精XX金刚石材料生产项目可行研究报告.docx

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1、XXXMPCVD设备及金刚石材料生产项目可行性研究报告编制单位：XXX有限公司编制时间：2023年X月X日目录一、项目概况二、项目投资者基本情况2.1企业类型及规模2.2主体情况2.3股东成分2. 4行业及产品的发展情况及公司行业地位三、技术可行性分析3.1项目采用的关键技术3.1.1 MPCVD设备关键技术3.1. 2人造金刚石生长关键技术3. 2涉及专利等知识产权的情况3. 3产品技术性能水平与国内外同类产品的比较3. 3.1MPCVD设备3. 3.2金刚石生长3. 4企业及技术依托单位或合作单位的研究开发能力3. 4.1研发团队4. 4.2研发费用投入3. 4.3现有研发环境及配置3.5

2、近、中期研发目标四、国家产业政策简述五、公司产品竞争力及市场占有率分析六、产品替代进口或出口的可能性七、项目建设方案7.1生产技术7. 1.1针对MPCVD设备制造技术7.1、 2针对CVD金刚石生长7.2、 主要设备7.2.1针对MPCVD设备7. 2.2针对CVD金刚石生长技术7.3、 生产工艺流程7.3.1针对MPCVD设备7.3.2针对CVD金刚石生长7.4主要原辅材料及供应来源7.4.1针对MPCVD设备7.4.2针对CVD金刚石生长7.5厂房设施7.6建筑布局7. 7建设标准7.8、 用水用电八、环境保护、安全生产、能源消耗8.1环境保护方面8. 2安全生产方面8. 3能源消耗方面

3、九、项目实施进度十、不确定性分析10.1投资决策阶段风险及对策10.2项目建设阶段风险及对策10.3市场与技术风险及对策10.4资金风险及对策十一、经济效益分析I11项目经济效益预测11.2社会效益评价I13实现路径及保障十二、资金安排十三、投资需求一、项目概况XXXMPCVD设备及金刚石材料生产项目将由XXXXXX等XXX体技术有限公司（以下简称“公司”）作为投资方，在XXX市XXX区设立具有独立法人资格、独立核算的公司，作为项目的投资建设及运营主体，投资总额10亿元，其中固定资产投资额9.4亿元，投资强度为IOOO万元/亩，建成达产后，预计项目年产值11亿元，1000万元/亩，年税收04亿

4、元。XXX区XXX镇XXX新城片区11号地块，土地面积约IOO亩，建设期5年，建筑面积13.5万平方米，容积率不低于2。项目建成后，将形成以单晶/多晶金刚石，不同规格的金刚石衬底，金刚石基氮化铁晶圆，CVD培育钻石，以及与此配套的微波等XXX体设备等先进高端装备为主的碳基新材料生产产业群，推动碳基新材料产业在XXXXXX区生根和升级，对地区发展、产业结构调整有着重大意义。二、项目投资者基本情况2.1企业类型及规模投资单位XXXXXX等XXX体技术有限公司是一家注册在XXX市光明区的国家高新技术企业，目前是有限责任公司，正在筹划IPO改制。公司2023年销售合同金额超过XX万元，总资产超过X亿元

5、。2.2主体情况公司于2016年成立，是由海外归国技术专家和中科院退休教授联合发起成立的CVD培育钻石和高端工业用金刚石研发制造企业。经营范围包括：等XXX体应用技术开发、技术服务与信息咨询；射频、微波等应用技术和设备的开发和销售；国内贸易；经营进出口业务；投资兴办实业；新材料技术研发；非金属矿物制品制造；非金属矿及制品销售；等XXX体设备及其相关设备、电子产品、组件及产品、计算机硬件、软件的设计研发、生产与销售；电子、机械设备维护。主营业务包括CVD金刚石沉积专用的MPCVD装备的研发制造销售，以及培育钻石、单晶金刚石片、多晶金刚石衬底、金刚石氮化钱复合片（用于高频大功率器件，下游客户包括国

6、家电网、中车、特斯拉、比亚迪、华为等）等的研发制造销售。2.3股东成分公司现注册资本为XX万元，股东由X名自然人和XX家企业法人及有限合伙企业组成。实际控制人XXX,中文名“XXX”，XXX国籍，公司董事长兼总经理，法定代表人，公司联合创始人，是国内微波等XXX体化学气相沉积技术（MPCVD技术）应用领域著名专家。股东珠海全志科技股份有限公司是XXX证券交易所创业板上市公司，主营业务为智能应用处理器SoC、高性能模拟器件和无线互联芯片的研发与设计，属于半导体行业；股东嘉兴临东股权投资合伙企业（有限合伙）是由半导体领域投资机构30强的“临芯投资”管理的私募基金。另外，公司拟新引进的投资机构华润资

7、本和国家集成电路产业投资基金（简称大基金），属于国家队头部产业投资机构，是中国最具影响力PE机构之一，对于公司布局新型半导体材料领域(目标客户包括特斯拉、比亚迪等新能源汽车厂商)将有重要战略意义。2. 4行业及产品的发展情况及公司行业地位金刚石是一种由碳元素紧密排列组成的物质，俗称“钻石”。金刚石是碳结晶为立方晶体结构的一种材料，在这种结构中，每个碳原子以“强有力”的刚性化学键与相邻的4个碳原子相连并组成一个四面体。金刚石晶体中，碳原子半径小，因而其单位体积键能很大，使它比其他材料硬度都高，是已知材料中硬度最高(维氏硬度可达10400kgm2)。另外，金刚石材料还具有禁带宽度大(5.5eV)；

8、热导率高，最高达120WcmK(-190oC),一般可达20Wcm.K(20)(是号称热导率优良的新型半导体材料氮化铝A1N的6倍)；传声速度最高，介电常数小，介电强度高等特点。因此，金刚石集力学、电学、热学、声学、光学、耐蚀等优异性能于一身，是一种典型的多功能超极限材料，许多专家认为是目前最有发展前途的半导体材料，堪称“材料之王”。依据金刚石优良的特性，应用十分广泛，除传统的用于工具材料外，还可用于微电子、光电子、声学、传感等各类半导体、电子器件等众多高精尖新应用领域。目前市面上的金刚石分为天然金刚石和人造金刚石，天然金刚石主要分布于非洲和俄罗斯等地区，且被少数公司形成了垄断性开采，此外由于

9、绝大多数的天然金刚石因为纯度、尺寸等因素只能用于如磨料和切割工具等较低价值的产品，而对于高科技应用的电子级或光学级金刚石需求很难满足。因此，人造金刚石将非常有前景。根据国际市场相关机构预测，5年内国际培育金刚石应用市场需求量：金刚石基板将达到15亿美元，半导体应用41亿美元，水处理应用10亿美元，消费类培育钻石100亿美元，其他应用20亿美元。随着碳基半导体技术的逐渐成熟，未来市场空间可能达到千亿美元。目前高端工业用人造金刚石及培育钻石主要利用化学气相沉积(CVD)工艺。在全球范围内，美国、日本、欧洲等是CVD金刚石研究起步最早的国家和地区。其中，美国的侧重点是培育钻石、工业化沉积技术和工具领

10、域；日本的侧重点是电子行业；欧洲的侧重点是工业化沉积技术、精密工具、传感器等。在CVD中，微波等XXX体化学气相沉积(MPeVD)工艺已经成为全球主流的CVD金刚石生产工艺，其中预估国际巨头“元素六公司”在高端工业金刚石领域年营业额超过20亿美元。在MPCVD设备领域，全球具有稳定供应能力的企业不到10家，在国内外同行业中，公司研发团队的人员数量、学历、素质和研发经费投入等均远远超过其他同行。公司是国内人工金刚石行业唯一拥有高端MPCVD设备制造技术和生长工艺技术两方面的研发能力的企业。公司自主研发并量产的MPCVD设备，其品质、性能远超国内同类产品，达到或超越欧美发达国家同类产品的水平，并已

11、开始向澳大利亚、香港、美国、新加坡、印度等国家及地区出口。公司现正研制的915MHz大功率、大面积MPCVD金刚石生长设备，将填补国内空白，解决6英寸以上多晶金刚石窗口沉积的卡脖子问题。综上，公司综合实力位居全球前列，国内领先地位。三、技术可行性分析2.1 项目采用的关键技术本项目主要涉及MPCVD设备和人造金刚石生长，形成了从设备制造到产品制造的完美结合。3. 1.1MPCVD设备关键技术D合理化学气相沉积反应腔设计2）化学气相沉积真空系统密封性设计主要技术在于：（1）上下腔体之间、法兰和腔体之间采用金属铜刀口密封方式（2）采用波纹管技术方案克服真空密封性与运动之间的矛盾3）化学气相沉积温度

12、恒定控制技术3.1 2人造金刚石生长关键技术D金刚石生长工艺金刚石生长主要包括如下步骤：籽晶表面抛光；酸处理；超声处理；XXX水冲洗；烘干；将籽晶固定在谐振腔基板上并关闭腔体；对反应腔进行抽真空操作并调节基片台的高度到预定位置；用高纯氢气对谐振腔清洗；启辉；用氢气刻蚀籽晶表面；通入碳源配方气体，金刚石开始生长；取出金刚石毛胚，进行研磨切割处理；进行上面的酸洗处理并继续之后的工艺，直至得到理想的金刚石。2）金刚石半成品的磨抛技术3. 2涉及专利等知识产权的情况本项目涉及到公司所有的2件授权发明专利，8件授权实用新型专利，13件软件著作权，另有10件发明专利尚在国家专利局审核中。3.3产品技术性能

13、水平与国内外同类产品的比较3.3.1MPCVD设备经过多年在研发的投入及多年经验沉淀，公司的MPCVD设备与市面上同类产品相比，具有以下技术性能优势：1）输出功率0.6kw-6kw连续可调，市面同类产品达不到前述可调范围；2）系统漏率V1OX1（TPa-m3s,低于同类产品1-2个数量级；3）腔体保压能力为每24小时压升小于0.2Torr,同类产品每24小时压升小于2Torr；4）极限真空为S1Pa（7.5XI（TTorr）,比同类产品低;5）通过配置P1C控制的触摸屏操作软件系统，所有操作均可在触摸屏上完成，同类产品自动化程度低，达不到如上操作。3.3.2金刚石生长经过多年在金刚石生长工艺上

14、的投入与积累，目前公司的金刚石生长工艺和金刚石产品是优于同类产品的。具体如下：1）通过改进基片台的散热结构，来确保生长温度场的均匀性，温度均匀性在土15,而同类产品采用的工艺是达不到这样的均匀性的;2）材料的缺陷密率最低能达到10cm2,同类产品是做不到这个数量级的；3）金刚石的平均生长速率215umh,生长速度高于同类工艺。3.4企业及技术依托单位或合作单位的研究开发能力3.4.1研发团队公司现有专职研发人员23人，其中博士3人（其中2名为海外归国博士），硕士3人，本科11人，大专4人，专职研发人员占公司全体员工比例约为36%。研发人员均从事本行业多年，拥有前沿的相关技术知识及宝贵的经验。公

15、司联合创始人/首席顾问XXX教授，曾长期担任中科院等XXX体物理研究所应用等XXX体室主任，是国内最早研发出大功率微波等XXX体设备的业界专家，承担过国家大科学工程建设、国家“八六三”计划、“九七三”计划、国家计委、国家基金委的多项重大科研项目，在中国顶尖学术论文期刊发表了有关微波等XXX体、金刚石薄膜等论文四十余篇，是享受国务院特殊津贴的专家，国内该领域的主要专家、教授都是他的学生或学生的学生。因此，郭教授在国内学术界和实务界都有重要的影响力，能够为公司动员到优质的技术资源。公司创始人之一XXX,中文名“XXX”，现任公司董事长兼CEO,毕业于中国科学技术大学无线电电子学系，既有在北美高科技领域长期的研发工作经验，有宽阔的国际视野，又有在XXX电子行业丰富的创业经验，熟悉珠三角产业链，落地能力强。XXX先生数理基础扎实，痴迷于技术，直接领导并参与一线研发工作，多年来深耕于微波等XXX体化学气相沉积技术领域，是行业领域内著名专家。公司CTO顾博士，师从行业内泰斗XXX,拥有十几年微波等XXX体化学气相沉积设备和工艺研发的经历。曾在全球半导体设备巨头XXX(ASM1.US)和XXX(VEC0.US)担任高级研发经理。公司联席CEO田博士，中国科学技术大学物理学博士，曾担任国家重大专项