中微科芯8英寸半导体碳化硅高功率芯片产业制造工厂项目建议书

—中微科芯8英寸半导体碳化硅高功率芯片产业制造工厂项目建议书一、项目概述1.名称：8英寸半导体碳化硅高功率芯片产业制造工厂2.项目规模：年产72000片8英寸半导体碳化硅高功率芯片，占地20000平方米的半导体厂房（需当地政府提供现4.收益测算：项目投产后年产值约12.96亿元，平均利润率约为41%，投资回报周期约为5年。5.建设改造周期：总周期为10个月。二、项目背景半导体集成电路是工业的“粮食”，其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一，是实现中国制造的重要技术和产业支撑。国际金融危机后，发达国家加紧经济结构战略性调整，集成电路产业的先导性、基础性、战略性地位进一步凸显，美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。一直以来，硅是制造半导体芯片最常用的材料，目前90%以上的半导体产品是以硅为衬底制成的。究其原因，是硅的储备量大，成本比较低，并且制备比较简单。然而，硅在光电子领域和高频高功率器件方面的应用却受阻，且硅在—高频下的工作性能较差，不适用于高压应用场景。这些限制让硅基功率器件已经渐渐难以满足新能源汽车及高铁等新兴应用对器件高功率及高频性能的需求。碳化硅（SiC）芯片是一种基于碳化硅材料的半导体器件，因其优异的物理特性，如高击穿电场、高热导率和高电子饱和漂移速度，广泛应用于电力电子、射频和光电子等领域。与硅相比，SiC具有一系列优良的物理化学特性，一是更强的高压特性。碳化硅的击穿电场强度是硅的10余倍，使得碳化硅器件耐高压特性显著高于同等硅器件。二是更好的高温特性。碳化硅相较硅拥有更高的热导率，使得器件散热更容易，极限工作温度更高。耐高温特性可以带来功率密度的显著提升，同时降低对散热系统的要求，使终端可以更加轻量和小型化。三是更低的能量损耗。碳化硅具有2倍于硅的饱和电子漂移速率，使得碳化硅器件具有极低的导通电阻，导通损耗低；碳化硅具有3倍于硅的禁带宽度，使得碳化硅器件泄漏电流比硅器件大幅减少，从而降低功率损耗；碳化硅器件在关断过程中不存在电流拖尾现象，开关损耗低，大幅提高实际应用的开关频率。当前我国正在经历“碳达峰”阶段，并逐步过渡到“碳中和”时代。这是一个系统工程：一方面通过技术创新，实现能源结构的转型，如加大对以风电、光伏为代表的新能源比例的利用；另一方面完成节能环保新技术、新设备和产品的突破与开发，提高能源使用效率。当前我国大力发展的新能源汽车、光伏、智能电网、储能等低碳新产业、新技术将会成为非常重要的市场领域，其中，碳化硅功率半导体将扮演非常重要的角色。在实现“碳中和”的大背景下，碳化硅材料将成为绿色经济的中流砥柱。三、公司简介由新加坡拓谱电子公司和四川普州大地城市产银科技发展有限公司成立的国内致力于半导体碳化硅高功率新产品制造的公司，致力于研究碳化硅在电动汽车里提供碳化硅芯片在电动汽车电机控制器、车载充电器和DC-DC转换器中的应用，在可再生能源方面提供芯片在太阳能逆变器和风力发电系统中的应用在工业电源方面提供芯片在工业电源、UPS和电机驱动中的研究与应用，拥有半导体领域SiC芯片的核心技术团队和相关成熟制成技术。（二）新加坡拓谱电子公司（TOPOElectronicsPte,Ltd）于2013年在新加坡成立，是一家专业从事第三代半导体碳化硅器件研发的设计公司，产品涵盖1200v-3600v高功率碳化硅器件，主要运用于主要应用于光伏、储能、电力电子、新能源汽车、5G通信等领域。并在低电阻及高功率器件上（三）四川普州大地城市产银科技发展有限公司是一家致力于推动全球产业生态繁荣发展的国际化企业。以“构建全球产业命运共同体”为使命，以“成为全球产业生态引领者”为愿景，立足中国，放眼世界，积极投身于全球产业生态的建设与发展，在多领域均有成熟落地经验，目前已在生物碳基电池、碳纤维T700-T1100研发生产、氟化工、石油开采超临界燃烧技术、深空能源开发、纳米金属制成、电池正极材料等项目领域均有核心技术团队和成熟制成技术。四、项目核心团队介绍中微科芯（四川）电子有限公司项目核心团队人才具有8英寸和12英寸厂从40纳米到0.35微米技术开发的能力，也有从事MEMS产品研发的能力，具有管理公司生产产能从新厂扩产到每月生产5万片产能的能力，曾经是新加坡格罗方德团队，有国内外从事半导体产品销售10年以上的经验和从事半导体产品设计10年以上的经验，在半导体圈具有广泛的人脉。团队拥有专利200项，并有30项专利申请中。（一）项目技术团队核心人员：1.陈卢佳，新加坡籍，物理学专业。从事半导体生产研发30多年，长期从事光刻部门研究和管理，就任公司包括新加坡特许半导体，美国赛普拉斯半导体，荷兰ASML等。担任总工程师、专家工程师、部门经理、厂长等职位，具有丰富的建厂经验，曾经建立两座8英寸半导体工厂。拥有3项专利，历经从2微米至40纳米工艺，在电源管理，功率半导体碳化硅器件、氮化镓器件都有深入研究。2.Sunil博士，新加坡籍，SIC设计专家，日本静冈大学光电子学博士，澳大利亚昆士兰南部大学工商管理硕士长期从事于半导体工艺和产品模型的研究和开发，新加坡半导体研究院等公司从技术经理，技术部长到首席技术官等的职务，本人拥有55项美国专利技术。3.陈奋博士，美国籍，1998年获得美国特拉华大学电子工程博士学位，专注于集成电路产品的工艺设计和可靠性研究，20多年来长期工作于美国IBM工厂和Apple公司，担任高级工程师和总工程师职位。个人发表了60篇专业文章并拥有50项美国利和15项申请中的专利。4.常继光博士，新加坡籍，南京大学物理系博士学生。致力于半导体工艺和产品的研发近30年，历任美国德州仪器，美光，中芯国际等公司。拥有五十余项专利，其中十余项美国专利。SIC工艺设计专家5.张自珺硕士，1994年获得上海华东理工学位，2000年获得新加坡南洋理工大学电子电器硕士学位。长期从事半导体工艺和产品的研究和开发，曾在新加坡格罗方德和新加坡联电半导体从事刻蚀部门长的职务，对生产设备的掌握和生产能力的调配具有极高能力。五、核心产品及工艺介绍公司现有碳化硅器件产品主要为AC-DC逆变器、储能、光伏、充电桩等的应用，主要销往美国、日本和欧洲。在研的器件。产品研发及生产的主要合作单位为新加坡微电子研究院。现有相关器件专利20项及技术秘密10项在申请中。（一）产品一：TOP120040T/D。1200V碳化硅器件样品（测试报告详见附件2），动态导通电阻在室温达到40mΩ和高温下（175C）达到68mΩ,良率达到90%以上，各项参数在国际国内均属领先。（二）产品二：TOP200016T/D。2000V碳化硅器件样品（测试报告详见附件3），动态良率达到60%以上（投产后将在半年内达到90%以上）。（三）碳化硅芯片工艺整体流程：晶圆-外延-器件-封装-测试-模块-整机。（具体工艺详见附件4）六、应用场景（一）新能源汽车碳化硅（SiC）材料以其高耐压、高导热等优异特性，成为电驱系统和快充桩技术的关键材料。SiC在逆变器、车载充电机（OBC）等电驱系统组件中的应用，显著提升了能效和续航里程，为新能源汽车的性能提升提供了有力支持。同时，利用SiC材料的高频性能和高温稳定性，快充桩实现了更高的充电效率和更短的充电时间，进一步推动了电动汽车的快速普及。这些应用不仅提高了电池使用效率，还有效延长了车辆的续航里程，为消费者提供了更加便捷和经济的出行选择。（二）光伏与储能系统SiC材料在光伏与储能系统中发挥着重要作用，通过提升转换效率和优化功率管理，推动了绿色能源的高效利用。在光伏逆变器中，SiC的应用显著提高了转换效率，减少了—能量损失；在储能系统中，SiC的高导热性和高温稳定性提升了系统的功率密度和可靠性，特别是在电池管理系统（BMS）和功率转换系统（PCS）中。尽管SiC材料的初始成本较高，但其带来的系统效率提升和可靠性增强，从长期来看有助于降低运维成本，实现成本与性能的优化平衡。（三）轨道交通与工业电源SiC材料被用于制造高压变流器，提高了电能的转换和传输效率，增强了系统的可靠性和效率；同时，SiC技术还使得电机驱动器更加轻便，提高了轨道交通工具的速度、降低了能耗。在工业电源中，利用SiC材料的高频性能，实现了更高的能效，有助于减少工业设备的体积和提升整体能七、收益测算产值约12.96亿元，平均利润率约为41%，投资回报周期约5年；建设改造周期10个月。（具体投资测算见附件1）。八、需要支持（一）厂房支持。鉴于项目建设周期紧迫，为加快项目进度，政府将提供20000平方米占地的电子工业厂房支持，确保厂房符合半导体生产标准，满足项目需求，并给予一定的租金优惠政策，减轻企业负担。（二）产业资金支持。为助力项目快速发展，政府将设立5亿-7亿元专项产业基金支持（为设备采购提供融资租赁担保）。资金将主要用于关键设备采购、生产线调试及试生产等环节，确保项目顺利推进。具体资金额度及使用方式，将由政府与项目方共同协商确定，并签订资金扶持协议，确保资金专款专用，发挥最大效益。附件18英寸半导体碳化硅高功率芯片产业制造工厂建设方案附件2TOP120040T/D产品检测报告及性能说明附件3TOP200016T/D产品检测报告及性能说明附件4项目重点工序8英寸半导体碳化硅高功率芯片产业制造工厂建设方案一、建设内容8英寸半导体碳化硅高功率芯片产业制造工厂二、建设目的（一）建立国际领先制造中心。依托新能源、光伏储能、AI、电器驱动、车规器件、充电桩、5G通信等市场的强劲需求，打造具有国际竞争力的8英寸半导体碳化硅高功率芯片制造平台，项目总体规划为建设年产72000片碳化硅高功率芯片的生产厂。（二）研发高端功率集成电路。利用平台优势，专注于1200V、2000V及以上功率集成电路芯片的研发，为产业及产能服务，提升技术实力和市场竞争力。（三）推动中国芯片事业发展。通过创立CIDM（共享式集成电路制造）和IDM（集成设计制造）模式，加速中国芯片产业的自主创新和国际化进程。（四）完善半导体产业链。主导建立半导体产业链，引进材料、重要零部件、设备等领域的先进技术，在公司周边建厂，形成半导体高科技工业园区，促进产业链上下游协同发（五）促进地方经济发展。利用半导体高科技工业园区的高投入、高产出、高附加值特点，为当地创造利税优势，提—供更多创业、就业机会，助力高科技技术及其产业链在当地蓬勃发展，为中国高科技技术发展贡献力量。三、建设实施项目整体投资约8.99亿元，建设8英寸半导体集成电路工厂一座，实现产能逐年扩张和技术升级，达到产能6000/月，年产72000片规划目标，收回投资成本和实现盈利。1.完善周边半导体产业链，形成产业规模。把产业园建成以高科技半导体为中心的产业链，创造更多地方税收和就业机会。2.推广产业供应链，辐射全国，加大半导体集成电路生产国产化能力。利用生产厂已有的团队及人才，培养梯度半导体人才系统。3.为当地创造1亿-1.5亿元/年的税收，并解决200人的四、场地需求项目产业基地总占地面积约20000平方米占地电子工业厂房，包含8英寸工艺线场地，动力辅助设施场地及仓库；测试实验室场地包括测试实验室、产品可靠性与质量控制实验室和一般性测试实验室。办公室场地包括工作人员办公室、会议室、活动室等。五、建设进度本项目建设改造周期为10个月，改造生产厂房（包含设备采购、运输、安装、调试），同步启动市场推广与客户订单签约。六、项目投资估算（一）项目投资项目总投资89912.80万元，其中，厂房租赁及相关改造费4000.00万元，设备购置费76708.40万元，安装工程费3204.40万元，预备费用1500.00万元，流动资金为3600.00万元。12334567（二）项目综合利润率及回报周期1.产能与产值单晶圆器件数：1200个/片，器件单价：15元/个，满产元/个×12月=12.96亿元/年2.产值测算与利润率于月产6000片、单片1200个器件、单价15元测算）。运营总成本约6亿元左右，包含设备折旧1亿元/年。税前利润6.7亿元，按15%高新技术企业所得税率计算，税后利润5.7亿元，综合利润率达41.3%。个年生年生年生年生产年生年生产年11666666千片，后6月均4.526666663元）4元）5旧555555556旧555555550.125亿（初始投资=0.125×8=1亿）71819款利10844411税008润总额×15%12821391400七、产品所需购置设备清单元）能172Nikon43影441516273839P5222QQ7炉4C48机1机17)9仪7101710us22仪27333337333—附件2TOP120040T/D产品检测报告及性能说明—在25℃时，电特性在25℃时，反向二极管特性在不同温度下开启电阻和在不同栅极电压下开启电———附件3TOP200016T/D产品检测报告及性能说明—在25℃时，电特性在25℃时，反向二极管特性在不同温度下开启电阻和在不同栅极电压下开启电——产品检测送检证明-送检单及票据—附件4项目重点工序一、项目生产工艺流程项目生产工艺流程采用典型的碳化硅MOSFET结隔离的电路工艺流程，项目工艺流程如下：二、工艺所需设备12Nikon3456789膜—三、制造工艺详解半导体集成电路的制造工艺和传统产品的制造工艺有所不同，其生产工艺制造流程是网状结构，在生产过程中反复重复氧化、扩散、离子注入、光刻、刻蚀等过程。各个过程需要不同的原辅材料和制造参数，一个典型工艺流程主要工序，包括以下工艺过程：⑴清洗：集成电路芯片生产的清洗包括硅片的清洗和工具的清洗。清洗工序需要消耗大量的高纯水，同时经过特殊过滤和纯化的半导体化学试剂、有机溶剂等也被广泛使用。清洗的主要过程是：硅片先按照各自的工艺设计要求放入各种药液槽进行表面化学处理，然后送入清洗槽，将其表面粘附的药液清洗干净后进入下一道工序。常用的清洗方式是将硅片沉浸在液体槽内或使用液体喷雾清洗，为取得更好的清洗效果，通常采用超声波激励和擦片措施，即在有机溶剂清洗后立即采用无机酸将其氧化去除，最后用超纯水进行清⑵热氧化：热氧化是在600～1250℃高温的氧气气氛和惰性携带气体（N2）下使硅片表面的硅氧化生成二氧化硅膜或介质隔离层。典型的热氧化化学反应为：Si＋O2→SiO2⑶扩散：扩散是在硅表面掺入纯杂质原子的过程。通常使用三氟化硼（BF3）作为N源，磷烷（PH3）作为P源。工艺生产过程中通常分为预扩散和堆结，典型的化学反应为；2PH3→2P+3H2⑷离子注入：离子注入也是一种给硅片掺杂的过程。它的基本原理是把掺杂物质（原子）离子化后，在数千到数百万伏特电压的电场下得到加速，以较高的能量注入硅片表面或其他薄膜中。⑸光刻：光刻包括预处理涂胶、曝光、显影。涂胶是在硅片表面通过硅片高速旋转均匀涂上光刻胶的过程；曝光是使用光刻机，并透过光掩膜版对涂胶的硅片进行曝光，使部分光刻胶得到曝光，另外部分光刻胶得不到曝光，从而使得曝光过后的光刻胶产生光化学反应；显影是对曝光后的光刻胶进行去除，由于曝光后的光刻胶和未被曝光的光刻胶将分别溶于显影液和不溶于显影液，这样就使光刻胶上形成了图⑹湿法腐蚀