公司充分提供工艺技术 人员培训 工艺设备维护以及具有丰富经验的集成电路生产管理技术团队支持 目前XXXXX公司董事长吴之植先生是韩国电子部品研究院研究 员 担任深港韩国电子商会会长 该会成员多达100多家 本项目 韩国方面组织了具有国际大公司背景和6 8 生产线建设与运营 经验的技术团队 团队成员分别具有IBM公司 AMD公司 三星电 子 现代半导体公司 韩国电子部品研究院 KETI 和韩国电子通 讯研究院 ETKI 等国际大公司或知名院所的工作背景和经历 这 为本项目实施提供了强有力的保障 3 本项目生产线建设的一大特点是采用与技术引进相结合的整 条线成套设备引进的方式 这使得相应的服务 维修及备件供应有 保障 这对本项目生产线能够长期稳定 可靠的运行极为重要 对 本项目实施极为有利 1 41 4 可行性研究报告编制依据可行性研究报告编制依据 1 4 1 国务院 2000 年 鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策 国发 2000 18 号文 以及 2001 年 国务院办公厅关于进 一步完善软件产业和集成电路产业发展政策有关问题的复函 SiGe 集成电路芯片生产线项目 6 政策规定鼓励发展集成电路产业 并提出多项优惠政策 1 4 2 国家发展计划委员会和科学技术部 1999 年 7 月颁发的 当前优 先发展的高技术产业化重点领域指南 第 34 条规定 集成电 路是信息化产业发展的基础 集成电路产业包括电路设计 芯 片制造 电路封装 测试等 需重点发展 1 4 3 外商投资产业指导目录 2002 年版 3 20 4 条鼓励 集成电路 设计与线宽 0 35 微米及以下大规模集成电路生产 1 4 4 深圳市 XX 实业有限公司与 XXXXX 亚洲 集团有限公司关于 在深圳市成立合资公司的协议书 1 4 5 深圳市政府关于建设超大规模集成电路生产项目优惠政策的相 关文件 1 4 6 深圳市XX实业有限公司和XXXXX公司提供的基础资料 1 4 7 信息产业电子第十一设计研究院基础资料 1 4 8 深圳市 XX 实业有限公司委托深圳市 xx 咨询有限公司编制该项 目可行性研究报告的协议 1 51 5 研究结果研究结果 1 5 1 主要技术经济指标 本项目主要技术经济指标见表 1 2 表1 2 主要技术经济指标 序号名 称单 位 数 据备注 生产规模片 月5000达产年 6 SiGe HBT芯片 片 月1500达产年1 6 SiGe VCO芯片 片 月3500达产年 2年销售收入万美元9633 82达产年平均 3固定资产总投资万美元2998 90 4职工人员人104 SiGe 集成电路芯片生产线项目 7 序号名 称单 位 数 据备注 5用地面积m2200000其中一期116000 6新建建筑面积m226600 7新增生产设备 仪器数量台 套 51 8变压器装设容量 KVA5000 9自来水消耗量t d2460 主要动力消耗 工艺循环冷却水消耗用量m3 h150 氮气 GN2 消耗量m3 h450 工艺氮气 PN2 消耗量m3 h200 工艺氧气 PO2 消耗量m3 h9 工艺氢气 PH2 消耗量m3 h4 工艺氩气 Ar 消耗量m3 h4 压缩空气 CDA 消耗量m3 h520 高纯水系统m3 d600 10 冷冻水 CHW KW4600 11达产年利润万美元2848 96 12销售税金及附加万美元317 92 13总投资回收期年3 23含建设期 14财务内部收益率 57 26税后 15总投资利润率 67 70 16销售利润率 29 57 17盈亏平衡点 38 88生产能力计算 18贷款偿还期年2 36含建设期 1 5 2 研究结论 该项目是6 0 35 m SiGe集成电路芯片生产线项目 SiGe HBT是一种新型的超高频半导体器件 近年来已成为集成电路 技术发展的一个热点 得到了日益广泛的应用 产品方向符合 国家产业导向 是国家高新技术产业目录指导发展产品和国家 SiGe 集成电路芯片生产线项目 8 2002年度鼓励外商投资产品 本项目的实施对填补我国SiGe高频器件生产的空白 推动我国 SiGe集成电路生产赶上国际先进水平具有重要意义 目前SiGe产品种类不多 生产量也少 但从其应用用途分析 一般推测其未来发展空间甚大 根据ITIS及IC Insight資料 SiGe半导体1999年市场规模约为0 25亿美元 预测至2004年将 有9亿美元的市值 年平均增长104 产品具有广阔的市场前 景 SiGe 集成电路的市场虽然发展十分迅速 但对本项目而言仍有 一个逐步开拓的过程 因此 本项目确定的生产规模 月投 5000 片 是合适的 同时为进一步减小市场风险 本项目考虑在投产初期 利用生 产线的部分生产能力 进行工艺兼容 市场成熟的硅MOS功率 器件与集成电路的生产 项目初期产品是采取定向委托加工方 式 产品市场有保障 本项目设备配置采用翻新设备 以很低的投资建立起一条有一 定规模的6英寸锗硅生产线 产品技术含量高 同时减少了投资 风险 降低运营成本和费用 根据XX公司与XXXXX公司签订的合资协议 生产技术由 XXXXX公司负责提供 并作为韩方的技术入股 项目实施具有 技术保障 XXXXX公司组织了具有国际大公司背景和6 8 生产线建设 与运营经验的技术团队 团队成员分别有IBM AMD 三星电 子 现代公司 韩国电子部品研究院和韩国电子通讯研究院等 国际大公司或知名院所的工作背景 是本项目建设运营的有力 支撑 该项目投资回收期3 23年 财务内部收益率57 26 总投资利 SiGe 集成电路芯片生产线项目 9 润率67 70 销售利润率29 57 盈亏平衡点38 88 项目具 有良好的投资效益和抗风险能力 综上所述 项目建设是可行的 SiGe 集成电路芯片生产线项目 10 第二章第二章 投资方简介投资方简介 2 12 1深圳市深圳市XXXX实业有限公司实业有限公司 2 1 1 公司概况 深圳市 XX 实业有限公司是于 2000 年 12 月 29 日成立的有限责 任公司 公司注册资本为 10800 万元 本公司的股东为中国高科集 团股份有限公司 以下简称 中国高科 和上海高科联合生物技术研发 有限公司 以下简称 高科生物 中国高科占本公司注册资本的 68 125 高科生物占 31 875 公司的经营范围是 兴办实业 电 子通讯产品及智能系统等相关产品的技术开发 销售 国内商业 物资供销业 经营进出口业务 2002 年 公司实现主营收入 11 6 亿 元 实现净利润 3600 万元 目前 公司的总资产已超过 5 亿元人民 币 净资产为 1 6 亿元人民币 2 1 2 股东背景 中国高科是由国内众多知名高校共同发起设立并于 1996 年 7 月 在上海证券交易所上市的股份有限公司 证券代码为 600730 2001 年底 中国高科注册资本 17460 万元 总资产达 135554 万元 净资 产 37015 万元 高科生物是由中国高科控股的有限责任公司 中国 高科占 56 7 公司的注册资本为人民币 15000 万元 主要从事新 型生物化学药物系列 新型药物制剂 基因工程药物 新型卫生材 料等新型药品的研发 新药项目的技术转让 2 1 3 下属企业介绍 XX 公司自成立以来 在中国高科的支持下 积极进行资本运作 截止 2002 年底 公司控股和参股的企业已达 7 家 他们分别是深圳 市高科智能系统有限公司 占注册资本的 51 深圳仁锐实业有限 公司 占注册资本的 75 深圳市高科新世纪贸易有限公司 占注 册资本的 65 深圳市高科通讯电子有限公司 占注册资本的 40 SiGe 集成电路芯片生产线项目 11 深圳市华动飞天网络技术开发有限公司 占注册资本的 32 深圳 市金开利环境科技有限公司 占注册资本的 60 深圳市星伦网络 科技有限公司 占注册资本的 84 2 22 2XXXXXXXXXX 亚洲 集团有限公司 亚洲 集团有限公司 Xxxxx Asia Holdings Co Ltd 于 2000 年 12 月 22 日在香港 注册成立 注册地址 FLAT RM N 9 F INTERNATIONAL INDUSTRIAL CTR 2 8 KWEI TEI STREET FO TAN SHA TIN HK 公司一直致力于电子通信领域的发展 并与韩国电子部品研究 院 KETI 韩国电子通信研究院 ETRI NEXSO等研究机构 公 司进行了多方面的合作 2002 年 5 月 公司与韩国电子部品研究院 KETI 签署了 中 国技术合作战略伙伴 协议 内容涉及OLED驱动芯片 OLED panel 无机EL制造技术 LOCOS驱动芯片等 目前 于 2003 年 1 月 16 日在与韩国SoC风险企业 e MDT Wisdom 和韩国电子部品研究院 KETI 业共同投资成立 深圳华韩集成电路科技有限公司 2002 年 6 月 在深圳投资注册了以利亚电子科技 深圳 有限 公司 主要从事OLED有机电致发光材料 屏板 panel 驱动IC 批量生产生产工艺流程及设备的高科技公司 并与韩国电子部品研 究院 KETI 建立了OLED的技术合作关系 2003 年 1 月 2 日与韩国电子通讯研究院 ETRI 签署了 SiGe 技术转移合同 技术内容涉及SiGe HBT工艺 SiGe集成电路制造 等有关的技术专利 100 多项 公司将继续在半导体 芯片设计等领域发展 并将韩国的先进 技术继续引进到中国 与本地的技术融合 愿成为中 韩技术交流 的一个桥梁 SiGe 集成电路芯片生产线项目 12 第三章第三章 该产业国内外发展情况该产业国内外发展情况 3 13 1 产品主要应用领域和意义产品主要应用领域和意义 项目主要产品 SiGe 器件的特点是利用廉价的硅基片同硅集成电 路兼容的加工工艺生产新型的高频器件及电路 器件和电路产品的 应用目前主要集中在 2GHz 到 10 GHz 的范围内 并可能扩展到 40GHz 以上 图 3 1 示出 SiGe 器件的可能应用范围 图 3 1 SiGe 器件应用范围 如果将其应用具体化 至少可以举出以下一些射频应用领域的 例子 蜂窝电话和 PCS 电话 接收器用低噪声放大器 GSM DCS PCS CDMA 发送器用功率放大器 GSM PCS CDMA AHPS 压控振荡器 每个发送 接收装置的基本部件 廉价的 2 4GHz 碰撞报警雷达系统 1GHz 以上的单片无线话音和数据电话系统 SiGe 集成电路芯片生产线项目 13 数据采集 直接 基带无线接收器和信号合成专用高速模数 转换和数模转换器 廉价高可靠的全球定位 GPS 接收器 互动式电视 早期高频无线应用的电路例如混频器 调制解调器和压控振荡 器等都是用硅双极技术设计的 同时功率放大器和低噪声放大器等 前端电路主要用 GaAs 技术设计 随着应用要求的频率提高 硅双 极器件已力不从心 因而 GaAs 便逐渐成为高频应用的主流 这主 要是因为 GaAs 材料具有高的电子迁移率及快的漂移速度 因而适 用于制作高频器件 但是 GaAs 存在诸多缺点 例如 GaAs 单晶材料 制备工艺复杂因而价格昂贵 GaAs 材料的机械强度低 晶片易碎尺 寸做不大 GaAs 的热导率低因而散热不良 GaAs 器件工艺同硅器 件工艺不具有兼容性等 这些缺点限制了 GaAs 器件的发展 特别 限制了器件的大规模生产 具有优良特性的 SiGe 技术 见表 3 1 正在扫除上述障碍 并 有可能开发出一种集成的高频无线电路 例如可以将压控振荡器 功率放大器及低频噪声放大器集成在一起 构成完整的无线前端产 品 除此以外 SiGe 技术可以将 BiCMOS 电路集成在一起 形成速 度 功耗 性能 集成度和成本最佳组合的系统集成芯片 从而完 成更加复杂的功能 这样的芯片可直接用于先进的无线通信产品中 例如用于第二代 第三代手机及宽带局域网 WLAN 中 毫不夸 张 SiGe 器件的应用及开发 将使微电子学在通信领域中参数一次 新的飞跃 具有十分重要的意义 SiGe 集成电路芯片生产线项目 14 表 3 1 Si 器件 SiGe HBT 和 GaAs HBT 特性的比较 器件fT GHz 室温增益低温增益 同 Si 工艺 兼容性 规模生产性芯片成本 目前工艺 水平 m Si60中下降易低0 09 SiGe210高上升好易中0 18 GaAs160低上升劣一般高0 25 注 SiGe HBT 的 fT据报道已达 360GHz 本项目投产的初期以生产 SiGe HBT 及压控振荡器 VCO 为 主 它是 SiGe 的基础产品同时又是有广阔市场的产品 它将为今后 扩展其它 SiGe 集成电路的生产铺平道路 本项目加工的功率 MOS 器件是硅器件中广泛应用的产品 国际 上由于产业调整加工有逐渐移向我国的趋势 例如日本 Global Foundry 公司在我国曾同一些 4 生产线合作过该器件生产 但由于 生产效率偏低未能成功 这次该公司作为本项目韩方股东 在项目 投产的前两年将安排约 4000 片 月的生产量生产功率 MOS 器件 这 对项目建立的生产线迅速达产及提高经济效益起到保证作用 同时 作为补充我国及深圳地区微电子产业也将作出贡献 3 23 2 国际 国内技术水平发展情况国际 国内技术水平发展情况 SiGe HBT 从材料外延开始到商业生产经历了近 20 年左右发展 的道路 表 2 列出了 1982 年开始研究低温 UHV CVD 外延 SiGe 材 料工艺 到 1998 年第一代 SiGe 产品问世的主要发展历程 SiGe 集成电路芯片生产线项目 15 表 3 2 SiGe HBT 的主要发展历程 时间发展内容 1982开始研究低温 UHV CVD 工艺 1986UHV CVD 外延 Si 成功 1987第一个 SiGe HBT 制作成功 采用 HBE 方法外延 1990fT 75GHz 1993fT 100GHz 1995fmax 160GHz 1998第一代 SiGe 产品问世 LNA 低噪声放大器 由于 SiGe HBT 的工艺同 Si 工艺具有兼容性 因此在材料研究 取得突破以后 其器件及电路的水平迅速提高 表 3 3 列出了截止 2000 年 SiGe HBT 的器件研究水平 表 3 3 SiGe HBT 的研究水平 器件结构SiGe 生长方法 增益 发射极面积 m2 fT fmax GHz 实验室 双台面MBE9 200 2 0 8 8 30 160Dailer Benz 双多晶自对准UHV CVD113 0 8 2 5 48 69IBM 双多晶自对准UHV CVD45000 0 3 9 55 154 Hitachi 双多晶自对准UHV CVD300 0 2 1 76 180Hitachi 近年来器件水平又有很大提高 最近报导的 SiGe HBT fT达 360GHz SiGe 器件商业生产水平的 fT和 fmax分别在 30GHz 和 60GHz 左右 采用的工艺水平为 1 0 5 m 工艺 商业上主要用 SiGe 技术生产低噪声放大器 LNA 压控振荡器 CVCO 等电路 除此以外 利用 SiGe HBT 同 CMOS 工艺兼容集成的水平在不断提 高 利用 SiGe BiCMOS 工艺已试制出集成 180 万晶体管道 ASIC 芯 片 作为例子表 3 4 列出无线通信用 SiGe LNA 的水平 表 3 5 列出 SiGe 集成电路芯片生产线项目 16 一些具有代表性的 SiGe HBT 集成电路 表 3 4 无线通信用 SiGe LNA 的水平 性能TEMICMAXIMInfinonRFMOconexant 工作频率 GHz 1 81 91 81 91 9 工作电压 V 34253 电流 A 103 558 噪声系数 dB 1 81 30 651 51 7 增益2014 42114 表 3 5 有代表性的 SiGe HBT 集成电路 电路性能时间 公司 DAC12 位 1 2GHz 750mW1994 IBM 分频器8 分频 50GHz1998 Hitachi 单片 VCO17GHz 110dBc Hz1997 IBM 5 5GHz LNA VCO LNA 14 1dB 增益 2 4dB 噪声系数 VCO 15 调谐范围 在 100KHz 偏移时噪声比 90dBc Hz 1998 IBM 多路复用器2 1 40Gb s1998 Hitachi 多路分解器1 2 60Gb s1997 Siemens 前置放大器 带宽 2 5GHz 输出阻抗 43 功耗 17mW 2003 ETRI SiGe 器件的技术虽然发展迅速 但主要掌握在国际上少数公司 手中 特别是生产技术掌握在少数像 IBM 等这样的大公司手中 近 几年韩国 ETRI 等公司加强了 SiGe 技术研究 发展了较为成熟的 SiGe HBT 及其电路的生产技术 SiGe 集成电路芯片生产线项目 17 国内近几年对 SiGe 技术的研究也较为重视 但研究主要集中在 少数高校及研究所 主要研究内容为 SiGe 外延材料及 HBT 的制作 研究项目主要来自于市级和国家自然基金以及像 863 这样的攻关 项目 一般研究经费不多 制约了其技术的发展 国内 SiGe 材料的 研究尚未达到规模生产水平 SiGe 器件则达到了一定的研究水平 有代表性的器件是清华大学的 SiGe HBT 其主要器件参数如下 BVBEO 5 6V BVCBO 11 2V BVCEO 6 5V B 结漏电电流 2A m2 fT 12 5GHz 100 用 80 2 m 20 m 的 SiGe HBT 制作的 AB 类放大器 其 VCE 3V f 836MHz Pout 27dBm 时达到最大 PAE 为 34 其 1dB 压缩点输出功率约为 23 2dBm PAE 17 可以看出国内 SiGe 器件虽然达到了一定的水平 相对来讲仍比 较落后 特别尚未掌握规模生产技术 有待进一步研究及发展 关于功率 MOS 器件 从工艺上来说已相对成熟 作为分立器件 0 35 0 5 m 的加工水平已能满足 采用英寸片加工功率 MOS 器件 也是适当的选择 另一方面 MOS 功率器件的一个发展方向是将控制 电路集成在一起的 功率智能集成 芯片 有了功率 MOS 技术基础 生产线可以根据市场需要进行考虑 3 33 3 产品国际产品国际 国内市场发展情况国内市场发展情况 本项目的主要产品是加工 SiGe HBT 及相关集成电路 如射频 压控振荡器等 这些电路是 SiGe 技术最适合生产的产品 并且它们 目前在国际上市场发展情况良好 SiGe 产品 1999 年才开始有售 当年的销售额仅为 370 万美元 但是发展迅速 2000 年很快上升至 1 36 亿美元 据分析 SiGe 集成 电路至少可以占领移动手机宽带集成电路的 36 市场 随着 SiGe 集 成电路生产能力的提高 销售量将不断扩大 在中频 比特率达 10Gb s 的市场中会不断取代 Si 和 GaAs 产品 表 3 6 列出韩国 ETRI SiGe 集成电路芯片生产线项目 18 给出的 SiGe 射频集成电路市场状况 表 3 7 列出韩国 ETRI 给出的 世界手机市场销量预测情况 表 3 6 SiGe 射频集成电路市场预测 应用领域电路频率年度世界市场额度 Cellular 蜂窝电话0 8 1 5GHz目前39 75 亿美元 PCS 个人通信系统1 8 GHz目前39 75 亿美元 GMPCS 全球移动个 人通信系统 1 4 1 6 GHz2005 年1 34 亿美元 GPS 全球定位系统1 5 GHz目前5 84 亿美元 WLAN 宽带局域网2 4 5 8 GHz目前9 50 5 00 亿美元 DSRC 远程空间无线 中心 5 8 GHz2005 年8 00 亿美元 DBS 卫星直播系统12 14 GHz目前2 4 亿美元 SONET 同步光纤网10 40 Gbps目前98 8 亿美元 表 3 7 世界手机市场销量预测 单位 千部 百万美元 地区2002200320042005 非洲 9093 3 1467 2 9185 2 1300 8 9591 9 1201 3 9925 5 1177 7 亚洲 太平洋 日本 163173 3 335 10 8 184312 9 376 71 2 196333 0 390 48 1 223304 4 433 14 8 西欧 111722 8 248 11 5 114884 2 227 51 6 118892 2 214 19 9 120537 1 209 94 9 欧 洲中欧及东 欧 21517 1 4471 3 22024 7 3974 8 22762 3 3646 6 23603 2 3581 1 中美及南 美 94647 8 1853 6 6 104048 3 180 93 4 110909 3 180 93 4 117044 1 183 75 9 美 洲 北美 32154 2 6257 1 35952 1 5932 1 38622 3 5712 0 40400 9 5615 0 中东 8584 3 1719 9 9646 8 1788 1 10145 0 1691 1 10549 2 1636 2 总计 440892 7 907 74 3 480054 1 919 30 4 507254 9 90811 7 545368 5 94695 5 SiGe 集成电路芯片生产线项目 19 我国国内高频器件芯片需求量随着无线通信市场的发展 从 90 年代末期至今呈爆炸式的增长 特别移动通信业务 我国已成为世 界上发展最快的国家 2002 年移动电话用户已超过 2 亿 新增用户 5000 多万 手机用户总量已超过美国跃居世界第一 今年还将保持 6000 万支的需求量 预计 2005 年 中国手机拥有量将达到 3 5 亿部 国内手机厂商众多 目前都力图开发自己的品牌 在手机无线集成 电路方面也在积极寻找合作伙伴 除此以外 随着我国计算机的逐渐普及及局域网和卫星定位等 无线通信的发展 估计高频芯片使用量在未来的五年内会成倍增长 这些均为 SiGe 器件在我国提供了广阔的市场 功率 MOS 器件仍然是世界微电子的热门产品之一 因为它们广 泛用于节能 汽车电子 电源管理及很多相关的电子产品中 因此 世界功率 MOS 器件的市场是旺盛的 据报导 2002 年世界 MOSEFT 产值为 63 亿美元 预计 2003 年为 72 亿美元 2004 年上升为 81 亿 美元 而 2005 年则达到 93 亿美元 我国功率 MOS 器件的需求量在 2000 年已达 2 3 亿只 每年以 15 的速度增长 市场前景也相当看好 3 43 4 产业的国内外发展形势产业的国内外发展形势 SiGe 器件的商品化历史尚短 产业化的规模还要依赖于应用的 开发 由于 SiGe 器件的优良特性 低价格以及同 Si 集成电路的兼 容性 会有越来越多的应用领域接受它们 目前 SiGe 器件使用最多 的领域是 SONET 及无线电话 它们是首先带动 SiGe 器件产业发展 的动力 1999 年宽带 SONET SOH WDM 用的集成电路约为 8 亿美元 2000 年则增加至 10 亿美元 SiGe 产品由于 1999 年刚入世 其销售 量为 100 万美元 至 2000 年上升至 4000 万美元 规模扩大 SiGe 集成电路芯片生产线项目 20 在无线通信领域中以手机为例 尽管目前尚不知道 SiGe 产品已 用于手机的具体数量 但是据分析 SiGe 集成电路至少可占领该产品 的 36 以上的市场 随着 SiGe 集成电路的生产规模扩大 这一比例 还会增加 目前涉足 SiGe 集成电路生产的厂商有 20 多家 表 3 8 给出有代表性的厂商产品门类及评价 表 3 8 有代表性的厂商 SiGe 产品门类及评价 公司SiGe 产品门类评价 IBM无线 通信 网络传输 技术广泛的创新者 拥 有大量的 IP SiGe 代工 SiGe 技术专利许可证 SiGe Micro systemPA 蓝牙 LNA 分频器 提供提供 SiGe 专门工艺 采用外部代工 Maxim Integrated Products 无线 蜂窝 PCS GPS 2 4GHz LNA 混频器 同 SiGe Micro system 结 成同盟 ETRI 南韩 SiGe HBT VCO LNA 0 5 m 工艺 器件特性 优于 IBM 产品 拥有大 量专利 采用外部代工 国内目前仅有研究成果 尚不具备产业化条件 从现有的国内 硅生产线来看 尚未听说有进行 SiGe 器件生产的可行计划 因此本 项目生产线的建立将是国内 SiGe 器件产业化的开始 关于功率 MOS 晶体管 国际上多年来其市场为少数大公司 如 Motorola 等所垄断 近年来也有很多小公司参与竞争 但是随着微 电子工业的发展 大公司为了建立 12 英寸大线 对小线进行削减 目前我国大约有十个单位从事功率 MOS 相关的器件加工 但是大部 分单位均停留在 3 英寸及 4 英寸片加工水平上 这大大影响了生产 效率及经济效益 将功率 MOS 器件转向 6 英寸线进行生产是一个方 向 这些均为本项目生产线的代工提供了机遇 SiGe 集成电路芯片生产线项目 21 第四章第四章 产品大纲及可占领市场分析产品大纲及可占领市场分析 4 14 1 产品大纲产品大纲 本项目建立的生产线生产能力为每月加工 5000 只 6 英寸晶圆片 在投产初期因 SiGe 器件的市场有一个发展的过程 因此分配 350 1600 片用于生产 SiGe 器件 其余片子用于加工有市场保证的 其它硅集成电路 目前主要代加工日本 Global Foundry 公司 也是 韩方合资公司的股东 的功率 MOS 器件 见委托意向书 具体产 品大纲按产品门类 特点 应用及生产模式列于表 4 1 表 4 1 产品大纲 产品门类特点应用生产模式 SiGe HBT 异质 结双极晶体管 采用 0 5 m 线宽 SiGe 外延基区 fT 50GHz 芯片尺 寸 0 32 0 32mm2 射频集成电路代加工 6 英 寸晶圆片 SiGe VCO 压控 振荡器 SiGe HBT 及无源元 件单片集成 带宽 1 794 1 910GHz 芯片尺寸 1 249 1 646mm2 用于无线手机及宽带 局域网等 代加工 6 英 寸晶圆片 功率 MOS 器件采用外延硅衬底片 以及 VDMOS 和 LDMOS 结构 用于节能 汽车电子 电源变换器等 代加工 6 英 寸晶圆片 4 24 2 产品简介产品简介 4 2 1 SiGe HBT 图 4 1 示出 SiGe HBT 的结构 采用低价格及高成品率达减压 CVD 工艺制备 SiGe 外延层 同时利用自对准 Ti 自对准硅化物 TiSi2 形成本征基区 发射极和集电极 工艺同 CMOS 兼容 共 用掩模 17 块 芯片面积为 0 32 0 32mm2 SiGe 集成电路芯片生产线项目 22 图 4 1 SiGe HBT 的结构 4 2 2 SiGe 压控振荡器 VCO 图 4 2 示出 SiGe 压控振荡器结构 器件特点是将电感 电容及 电阻等无源元件同 SiGe HBT 集成在一个芯片上 芯片面积仅为 1 249 1 646mm2 其中采用基区多晶制作高值电阻 采用发射极多 晶制作中值电阻 利用二层金属制作电感 电感量在 7 9GHz 和 2 6GHz 范围为 1 0H MIH 电容值在 5 8GHz 范围为 0 845F m2 Q 15 1PF SiGe 集成电路芯片生产线项目 23 图 4 2 SiGe 压控振荡器结构 4 2 3 功率 MOS 器件 功率 MOS 器件采用二种器件结构 即 VDMOS 纵向双扩散 MOS 及 LDMOS 横向扩散 MOS 其结构示于图 4 3 这二种器 件均在外延硅衬底片上采用多晶硅栅离子注入 扩散 推进工艺完 成 工艺流程同通常 MOS 器件类似 图 4 3 功率 MOS 器件的二种结构 4 34 3 投产计划投产计划 表 4 2 给出投产后 5 年内的投产计划 其中月产量及年产量均以 6 英寸晶圆片为单位 月产量满产为 5000 片 6 英寸晶圆片 表 4 2 投产计划表 单位 6 英寸晶圆片 第 1 年第 2 年第 3 年第 4 年第 5 年 产品 月产 量 年产 量 月产 量 年产 量 月产 量 年产 量 月产 量 年产 量 月产 量 年产 量 SiGe HBT 35042007509000150018000150018000150018000 SiGe VCO 35042007509000350042000350042000350042000 功率 MOS 430051600350042000000000 总计 500060000500060000500060000500060000500060000 SiGe 集成电路芯片生产线项目 24 4 44 4 可占领市场分析可占领市场分析 按 2004 年的年产量举例估算 假设每个 6 晶圆片芯片成品率为 75 封装成品率为 85 则最终可得年产 SiGe HBT 产品 4 6 亿只 SiGe VCO 产品 2301 万只 如果产品用于手机 并且每个手机用 2 只 SiGe HBT 及一只 SiGe VCO 由于 2004 年预计世界总手机需求 量约为 5 亿部 因此本项目产品 SiGe VCO 可占领大约 4 6 的市场 份额 但由于本项目 SiGe VCO 产品还可以用于其它无线领域 因 此其实际世界市场可能比 4 6 大很多 该产品的销售应无问题 至 于 SiGe HBT 由于其应用市场更为广泛 尽管生产数量较大但需求 量也更大 其销售也不会存在大的困难 此外功率 MOS 器件全部由合资韩方公司股东日本 Global Foundry 公司委托 2004 年世界功率 MOS 器件市场预测约为 40 亿 美元 Global Foundry 生产量约为世界份额的 1 本项目的加工量 只是该公司加工量的一部分 因此销售不存在问题 SiGe 集成电路芯片生产线项目 25 第五章第五章 生产技术与生产协作生产技术与生产协作 5 1 生产工艺流程生产工艺流程 图5 1 产品生产工艺流程图 5 25 2 主要技术及来源主要技术及来源 5 2 1 主要生产技术 SiGe HBT 异质结晶体管 和 RFIC 射频集成电路 生产工 艺技术 主要包括 1 SiGe HBT 工艺 2 电感 电阻 电容 LRC 和变电容二极管 Varactor 的制造工艺 3 RFIC 成套工艺 包括 PCM 工艺监控图形 方法等 4 直流与射频测试分析与参数模拟 5 SiGe 集成电路制造有关的单项工艺 包括 SiGe 外延 钛硅化物自对准工艺 Ti Salicidation 隔离工艺等 小功率 SiGe HBT 和一种 SiGe 射频集成电路 VCO 压控振荡 Si 片 集成电极外延生长 集电极注入 局部氧化 插塞注入 基区外延生长 基区限定刻蚀 低温氧化物沉积 发射极开孔 IDP 发射极沉积 侧墙 Ti 自对准硅化物 第一层 金属化 第二层 金属化 压点 磨片 背压金属片 后步工艺 SiGe 集成电路芯片生产线项目 26 器 两类产品技术 包括产品工艺设计 器件和电路板图 产品测 试 封装 可靠性及质量控制等 功率 MOS 器件工艺技术 主要是 VMOS 和 DMOS 工艺 5 2 2 技术来源 前两项技术由本项目合资公司韩方 XXXXX 亚洲集体有限公 司 负责提供 并作为韩方的技术入股 第三项技术则由计划委托 本项目生产线进行加工生产的日本 Global Foundry 公司提供 由于 VDMOS 工艺的开发已有很长历史 已成为很普通的标准工艺 因 此 由委托加工方向加工线提供具体的工艺要求是目前世界上通行 的做法 XXXXX 集团公司是一个投资控股公司 它本身并未进行 SiGe 集成电路技术研究 它为本项目提供的 SiGe 集成电路技术 主要来 源于以下韩国的研究所和公司 ETRI Electronics and Telecommunication Research Institute of Korea 韩国电子通信研究院 这是一家属于政府的研究所 主要从事芯片的设计及开发 有 一条 5 英寸的集成电路加工线和一条 4 英寸的 GaAs 器件加工线 该所研制成功的 0 5 m SiGe HBT 参数达到了国际先进水平 并 已小量生产了 SiGe VCO 电路应用于三星的最新手机中 本项目所 采用的 SIGe 工艺技术 主要出自这家研究所 KETI Korea Electronics Technology Institute 韩国电子部品研究 院 这也是一家政府眼睛单位 主要从事电子部件及电子系统研发 研究领域包括单片集成系统 光通信 微电子机械 显示技术 下 一代 TV 无线通讯 手机核心技术等 从 91 年至今已有 800 多项 研究成果进行了技术转让 SiGe 集成电路芯片生产线项目 27 FCI Future Communication IC 公司 这是一家比较典型的 Fabless IC 公司 主要从事手机及无线通 信用的电路产品开发 该公司所从事的产品设计与开发技术环节是 比较全面的 包括了器件模拟 电路设计 版图设计 电路测试 可靠性评估等 技术实力是比较强的 该公司开发的 SiGe MMIC 单片微波集成电路 已用于新一代手机中 Nexso 半导体设备公司和 Wisdom IC 设计公司 二者同属于 一个集团 Nexso 半导体设备公司除了翻新与销售整条线的半导体翻新设 备之外 还进行 4 12 英寸的 CVD 与干法刻蚀设备的研发与销售 技术力量较强 厂房条件较好 该公司的业务重点是整条线的设备 安装调试和工程咨询 包括工艺技术转移 目前同中国有 4 个项目 一条 6 英寸硅加工线 三条 8 英寸硅加工线 正在进行洽谈或签 订合同中 由于韩国政府对于 SiGe 集成电路技术向中国大陆的转移有限制 因此本项目所需 SiGe 集成电路技术由在香港注册的韩方 XXXXX 公 司统一购买 并负责实施技术的转移 5 35 3 技术转移的实施和主要技术团队技术转移的实施和主要技术团队 本项目韩方 XXXXX 保证其投入合资公司的技术真实可靠 拥 有合法的所有权或使用权 并负责保障生产线达到设计产能 在投 产一年内产品达到 75 以上的成品率 由于 SiGe 集成电路为近年来 才发展起来的新技术 据了解 75 已属目前世界上 SiGe 集成电路 生产线较高的成品率 为保证技术转移的顺利实施 本项目的合资韩方除了负责提供 项目生产所必需的相关技术资料与技术文件之外 还将负责组织实 施技术转移所必需的技术团队 并以 Nexso 公司作为负责生产线建 SiGe 集成电路芯片生产线项目 28 设与工艺技术转移的总部 XXXXX 公司准备的韩方技术团队主要成员如下 1 Jay Moon 中文名 文钟 现为 Nexso 公司总裁 CEO 1983 1997 5 三星半导体公司高级经理 1990 1993 日本 Osaka 大学 获得博士学位 1996 1997 SEMATECH 美国技术主任 1997 1995 APEX 公司副总裁 2001 6 至今 韩国 Sung Kyun Kwan 大学教授 从事的主要项目有 器件方面 FeRAM DRAM 4Gb DRAM 的开发 工艺方面 CVD 刻蚀 设备方面 Ta2O5的 MOCVD Cu 的 MOCVD BST 的 MOCVD PT 刻蚀机等 2 B J Kim 1984 2000 三星半导体公司 工艺与设备高级经理 2