MEMS芯片生产制造项目可行性研究报告.docx
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MEMS芯片生产制造项目可行性研究报告
MEMS芯片生产制造项目
可行性研究报告
投资分析/实施方案
报告摘要说明
MEVIS虽然侧重于超精密机械加工,但它涉及微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科领域,它的学科面涵盖微尺度下的力、电、光、磁、声、表面等物理、化学、机械学的各分支。
举例而言,如果要设计MEMS麦克风去取代传统的驻极体麦克风,需要设计MEMS音腔,这是声学的范畴;需要设计振膜,这是材料学的范畴;当然,还需要懂微电子学去把MEMS麦克风设计出来,并了解微电子加工工艺,知道如何设计才能更好更快成本更低的加工出来。
同样,设计MEMS执行器要懂马达驱动,设计MEMS光学器件要懂光学,设计气味传感器要懂化学等等。
简而言之,MEMS产品团队需要跨多个学科的复合型人才,但我国目前的分学科培养体制很难培养出大量优秀的复合型人才。
随着汽车、智能装备、家电类产品领域的迅速增长,MEMS传感器用量将大大增加。
物联网、云计算、大数据、智慧城市更为MEMS传感器创造了良好的市场空间,农业、环保、食品检测、智慧医疗、健康养老、可穿戴设备、机器人、3D打印也为MEMS传感器技术的提升和应用创新拓展了思路。
该MEMS芯片项目计划总投资23725.05万元,其中:
固定资产投资15991.75万元,占项目总投资的67.40%;流动资金7733.30万元,占项目总投资的32.60%o
本期项目达产年营业收入54962.00万元,总成本费用42194.22万元,税金及附加449.23万元,利润总额12767.78万元,利税总额14978.08万元,税后净利润9575.84万元,达产年纳税总额5402.25万元;达产年投资利润率53.82%,投资利税率63.13%,投资回报率40.36%,全部投资回收期3.98年,提供就业职位1036个。
由于近年来硬件创新市场逐渐转移国内,中国市场对于MEMS传感器的需求增速远高于全球MEMS市场增速,约13.9%o2016年全球微机电系统(MEMS)市场规模约114亿美元,其中,国内需求规模约42亿美元,占比36.8%o国内企业产品满足不了国内需求,每年从国外大量进口微机电系统(MEMS)产品o
国内半导体行业市场规模快速增长,但需求供给严重不平衡,高度依赖进口,国产核心芯片自给率不足10%。
MEMS芯片生产制造项目可行性研究报告目录
第一章
项目总论
第二章
产业分析预测
第三章
主要建设内容与建设方案
第五章
土建工程
第六章
公用工程
第七章
原辅材料供应
第八章
工艺技术方案
第九章
项目平面布置
第十章
环境保护
第十一章
安全规范管理
第十二章
投资风险分析
第十三章
节能概况
第十四章
项目实施安排方案
第十五章
项目投资规划
第十六章
项目经济效益
第十七章
项目招投标方案
附表1:
主要经济指标一览表
附表2:
土建工程投资一览表
附表3:
节能分析一览表
附表4:
项目建设进度一览表
附表5:
人力资源配置一览表
附表6:
固定资产投资估算表
附表7:
流动资金投资估算表
附表8:
总投资构成估算表
附表9:
营业收入税金及附加和增值税估算表
附表10:
折旧及摊销一览表
附表11:
总成本费用估算一览表
附表12:
利润及利润分配表
附表13:
盈利能力分析一览表
第一章项目总论
一、项目建设背景
由于近年来硬件创新市场逐渐转移国内,中国市场对于MEMS传感器的需求增速远高于全球MEMS市场增速,约13.9%o2016年全球微机电系统(MEMS)市场规模约114亿美元,其中,国内需求规模约42亿美元,占比36.8%o国内企业产品满足不了国内需求,每年从国外大量进口微机电系统(MEMS)产品。
中国正消耗着全球四分之一的MEMS器件三大挑战:
技术研发、产业链竞争力、价格影响中国MEMS厂商面临的挑战非常多。
首先,缺乏高端研发人员和经验丰富的本土MEMS工程师,导致基础研究落后。
同时,MEMS传感器商业化应用周期长,MEMS传感器研发时间更长,这对MEMS企业的耐心、远见是一个很大挑战。
另一方面,中国MEMS产业链在竞争方面,力量还较薄弱,没有产生在国际市场上具有领导地位的企业。
MEMS传感器和IC芯片一样,具有很强的规模效应,国内企业出货量上不去,导致整个产业链,例如前端流片等环节加工能力薄弱,一致性、生产重复性都不能满足设计加工工艺要求。
因此,整个MEMS产业链均处于投入阶段,盈利比较困难,产生了恶性循环。
除了MEMS麦克风厂商瑞声科技和歌尔股份走在前列,国内其他
MEMS企业的规模都相对较小,年销售额没有超过1亿美元的,拥有独立IP与核心自主设计能力的MEMS企业如美新、深迪和明犒等年销售额都达不到7000万美元,目前还排不进全球前三十大MEMS企业名单,与国际MEMS巨头的差距很大。
。
中国作为全球最大的电子产品生产基地,消耗全球四分之一的
MEMS器件,可大部分MEMS传感器仍依赖进口,就总体水平而言,国内
MEMS传感器仍以中低端为主,技术相对落后,与欧美日相比,国内在整个产业的各个环节都有差距,制造技术和封装技术更加明显,原始性创新的产品少,导致产品的附加值和市场份额都比较低。
中国是最大电子生产和消费大国,这是我们的主场优势。
由于终
端消费市场的巨大市场需求,以及增长潜力无限的可穿戴和物联网市场的驱动,MEMS传感器的市场增量将相当可观。
从2001年到2015年,国家“863计划”开辟出一个专门的MEMS传感器方向,总共得到了7.03亿元的支持经费。
整个15年期间,国家“863计划”的主体单位包括髙等院校、中科院研究所,也有企业。
另外,“十三五”国家重点研发计划中也开辟专项,布局制作基础技术与关键部件,大约有20亿的预算,其中包括先进MEMS传感器。
尽管中国MEMS产业生态逐步完善,但各个产业链上缺乏规模企业,没有产生在国际市场上具有领导地位的企业。
MEMS传感器和IC芯片一样,具有很强的规模效应,国内企业的出货量上不去,导致整个产业链,比如前端流片等环节加工能力比较薄弱,一致性、生产重复性都不能满足设计的加工工艺要求。
因此整个MEMS产业链均处于投入阶段,盈利比较困难,产生了恶性循环。
现在开发一个技术所花的时间,比该技术从商业化到市场上得到大规模应用所花时间还要长,对于技术企业的资金和商业运作都是一个挑战。
随着技术商业化进程的加快,很多技术在市场存活时间很短,而MEMS传感器需要较长研发时间,这对MEMS企业是一个很大的挑战。
国内MEMS企业,由于基础弱,没有国外MEMS巨头拥有的IP资源的广度与深度,将考验中国初创企业的耐心、远见。
二、报告编制依据
1、《产业结构调整指导目录》。
2、《建设项目经济评价方法与参数》(第三版)。
3、《建设项目经济评价细则》(2010年本)。
4、国家现行和有关政策、法规和标准等。
5、项目承办单位现场勘察及市场调查收集的有关资料。
6、其他有关资料。
三、项目名称
MEMS芯片生产制造项目
XXX科技发展公司
五、项目选址及用地综述
(一)项目选址方案
项目选址位于XX产业发展示范区,地理位置优越,交通便利,规
划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备,建设条件良好。
(二)项目用地规模
项目总用地面积59476.39平方米(折合约89.17亩),土地综合利用率100.00%;项目建设遵循“合理和集约用地”的原则,按照MEMS芯片行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局,符合规划建设要求。
六、土建工程建设指标
项目净用地面积59476.39平方米,建筑物基底占地面积37101.37平方米,总建筑面积95756.99平方米,其中:
规划建设主体工程61465.97平方米,项目规划绿化面积6039.66平方米。
七、产品规划方案
根据项目建设规划,达产年产品规划设计方案为:
MEMS芯片xxx单位/年。
综合考xxx科技发展公司企业发展战略、产品市场定位、资金筹措能力、产能发展需要、技术条件、销售渠道和策略、管理经验以及相应配套设备、人员素质以及项目所在地建设条件与运输条件、xxx科技发展公司的投资能力和原辅材料的供应保障能力等诸多因素,项目按照规模化、流水线生产方式布局,本着“循序渐进、量入而出”原则提出产能发展目标。
八、投资估算及经济效益分析
(-)项目总投资及资金构成
项目预计总投资23725.05万元,其中:
固定资产投资15991.75万元,占项目总投资的67.40%;流动资金7733.30万元,占项目总投资的32.60%o
(二)资金筹措
该项目现阶段投资均由企业自筹。
(三)项目预期经济效益规划目标
项目预期达产年营业收入54962.00万元,总成本费用42194.22万元,税金及附加449.23万元,利润总额12767.78万元,利税总额14978.08万元,税后净利润9575.84万元,达产年纳税总额5402.25万元;达产年投资利润率53.82%,投资利税率63.13%,投资回报率40.36%,全部投资回收期3.98年,提供就业职位1036个。
九、项目建设单位基本情况
(一)公司概况
公司一直秉承“坚持原创,追求领先”的经营理念,不断创造令客户惊喜的产品和服务。
本公司秉承“以人为本、品质为本”的发展理念,倡导“诚信尊重”的企业情怀;坚持“品质营造未来,细节决定成败”为质量方针;以“真诚服务赢得市场,以优质品质谋求发展”的营销思路;以科学发展观纵观全局,争取实现行业领军、技术领先、产品领跑的发展目标。
公司的能源管理系统经过多年的探索,已经建立了比较完善的能源管理体系,形成了行之有效的公司、车间和班组III级能源管理体系,全面推行全员能源管理及全员节能工作;项目承办单位成立了由公司董事长及总经理为主要领导的能源管理委员会,能源管理工作小组为公司的常设能源管理机构,全面负责公司日常能源管理的组织、监督、检查和协调工作,下设的能源管理工作室代表管理部门,负责具体开展项目承办单位能源管理工作;各车间的能源管理机构设在本车间内,由设备管理副总经理、各车间主管及设备管理人为本部门的第一责任人,各部门设立专(兼)职能源管理员,负责现场能源的具体管理工作。
公司是按照现代企业制度建立的有限责任公司,公司最髙机构为股东大会,日常经营管理为总经理负责制,企业设有技术、质量、采购、销售、客户服务、生产、综合管理、后勤及财务等部门,公司致力于为市场提供品质优良的项目产品,凭借强大的技术支持和全新服务理念,不断为顾客提供系统的解决方案、优质的产品和贴心的服务。
公司坚持以市场需求为导向、以科技创新为中心,在品牌建设方面不断努力。
先后获得国家级高新技术企业等资质荣。
公司建立完整的质量控制体系,贯穿于公司采购、研发、生产、仓储、销售等各环节,并制定了《产品开发控制程序》、《产品审核程序》、《产品检测控制程序》、等质量控制制度。
公司正处于快速发展阶段,特别是随着新项目的建设及未来产能扩张,将需要大量专业技术人才充实到建设、生产、研发、销售、管理等环节中。
作为一家民营企业,公司在吸引高端人才方面不具备明显优势。
未来公司将通过自我培养和外部引进来壮大公司的高端人才队伍,提升公司的技术创新能力。
(二)公司经济效益分析
上一年度,XXX(集团)有限公司实现营业收入48958.33万元,同比增长16.40%(6897.73万元)。
其中,主营业业务MEMS芯片生产及销售收入为42811.50万元,占营业总收入的87.44%O
根据初步统计测算,公司实现利润总额10793.88万元,较去年同期相比增长1158.02万元,增长率12.02%;实现净利润8095.41万元,较去年同期相比增长878.71万元,增长率12.18%o
十、主要经济指标
主要经济指标一览表
序号
项目
单位
指标
备注
1
占地面积
平方米
59476.39
89.17亩
1.1
容积率
1.61
1.2
建筑系数
62.38%
1.3
投资强度
万元/亩
179.34
1.4
基底面积
平方米
37101.37
1.5
总建筑面积
平方米
95756.99
1.6
绿化面积
平方米
6039.66
绿化率6.31%
2
总投资
万元
23725.05
2.1
固定资产投资
万元
15991.75
2.1.1
土建工程投资
万元
7819.39
2.L1.1
土建工程投资占比
万元
32.96%
2.1.2
设备投资
万元
6019.49
2.1.2.1
设备投资占比
25.37%
2.1.3
其它投资
万元
2152.87
2.1.3.1
其它投资占比
9.07%
2.1.4
固定资产投资占比
67.40%
2.2
流动资金
万元
7733.30
2.2.1
流动资金占比
32.60%
3
收入
万元
54962.00
4
总成本
万元
42194.22
5
利润总额
万元
12767.78
6
净利润
万元
9575.84
7
所得税
万元
1.61
8
增值税
万元
1761.07
9
税金及附加
万元
449.23
10
纳税总额
万元
5402.25
11
利税总额
万元
14978.08
12
投资利润率
53.82%
13
投资利税率
63.13%
14
投资回报率
40.36%
15
回收期
年
3.98
16
设备数量
台(套)
183
17
年用电虽
千瓦时
1361253.18
18
年用水罐
立方米
38896.06
19
总能耗
吨标准煤
170.62
20
节能率
23.13%
21
节能量
吨标准煤
69.69
22
员工数量
人
1036
第二章产业分析预测
一、MEMS芯片行业发展概况
MEMS虽然侧重于超精密机械加工,但它涉及微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科领域,它的学科面涵盖微尺度下的力、电、光、磁、声、表面等物理、化学、机械学的各分支。
举例而言,如果要设计MEMS麦克风去取代传统的驻极体麦克风,需要设计MEMS音腔,这是声学的范畴;需要设计振膜,这是材料学的范畴;当然,还需要懂微电子学去把MEMS麦克风设计出来,并了解微电子加工工艺,知道如何设计才能更好更快成本更低的加工出来。
同样,设计MEMS执行器要懂马达驱动,设计MEMS光学器件要懂光学,设计气味传感器要懂化学等等。
简而言之,MEMS产品团队需要跨多个学科的复合型人才,但我国目前的分学科培养体制很难培养出大量优秀的复合型人才。
MEMS产品与一般的集成电路产品不同,因为涉及到复杂的微机械结构,且没有一般集成电路设计中成熟的第三方EDAX具可以使用来做仿真,现实中需要设计和生产工艺紧密结合,制造端已有的工艺路线在很大程度上决定了MEMS芯片的设计路线,而MEMS芯片的设计路线又需要对制造端的工艺模块进行重组和调试,以实现芯片所需达到的功能和可靠性要求,否则设计出来的MEMS结构很可能无法在现有的半导体加工工艺下达到量产或者保证高良率。
此外,不同传感器类型拥有不同机械特性,使得一种工艺路线只能对应一种传感器。
因此,MEMS芯片的研发企业必须同时进行芯片和工艺的研发,在晶圆代工厂缺乏成熟工艺的情况下,需要与代工厂共同开发工艺,或是对代工厂的工艺模块进行重新组合和调试,因此MEMS芯片研发和量产的难度相对较高,所需时间也较长。
一般来说,MEMS芯片设计者以DOE(DesignofEngineering)的形式去晶圆厂投片,拿回样品测试,根据测试结果修正自己的架构设计或材料设计等,然后再去投DOE,往往要几个来回之后才能得到令人满意的设计结果。
期间如果不能得到晶圆厂的大力配合,DOE的时间和质量都不能令人满意,会大大拖慢开发的周期和产品迭代的进度。
尤其在目前我国半导体市场火爆的情况下,国内的晶圆厂基本都处在满产状态,这时候再腾出一部分产能去支持MEMS设计公司的DOE流片更是难上加难,也让MEMS设计公司新产品开发的日子越来越难。
二、MEMS芯片市场分析预测
国内半导体行业市场规模快速增长,但需求供给严重不平衡,高度依赖进口,国产核心芯片自给率不足10%。
AI芯片主要包括GPU、FPGA、ASIC三种技术路线,分为云端训练芯片、云端推理芯片和边缘推理芯片。
在移动终端设备稳定出货的背景下,随着通信网络向5G升级,射频器件的数量和价值量都在增加,射频前端芯片行业的市场规模将持续快速增长,从2010年至2018年全球射频前端市场规模以每年约13.10%的速度增长,到2020年接近190亿美元。
射频前端各组件增速不同。
滤波器作为射频前端最大的细分市场,市场空间将从2018年的80亿美元增长到2023年的225亿美元,年增长率19%,这一增长主要来自高质量BAW滤波器的渗透;PA的市场空间将会从50亿美金增长到70亿美金,年增长率7%,主要是高端和超高频段PA市场的增长,将弥补2G/3G市场的萎缩。
目前,射频前端市场集中度髙,国外厂商占据了绝大部分的市场份额,贸易战带来的国产化需求是国内射频厂商最大的机会。
从产业链传导的角度看,物联网将从“快速联网”到“规模联网+应用服务”,具有通用性以及与物联网连接相关的上游产业链环节将最先受益,包括通信芯片、传感器、无线模组等
高端(高速率、高功率)光芯片行业进入壁垒高、投入大、周期长、难度大,尤其是芯片的材料生长、芯片设计、芯片工艺制程、芯片封装等是光芯片研发与制造的核心。
第三代半导体材料主要包括SiC、GaN.金刚石等,因其禁带宽度22.3电子伏特(eV),又被称为宽禁带半导体材料;第三代半导体材料具有高热导率、高击穿场强、髙饱和电子漂移速率、高键合能等优点,满足现代电子技术对髙温、髙功率、髙压、髙频、抗辐射等恶劣条件的新要求。
射频器件是无线通信设备的基础性零部件,在无线通信中负责电磁信号和数字信号的转换和接收与发送,是无线连接的核心。
过去十年来,国防应用一直是推动GaN技术发展的主要驱动力,现在这些技术正在从军用转向商用•由于髙频性能优异,未来大部分Sub-6GHz以下宏基站都将采用GaN器件,2019年至2021年为5G基础设施建设的关键期,也将是氮化铢器件替换LDM0S的关键期。
MEMS(MicroElectromechanicalSystem)即微机电系统,是将微电子与精密机械结合发展起来的工程技术,尺寸在1微米到100微米量级,釆用了集成电路的先进制造工艺,和传统产品相比,MEMS具有微型化、产能高、可大批量生产、成本低等优势。
MEMS技术广泛应用于各种传感器芯片,核心功能是把物理信号转换为电子设备能够识别的电信号,是人工智能、物联网、大数据等新一代信息技术的感知基础和数据来源,MEMS在生物、光学、射频、机械等领域也有重要的应用。
产品在精度和敏感度等性能指标上与国外存在很大的差距,应用
领域正从手机、汽车走向VR/AR、物联网。
半导体材料市场更细分,单一产品的市场空间很小,少有纯粹的半导体材料公司;半导体材料往往只是某些大型材料厂商的一小块业务,例如陶氏化学公司,杜邦,三菱化学,住友化学等公司,半导体材料业务只是其电子材料事业部下面的一个分支;尽管如此,由于半导体工艺对材料的严格要求,就单一半导体化学品而言,仅有少数几家供应商可以提供产品。
二、MEMS芯片行业发展趋势分析
随着汽车、智能装备、家电类产品领域的迅速增长,MEMS传感器用量将大大增加。
物联网、云计算、大数据、智慧城市更为MEMS传感器创造了良好的市场空间,农业、环保、食品检测、智慧医疗、健康养老、可穿戴设备、机器人、3D打印也为MEMS传感器技术的提升和应用创新拓展了思路。
2014年,全球MEMS传感器市场规模为130亿美元,分析机构预计
2015-2020年全球MEMS传感器市场将以13%年复合成长率增长,2020年将达到300亿美元。
2014年中国MEMS传感器市场规模约246亿元人民,2015年中国MEMS传感器市场规模为308亿元人民币,预计未来5年中国MEMS传感器年复合增长率在20%左右,到2020年市场规模将近650亿元。
目前我国MEMS产业发展面临重大机遇,特别是移动互联网和物联网的快速发展,将对MEMS产业产生深远的影响,并将催生大量新的产品、新的应用,带动MEMS产品在日常生活及工业生产中的普及化。
近十年来,中国的MEMS传感器产业生态系统逐步完善,已形成从技术研发、设计、生产到应用的完整体系,部分细分领域已跻身世界领先水平。
截至2014年底的统计数据,中国MEMS传感器企业已经有190家。
其中做MEMS软件与专用电路的有11家;做MEMS产品设计的有143家;做MEMS封装与测试的有16家;做MEMS前端制造工艺线的,有20家。
从地域分布而言,MEMS企业主要集中在发达地区(长三角、珠三角、环渤海)。
因为MEMS行业更需要人才,发达地区的MEMS人才相对而言较为集中,能适应MEMS企业的发展和扩大。
中国MEMS企业以无晶圆厂(fabless)模式居多,包括目前国内
MEMS销售额最大的瑞声科技和歌尔股份;Fabless企业还包括美新半导体、敏芯微电子、明犒传感、深迪半导体、芯敏微系统、微联传感、康森斯克等,其生产以代工为主。
还有些企业,如丽恒光微、矽睿科技、大立科技等,在与国内代工厂合作的同时,购买少量专用MEMS工艺设备,放置于其特定代工厂超净间内,共同研发和生产MEMS产品。
中国具有一定规模的集成器件生产商(IDM)企业较少,主要有美泰科技、士兰微电子、髙德红外等。
据分析机构YOLE报告,2015年全球排名前30的MEMS传感器市场厂商当中,中国占据了2个席位,瑞声科技(ACC),排名20;歌尔股份(Goertek),排在第26位。
从产业的角度而言,两家企业对中国MEMS传感器企业起到了很好的引导示范作用。
中国作为全球最大的电子产品生产基地,消耗全球四分之一的
MEMS器件,可大部分MEMS传感器仍依赖进口,就总体水平而言,国内MEMS传感器仍以中低端为主,技术相对落后,与欧美日相比,国内在整个产业的各个环节都有差距,制造技术和封装技术更加明显,原始性创新的产品少,导致产品的附加值和市场份额都比较低。
中国是最大电子生产和消费大国,这是我们的主场优势。
由于终端消费市场的巨大市场需求,以及增长潜力无限的可穿戴和物联网市场的驱动,MEMS传感器的市场增量将相当可观。
尽管中国MEMS产业生态逐步完善,但各个产业链上缺乏规模企业,没有产生在国际市场上具有领导地位的企业。
MEMS传感器和IC芯片一样,
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