发光二极管LED蓝宝石衬底的加工制造工业企业项目可行性研究报告

'发光二极管LED蓝宝石衬底的加工制造工业企业项目可行性研究报告139 目录第一章项目总论41.1可行性研究结论综述41.2主要经济技术指标41.3项目背景信息51.4项目建设进度及运营阶段安排61.5问题及建议6第二章项目背景和发展概况62.1项目提出的背景62.2行业发展概况72.3投资的必要性11第三章行业和市场分析与建设规模113.1行业分析113.1.1LED产业链技术特点与壁垒123.1.2LED专利分析133.1.3全球LED行业格局143.1.4LED产业链价值分配163.1.5LED行业议价能力193.1.6蓝宝石衬底行业分析19139 3.2市场分析213.2.1LED衬底产品对比分析223.2.2产品现有生产能力调查273.2.3产品产量及销售量调查303.2.4替代产品调查303.2.5客户需求分析313.3市场预测323.3.1市场需求分析323.3.2产品价格预测383.4营销策略及方法393.4.1产品／市场推广方案393.4.2销售模式393.4.3分销渠道393.4.4销售网点建设及销售队伍建设403.4.5价格策略及服务403.4.6销售费用预测403.5产品方案和建设规模403.5.1产品方案403.5.2建设规模413.6产品销售收入预测41第四章建设条件和厂址选择414.1资源和原材料414.1.1资源评述414.1.2原材料及主要辅助材料的供给424.2建设地区的选择42139 4.3厂址选择43第五章工厂技术工艺方案445.1项目组成445.2生产技术方案445.2.1产品标准445.2.2生产方法455.2.3技术参数和工艺流程515.2.4主要工艺设备选择535.2.5主要生产车间布置方案555.3总平面布置和运输555.3.1总平面布置原则555.3.2厂内外运输方案565.3.3仓储方案565.3.4占地面积及分析565.4土建工程575.4.1主要建筑构筑物的建筑特征与结构设计575.4.2特殊基础工程设计575.5其他工程575.5.1给排水工程575.5.2动力及公用工程57第六章环境保护与职业安全576.1项目主要污染源和污染物586.1.1主要污染源586.1.2主要污染物58139 6.3治理环境的方案59第七章企业组织和劳动定员597.1企业组织597.1.1企业组织形式597.1.2企业作业制度607.2劳动定员和人员培训607.2.1劳动定员607.2.2年工资总额和员工年平均工资估算607.2.3人员培训及费用估算61第八章项目实施进度安排618.1项目实施管理机构618.2项目实施进度表61第九章投资估算与资金筹措629.1项目总投资估算629.1.1固定资产投资总额639.1.2流动资金估算649.2资金筹措659.2.1资金来源659.2.2项目筹资方案659.3投资使用计划669.3.1投资使用计划669.3.2借款偿还计划66第十章财务与敏感性分析66139 10.1生产成本和销售收入估算6610.1.1生产总成本估算6610.1.2单位成本估算6910.1.3销售收入估算7010.2财务评价7110.3不确定性分析7210.3.1盈亏平衡分析7210.3.2敏感性分析7210.3.3风险分析73第十一章可行性研究结论与建议7411.1对推荐的拟建方案的结论性意见7411.2就主要对比方案的说明7411.3本可行性研究尚未解决的主要问题的解决办法和建议74第一章项目总论1.1可行性研究结论综述随着2009年背光源市场的爆发，LED行业迎来新的发展。市场预计未来4年LED行业仍将主要由背光源市场带动发展，而从远景照明市场来看，LED行业前景不可估量139 。下游应用市场（背光源市场：LED电视、LED电脑显示屏等）的放量使得上游产品供不应求，蓝宝石衬底一路上涨，价格由2008年的7美元上升到目前的32美元。市场预计未来4年蓝宝石衬底价格不会滑落甚至仍会小幅上升，且蓝宝石衬底未来10年不会被碳化硅衬底取代，因此，此时选择以蓝宝石衬底为切入口介入LED行业，无论从盈利来看还是LED行业发展周期来看，时机都甚是恰当。本项目规划产能为年产100万片蓝宝石衬底，计划投资XXX万元，其中：机器设备投资XXX万元，房屋建筑工程投资XXX万元，不可预见费XXX万元，建设期利息XXX万元，土地权及税费XXX万元，技术转让费XXX万元，流动资金XXX万元。项目选址于XXX经济开发区。劳动定员XXX人（三班制）。项目计划2011年1月启动，2011年12月底开始量产。经过财务测算，项目各类盈利指标都比集团现有业务的财务指标要好（见1.2），而且，这是用一般所得税率25%计算得来的。该项目属于政府支持的高科技项目，很有可能取得15%的税率优惠。项目达产后第一年就可以取得约3000万的净利润，在项目周期15年内，共取得XXX万元净利润，年均净利润XXX万元。139 结论：本项目盈利前景比较乐观，可行性非常好，值得投资。1.2主要经济技术指标投资规模（万元）XXX投资期数一期期间投资额比例100%其中固定资产投资(万元)XXX其中流动资产投资(万元)XXX资本来源（自有）XXX万元（借贷）XXX万元借贷比例28.2%设计产能（万片/年）100全年生产量（万片/年）100项目总定员（人）XXX全员劳动生产率（万元/年）XXX项目占地面积(米2)20000项目建筑面积(米2)XXX年均16056年均16056年均总成本费用XXX139 销售收入(万元)产值(万元)(万元)平均毛利率67.51%年均净资产收益率57.30%年均单位成本费用(美元)XXX年平均投资收益率41.17%静态投资回收期(年)3.15年均利润率45.56%财务内部收益率49.33%动态投资回收期(年)3.47借款偿还期（年）3基准折现率10%项目建设周期（年）1项目设计运营寿命（年）151.3项目背景信息项目名称发光二极管用蓝宝石衬底的加工制造项目承办单位XXX项目组项目发起人和项目来源自发139 项目拟建地区、地点XXX可行性研究承担单位/主要负责人XXX可行性研究工作依据：1、“国家半导体照明工程”，2003年；2、《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》，2006年；3、《深圳市LED产业发展规划(2009-2015年)》4、集团研发与投资管理部对LED行业的调研结果。技术方案优选原则：1、商业化应用成熟的技术；2、未来10年内不会被替代的技术和产品；3、适度超前的产品技术安排。厂址选择原则及成果：选址原则：（1）贴近目标市场或距目标市场交通交流便捷；（2）综合运营成本较小；（3）能产生产业群效应。选址结果：XXX经济开发区环境影响报告编制情况：本项目不产生139 废气、废固；产生少量废水，可用中和或稀释方法处理后排放。环境影响报告暂未编制，将视必要性再启动环评程序。项目建设的必要性、重要性和理由：1、该项目符合集团发展节能产业的战略；2、该项目属于国家鼓励发展的项目；3、该项目属于LED行业的最上游，项目的成功实施可以解决LED行业发展的瓶颈，提升国内LED行业的技术水平和国际地位。1.4项目建设进度及运营阶段安排项目开始建设到建成投产约需12个月。产能建设按照以下顺序依次进行：先建长晶体产能，再依次建切片、研磨抛光、和图形刻蚀产能。项目建成后，以独立法人资格运营，有相对独立的董事会和管理层。运营也可按阶段进行，长晶产能建成后，可以先销售晶棒，待切片产能具备后，可销售切割片，依次递延。这样可以有效地缩短项目建设周期，同时使资本收益最大化。1.5问题及建议139 本项目的难点在于生产加工工艺技术，从长晶、切片到抛光都有技术诀窍，据业内资深人士讲，有了长晶炉不见得能长出合格的晶体，做了七八年的晶体生长，才出了两个掌握诀窍的操机手；做了三年，才真正掌握了切片技术。所以，为了把本项目建设运营得又好又快，就有必要高薪从业界挖几个熟手。操作工的培训和海选也很重要，而且要和项目建设同步进行。第二章项目背景和发展概况2.1项目提出的背景国家或行业发展规划1、“国家半导体照明工程”，2003年；2、《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》，2006年3、《中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯行动计划》，20084、《高效照明产品推广财政补贴资金管理暂行办法》，20085、科技部“十城万盏”LED路灯示范计划，2009符合集团“XXX”的公司战略139 集团发展战略及投资政策与集团现有业务的关联性及协同效应蓝宝石长晶技术与集团现有业务生产技术有相似之处；与现有业务关联性非常小，但LED应用产品未来可能与集团XXX产品产生较大关联，“太阳能电池+储能装置+LED”可能会是一个蓝海产品项目发起人和发起缘由及投资意向蓝宝石衬底目前供应短缺，随着固体照明技术和产品推广和广泛应用，蓝宝石衬底需求量将会进一步放大，业内人士估计，在未来10年内，它都是一个热销和肥利产品。集团管理层发起此项目，并有意愿投资。2.2行业发展概况图表1LED与其他光源的总成本对比139 资料来源：日信证券研发部监管。因为LED有着显著的节能效应，所以世界各国都在通过实施各种政策来大力推广LED的使用。目前的主要政策是白炽灯禁用政策。见图表2图表2全球各国禁用白炽灯情况区域内容美国从2012年1月到2014年1月间，美国要逐步淘汰40W、60W、75W和100W的白炽灯泡，以节能灯泡取代替换欧盟欧盟于2009年9月起禁止销售100W传统灯泡，2012年起禁用所有瓦数的传统灯泡加拿大加拿大定于2012年开始禁止销售白炽灯澳大利亚澳大利亚2009年停止生产、最晚在2010年逐步禁止使用传统的白炽灯日本到2012年止，停止制造销售高能耗白炽灯，全面禁用白炽灯韩国韩国2013年底前禁用白炽灯中国国家发改委2008年与联合国开发计划署（UNDP）、全球环境基金（GEF）合作共同开展“中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯”139 项目，开始研究编制《中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯行动计划》资料来源：XXX部整理发展历程。LED照明技术的发展路径可以从两个维度来拆解：1、色彩丰富，从60年代的红色，到70年代的黄、绿色，直至90年代以来的蓝、白色；2、发光效率提升，从60年代0.1lm/w，到80年代的10lm/w，直至当前的100以上lm/w。LED的应用范围随着其色彩丰富、发光效率提升，逐步从60年代的指示灯市场，发展到90年代的手机背光源市场，直至当前的显示屏、中型尺寸LCD背光源等市场，未来还可能向大尺寸背光源、通用照明、车头灯等市场渗透，市场容量可能从几百亿美元，跃升为上千亿美元，前景看好。图表3LED分类及应用（按波长分）139 资料来源：中国半导体照明网产业链。LED产业链大致分为制造和应用两个环节。制造环节又可细分为：上游的单晶片衬底（蓝宝石衬底、碳化硅衬底等）制作；中游的外延晶片生长、芯片、电极制作、切割和测试分选；下游的产品封装。应用领域又可大致分为三部分：照明应用、显示屏、背光源应用。应用。LED的应用范围主要由LED芯片发光强度（mcd，毫坎德拉）和发光效率（lm/w，流明/瓦）决定。发光强度越大、发光效率越高，则应用越发广泛。LED芯片按发光强度分为普通亮度LED、高亮度LED和超高亮度LED，发光强度<10mcd为普通亮度，10mcd～100mcd间的为高亮度，达到或超过100mcd139 的称超高亮度。普通亮度主要用于指示灯；高亮度用于特殊照明；而超高亮度则可以进一步用于通用照明。图表4LED的应用领域（按发光强度分）分类发光强度用途具体应用普通亮度＜100mcd指示灯仪器仪表的指示光源、LED发光点阵组成的小型字符或数字显示器，用于计算器、测试仪器、指示牌等电子设备上高亮度10mcd～100mcd特殊照明全彩显示屏、交通信号灯、汽车车灯、背景光源、景观照明、特种工作照明（如强调安全生产、特殊用途的矿灯、警示灯、防爆灯、救援灯、野外工作灯等）、军事及其它应用（玩具、礼品、轻工产品等）139 超高亮度>100mcd通用照明各种民用及工业用照明替代现有白炽灯和荧光灯注：1）发光强度mcd，光通量的空间密度，即单位立体角的光通量；2）光通量lm，单位时间里通过某一面积的光能。2009年背光源应用市场的突然爆发引发了LED行业的快速发展，市场预计未来4年LED的市场发展仍将以背光源应用市场为主，远期发展则要依赖照明市场的启动。见图表5、6。图表52008、2012年全球LED应用结构对比数据来源：StrategiesUnlimited图表6全球LED应用趋势（数量）139 资料来源：台湾工研院衬底。商业化大量应用的单晶片衬底有蓝宝石晶片、碳化硅晶片和砷化镓衬底等。砷化镓在生长磷化镓等外延材料后可以用来生产红光LED，蓝宝石晶片和碳化硅晶片在生产氮化镓外延材料后可以用来生产蓝光LED。背光源市场使用蓝光LED，照明市场（白光LED）使用红绿蓝融合LED或涂有荧光粉的蓝光LED。因为碳化硅衬底比蓝宝石衬底价格高出15倍以上，这制约了其发展，所以蓝宝石晶片成为应用最广的衬底。139 这还不是故事的全部，碳化硅单晶片是一种战略性材料，其功能是蓝宝石衬底无法胜任的，某些军事或高端应用，非碳化硅不可。下游背光源应用市场的爆发使得上游单晶片衬底出现短缺，蓝宝石衬底价格一路看涨，从2009年初的6-7美元涨至目前的30美元（均指直径为2英寸的薄片）。市场预计2010-2011年衬底短缺的情况仍将持续，衬底价格仍将在高位缓慢上行。长期来看，LED的价格会逐渐下降，衬底的价格也随着相应下降，但LED价格的下降将会启动天量照明市场的发展，这又反过来促进衬底的广泛使用，所以，LED衬底市场前景非常远大。2.3投资的必要性项目综合利润情况年净利润7315万元，平均毛利率67.51%项目对提高公司综合竞争力的贡献提高集团的高科技形象，提升集团品牌价值；丰富集团的节能产品和优化集团产品结构项目对现有业务的协同效应与集团现有业务关联性较小，但未来该项目下游产品（LED）+太阳能电池+储能装置，可能会结合形成蓝海产品139 扩大产能，提高市场占有率该项目可以增加蓝宝石衬底的供给，一定程度缓解LED行业的需求和瓶颈采用新技术、新工艺、节约资（能）源、减少环境污染，提高劳动生产率情况采用世界最新工艺技术（泡生法长晶技术）和目前国际上最好的设备，以4英寸产品技术为主，走高质量路线，提升劳动生产率及产能利用率。取代进口或出口国际市场起先主要提供给国内市场，待工艺完全稳定成熟和扩产后将销往国外市场社会价值（纳税、就业、环保、科技进步等）为社会提供节能产品的上游部件；壮大和提升国内LED产业的力量和水平；提供XXX个就业岗位；每年产生XXX万元利税139 第三章行业和市场分析与建设规模3.1行业分析行业规模LED行业2010年产值约625亿元；蓝宝石衬底行业预计2012年产值达到25亿行业复合平均增长率LED行业2010-2012年约17%；蓝宝石衬底行业2010-2012年约60%行业结构LED上游（衬底）市场集中度非常高，全球前三大公司市场份额为70%；LED中游（外延片和芯片）市场集中度也较高，全球前五大厂商市场份额为56%；LED下游（封装）和应用领域市场集中度非常分散行业发展趋势随着LED行业技术的成熟，LED应用产品会越来越便宜，在照明上有全面取代白炽灯、日光灯和荧光灯的趋势；在显示器背光源上，已开始大面积取代原有传统光源行业机会从产品周期来看，LED产品和衬底产品都处于成长期中，该成长期有望持续几十年，行业发展前景远大139 ，尽早进入可以享受到行业加速期的高额利润，并为未来在行业中的地位奠定基础3.1.1LED产业链技术特点与壁垒概述LED产业链较长，从上游衬底材料、外延生长和芯片制备，到中游的芯片封装，各个产业链环节都有比较成熟的技术路线但就整个产业发展的技术点来说，从发光理论、材料体系、器件结构到应用范围都有可能找到新的方法，甚至是全新的技术路线制造环节概述LED的制造流程包括上游的单晶片衬底制作、外延晶片生长；中游的芯片、电极制作、切割和测试分选；下游的产品封装第一步晶片：单晶棒→单晶片衬底→在衬底上生长外延层→外延片成品：单晶片、外延片第二步金属蒸镀→光罩蚀刻→热处理（正负电极制作）→切割→测试分选成品：芯片第三步封装：芯片粘贴→焊接引线→树脂封装→剪脚139 成品：LED灯泡和组件产业链环节行业壁垒领先企业特点衬底制作原材料的纯度一般都要在6N以上日亚、Cree蓝宝石衬底生产工艺比较成熟MOCVD设备生产商技术壁垒极高德国AIXTRON、美国VEECO、日本大阳日酸LED外延片主要生产技术为MOCVD外延片、芯片关键在于技术和资本日亚、Cree、Lumileds、Osram、丰田合成、晶电进入壁垒高，技术制胜，不确定性大，投资规模大封装组件关键在于资本实力和管理的精细化佛山国星、厦门三安、大连路明、江西联创有一定的技术含量，投资规模较大，台湾企业领跑，内地企业跟随139 应用关键企业的经营、管理综合能力、质量、成本、品牌和渠道华刚光电、勤上光电、佛山国星、广州鸿力应用产品多样化，投资比较小，国内企业较多，整合不断，传统巨头跟进行业特征环节技术难度生产特点垄断程度进入门槛衬底材料极高技术专利寡头垄断极高MOCVD设备制造极高技术专利寡头垄断极高外延片生长偏高高技术、高资本集中度较高偏高芯片制造偏高高技术、高资本集中度较高偏高组件封装小功率芯片低劳动密集集中度很低低模块应用很低劳动密集集中度很低很低139 3.1.2LED专利分析图表7LED主要专利厂商及授权情况专利厂商专利拥有情况Nichia（日亚化学）全球专利。与Toyoda、CREE、Lumileds交叉授权，在日本有93项外观专利和58项设计专利，在美国有30项专利，中国有32项专利，香港有2项专利。授权台湾鸿海集团、斯坦利电气、西铁城，与台湾光磊合作，光磊代工日亚芯片CREE（科锐）有全球专利。并与日亚和TG交叉授权，授权红绿蓝sunlight使用芯片Lumileds与日亚交叉授权Osram（欧司朗）与日亚交叉授权Toyoda（丰田合成）与日亚交叉授权。授权于日亚化学、欧司朗、飞利浦、昭和电工Bridgelux有全球专利，已授权红绿蓝sunlight使用芯片资料来源：根据互联网资料整理图表8全球LED制造商之间的专利关系139 资料来源：台湾工研院图表9我国与外国专利申请差距比较分支领域名称衬底技术外延技术芯片结构封装/荧光材料封装技术应用技术我国申请量比例7.86%1.3%0.6%3%/16%1%7%日本申请量比例76.2%82.2%64.2l%83%/5l%81%43%美国申请量比例8.33%9.2%19.43%5%/11%8%14%德国申请量比例2.38%2.1%7.28%3%/7%4%14%中国台湾地区申请量比例1.43%1.8%2.48%3%/8%2%2.15%6-1911-175-1520/107-241l-17139 专利申请差距年数我国申请中发明专利的比例68%91.9%100%100%(材料无实用新型专利)28.1%10%我国的申请人类型(非职务/职务)36%/64%2.7%/97.3%0/100%9%/91%19%/81%49%/51%65%/35%数据来源：宁波市科技信息研究院、宁波市知识产权发展研究中心《半导体照明（LED）封装及照明应用产业专利战略分析报告》申请数量能够从一定程度上说明我国目前LED技术领域内的知识产权保护状况和技术发展情况。从上表可以看出，我国的申请数量与半导体照明技术强国(日本)的差距非常巨大，在外延技术、芯片结构、封底技术领域的申请数量也低于美国、德国以及后起之秀台湾地区的申请数量，照明应用领域的申请量仅高于台湾地区的申请量。3.1.3全球LED行业格局图表10全球LED产值区域分布格局（2009年）139 资料来源：XXX部资料整理图表11大陆LED产值区域分布格局（2009年）资料来源：XXX部资料整理从全球看，LED的主导厂商是日本的日亚化学（Nichia）和丰田合成（ToyodaGosei）、美国的Cree以及欧洲的PhilipsLumileds和欧司朗（Osram）五大厂商。他们无一例外都在上中游拥有强大技术实力和产能。139 从收入看，目前日本是全球最大的LED生产地，2007年约占一半的市场份额，2009年其市场份额下滑至37%，主要厂商为日亚公司和丰田合成公司。其中日亚公司为全球最大的LED生产商，专长生产荧光粉和各种颜色的LED，年销售收入超过10亿美元，以生产高亮度白光LED和大功率LED著称。丰田合成从1986年开始LED的研究和开发，1991年成功开发出世界第一个氮化镓的蓝光LED，扫除了实现白光LED的最后障碍。台湾在全球市场份额中排名第二，市场份额2009年提升至24%。其LED技术含量与日本、欧美的主要企业相比还存在一定距离。台湾地区LED产业是典型的下游切入模式，即通过二十多年下游封装领域的经验积累，逐步延伸拓展到上游/中游的衬底/外延片/芯片领域。欧美也是LED的传统强势区域，其主要厂商是Cree和PhilipsLumileds。美国Cree虽然是新兴照明企业，但以其技术先进性成为LED照明产业的先锋代表。2008年3月，Cree完成对元老级厂LEDLightingFixtureInc公司的收购，使其在产品丰富性及技术先进性上得到进一步加强。2010年上半年Cree销售收入超过8.7亿美元，比2009年5.7亿美元的总收入还高出3亿美元。PhilipsLumiledsLighting目前是飞利浦的全资子公司，总部设在加州圣何塞，是世界领先的高功率LED139 的制造商，同时也是为日常用途，包括汽车照明、照相机闪光灯、LCD显示器和电视、便携照明、投影和普通照明等领域，开发半导体照明解决方案的开创者。我国大陆地区LED起步较晚，也是从下游封装做起，逐步进入中游外延片/芯片和上游衬底生产。特别是在2000年开始加大了对高亮度四元芯片和GaN芯片的投资。随着厦门三安、大连路美等一批高亮度芯片生产企业的产能释放，国内高亮度芯片产量出现井喷式增长。2003-2006年芯片产量年增长率超过100%。据LED产业研究机构LEDinside统计，至2009年8月，中国大陆现存LED芯片生产企业达62个，而1998年只有3个。广东、福建企业数量明显领先于其他地区，广东有10个占16.1%，福建有8个占12.9%。7个国家半导体照明产业化基地所在的省/直辖市，LED芯片企业数量都在4个或以上。7个国个半导体照明产业化基地所在的省/直辖市广东、福建、上海、河北、江苏、江西、辽宁LED芯片企业合计41个，约占LED芯片企业总数的2/3。139 广东10个LED芯片企业主要分布在深圳、东莞、广州、江门四个城市，分别是深圳世纪晶源、深圳方大国科、深圳奥德伦、深圳鼎友、东莞福地、东莞洲磊、东莞高辉、广州普光、广州晶科、江门鹤山银雨灯饰（真明丽）。福建8个LED芯片企业主要分布在厦门、泉州、福州三个城市，分别是厦门三安、厦门安美、厦门明达、厦门干照、厦门晶宇、泉州晶蓝、泉州和谐、福建福日科。其他地区企业典型企业还有南昌欣磊、江西晶能、大连路美、上海蓝宝、上海大晨、上海蓝光、河北汇能、河北立德、杭州士兰明芯、山东华光、武汉迪源、武汉华灿等等。3.1.4LED产业链价值分配图表12LED产业链产值分布图上游（衬底）下游（封装应用）中游（外延片+芯片）产值占比：1%现有企业投资规模：3000万元以上产值占比：9%现有企业投资规模：1亿元以上、6000万元以上；5000万元以上、3000万元以上产值：90%现有企业投资规模：2000万元以上图表13国内LED产业2009年各环节产值（亿元）及占比139 资料来源：中国光电子协会，XXX部资料整理图表14全球产业链各链点代表公司的营收状况（万元RMB）产业链代表公司市场占有率财务指标2007200820092010上半年上游（衬底制作+MOCVD设备）美国Rubicon30%营收22983254771334518400毛利率35.5%32.0%-18.2%41.7%净利率-8.5%11.6%-48.5%20.0%德国Aixtron60%营收187735239825264822302666毛利率40%41%44%53%净利率8.1%8.4%14.8%21.4%营收265637332484382333584553139 中游（外延片+芯片）美国Cree毛利率34.0%33.6%37.4%47.4%净利率14.6%6.8%5.3%17.6%中国三安光电营收-213164702936452毛利率-41.3%42.0%43.5%净利率-24.4%38.3%33.2%下游（封装）台湾亿光电子营收21803243542433317767毛利率36%30%35%35%净利率22%12%16%17%中国国星光电营收44387566726279140682毛利率29.1%34.8%33.4%32.6%净利率14.1%18.8%18.3%17.7%注：1）Rubicon公司为全球蓝宝石衬底龙头供应商，晶棒销售占比66%，主要销往亚洲（82%）；其和Monocrystal、京瓷占有全球70%的市场份额。2）Aixtron公司为全球MOCVD龙头供应商，其和Veeco（30%）、大阳日酸占据了95%以上的份额。139 3）Cree公司为美国外延片和芯片的龙头供应商，其产品主要采用自产的SiC衬底；三安光电为大陆外延片和芯片的龙头供应商。4）亿光电子为台湾LED封装龙头；国星光电为大陆三大LED封装龙头之一。5）全球LED龙头企业为日本日亚公司，因为其只出售芯片产品和没有公开上市，所以无法获得其资料；6）表中数据来源于各公司公开报表，计算汇率采用：1美元=6.74人民币，1欧元=8.74人民币，1人民币=12.60日元，1人民币=4.72新台币。图表15LED不同环节的平均毛利率资料来源：日信证券研发部3.1.5LED行业议价能力环节衬底制作设备制造外延片、芯片封装组件对下游议价能力弱，除非139 强，衬底材料必然会影响整个产业，是各个技术环节的关键强，MOCVD的供货能力是限制LED芯片公司产能扩张的瓶颈中高端拥有较强议价能力；低端产能旺盛，议价能力不足有技术含量的大功率、多芯片封装供需寡头垄断，供给稳定，需求旺盛以销定产，下游需求旺盛GaN基芯片产能扩大较快。低档产品供大于求，高档产品则价高难求属于劳动密集行业，市场供给充分目前LED行业议价能力最强的环节是MOCVD设备厂商，MOCVD已成为行业发展瓶颈。MOCVD设备制造商主要有两家：分别是德国AIXTRON公司和美国VEECO公司。著名厂商英国THOMASSWAN公司已被AIXTRON收购。另一家美国公司EMCORE则在2003年被VEECO收购。AIXTRON公司（含THOMASSWAN公司）大约占60%的国际市场份额，累计销售超过1200台，而VEECO公司占约30%。其他厂家主要包括大阳日酸（TaiyoNipponSanso）和日新电机（NissinElectric）等，其市场基本限于日本国内。此外，日亚公司和丰田合成的设备主要是自己研发，其GaN-MOCVD设备不在市场上销售，仅供自用。139 3.1.6蓝宝石衬底行业分析图表16全球蓝宝石长晶厂家市场份额资料来源：XXX部调研整理图表17蓝宝石衬底价值分布图晶棒晶片切片2009年初，台湾晶棒报价6.9美元/毫米（2英寸）；2009年末，台湾晶棒报价17美元/毫米；目前，台湾晶棒报价24-27美元/毫米；晶棒成本与工艺密切相关晶棒切割后（2英寸切片）增值3-4美元，切割厂家可得净利润1美元；切片成本（除原料晶棒外）无变化；切片价格随晶棒而动切片经研磨和抛光之后（2英寸晶片）增值4美元，磨抛厂家约得净利润1美元；晶片成本（除原料切片外）无变化；晶片价格随切片而动资料来源：XXX部调研整理蓝宝石衬底基本上由国外厂商垄断。LED供应链最上游之蓝宝石晶棒长期掌握在外商139 手中，全球前3大产商俄罗斯的MonoCrystal、美国Rubicon和日本京瓷占全球近7成的产量。蓝宝石晶棒主要供货商还有韩国STC及台湾的合晶光电、越峰、尚志及鑫晶钻等。蓝宝石晶片（衬底）的供应方面目前主要有美国的Rubicon、CrystalSystems、法国Saint-Gobain、俄罗斯Monocrystal、日本的京都陶瓷（Kyocera）、Namiki、Mahk，及台湾的兆远、兆晶(奇美、鸿海投资)、晶美、合晶及中美晶等公司。泡生法工艺生长的蓝宝石晶体约为目前市场份额的70%。图表18蓝宝石衬底制造成本构成资源来源：YoleDevelopment.139 LED用蓝宝石晶锭(SapphireIngot)自2009年出现缺货潮后，蓝宝石晶片(SapphireWafer)价格应声而涨，目前蓝宝石晶片价格较2009年同期增加3倍，较2010年第1季增加约50%，也助长LED封装等成品价格上升。业界正努力确保价格及供货量，2010年底晶片供不应求现象恐将持续。台湾LED业者指出，蓝宝石晶片占芯片成本比重约20%至30%，且多以外购为主，供应厂商主要为美国的Rubicon及俄国Monocrystal等，目前台湾蓝宝石晶片自制率约26%，生产厂商包括鑫晶钻和越峰，中美晶及合晶也积极介入。3.2市场分析图表19全球LED市场规模增长情况（亿元）139 资料来源：中国电子信息产业发展研究院图表20中国LED市场规模增长情况（亿元）资料来源：中国电子信息产业发展研究院3.2.1LED衬底产品对比分析图表21LED衬底性价比分析应用领域红黄光LED蓝绿光LED外延材料GaP、AlGaAs、AlGaInPGaN衬底产品砷化镓（GaAs）磷化镓(GaP)蓝宝石碳化硅硅氮化镓(GaN)氧化锌（ZnO）导电性　良　良无良良　良　良热导性（W/cm-K）　良　良差（35）优（490）良（120）　良　良139 尺度效应发光效率稳定发光效率稳定发光效率与芯片面积成反比发光效率稳定发光效率稳定发光效率稳定发光效率暂不稳定热膨胀系数×10-6/℃　与外延材料匹配　与外延材料匹配与GaN匹配(5.5)与GaN匹配(4.5)略低(3.5)　完全匹配　匹配晶格匹配佳差差中差　佳　佳抗静电能力　良　良中优优　良　良成本　-　-x15x1.2x　-　-产品周期成熟期成熟期成长期成长期开发期开发期开发期次要应用　太阳能电池　-军工窗口片军工用品太阳能电池　大功率、高频器件　液晶显示器基片又称衬底，也有称之为支撑衬底。衬底主139 要是外延层生长的基板，在生产和制作过程中，起到支撑和固定的作用。它与外延层的特性配合要求比较严格，否则会影响到外延层的生长或是芯片的品质。对于制作LED芯片来说，基片材料的选用是首要考虑的问题。应该采用哪种合适的衬底，需要根据设备和LED器件的要求进行选择。目前市面上GaN基系列一般有三种材料可作为衬底：蓝宝石（Al2O3）、硅(Si)、碳化硅（SiC）。除了以上三种常用的衬底材料之外，还有GaAs、AlN（目前还在基础研究中）、ZnO等材料也可作为衬底，通常根据设计的需要选择使用。(1）蓝宝石衬底蓝宝石（英文名为Sapphire）的组成为氧化铝(Al2O3)，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键形式结合而成，其晶体结构为六方晶格结构。它常被应用的切面有A-Plane、C-Plane及R-Plane。由于蓝宝石的光学穿透带很宽，从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性，因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上，它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、高熔点（2045℃）等特点，它是一种相当难加工的材料，因此常被用来作为光电元件的材料。目前超高亮度白/蓝光LED的品质取决于氮化镓磊晶(GaN)139 的材料品质，而氮化镓磊晶品质则与所使用的蓝宝石基板表面加工品质息息相关，蓝宝石(单晶Al2O3)C面与Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小，同时符合GaN磊晶制程中耐高温的要求，使得蓝宝石晶片成为制作白/蓝/绿光LED的关键材料。1993年日亚化(Nichia)开发出以氮化镓（GaN）为材质的蓝光LED，配合MOCVD(有机金属气相沉积)的磊晶技术，可制造出高亮度的蓝光LED。通常，GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石基片上。蓝宝石基片有许多的优点：首先，蓝宝石基片的生产技术成熟、器件质量较好；其次，蓝宝石的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中；最后，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。因此，大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。图表21示例了使用蓝宝石衬底做成的LED芯片。图表22LED结构图139 使用蓝宝石作为衬底也存在一些问题，例如晶格失配和热应力失配，这会在外延层中产生大量缺陷，同时给后续的器件加工工艺造成困难。蓝宝石是一种绝缘体，常温下的电阻率大于1011Ω·cm，在这种情况下无法制作垂直结构的器件；通常只在外延层上表面制作n型139 和p型电极（如图1所示）。在上表面制作两个电极，造成了有效发光面积减少，同时增加了器件制造中的光刻和刻蚀工艺过程，结果使材料利用率降低、成本增加。由于P型GaN掺杂困难，当前普遍采用在p型GaN上制备金属透明电极的方法，使电流扩散，以达到均匀发光的目的。但是金属透明电极一般要吸收约30%~40%的光，同时GaN基材料的化学性能稳定、机械强度较高，不容易对其进行刻蚀，因此在刻蚀过程中需要较好的设备，这将会增加生产成本。蓝宝石的硬度非常高，在自然材料中其硬度仅次于金刚石，但是在LED器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割（从400μm减到100μm左右）。添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。蓝宝石的导热性能不是很好（在100℃约为35W/（m·K））。LED器件工作时，会传导出大量的热量，特别是对面积较大的大功率器件，导热性能是一个非常重要的考虑因素。为了克服以上困难，很多人试图将GaN光电器件直接生长在硅衬底上，从而改善导热和导电性能。(2）硅衬底目前有部分LED芯片采用硅衬底。硅衬底的芯片电极可采用两种接触方式，分别是L接触（Lateral-contact,139 水平接触）和V接触（Vertical-contact，垂直接触），以下简称为L型电极和V型电极。通过这两种接触方式，LED芯片内部的电流可以是横向流动的，也可以是纵向流动的。由于电流可以纵向流动，因此增大了LED的发光面积，从而提高了LED的出光效率。因为硅是热的良导体，所以器件的导热性能可以明显改善，从而延长了器件的寿命。(3）碳化硅衬底SiC是IV-IV族二元化合物，也是元素周期表IV族元素中唯一的稳定固态化合物，一种重要的半导体材料。它具有优良的热学、力学、化学和电学性质，不但是制作高温、高频、大功率电子器件的最佳材料之一，同时又可以用作基于GaN的蓝色发光二极管的衬底材料。用SiC所制功率器件可以承受更高电压、更大电流、发光层可以做的更薄，因而工作速度更快，可使器件体积更小、重量更轻。图表23采用蓝宝石衬底与碳化硅衬底的LED芯片139 碳化硅衬底（美国的CREE公司专门采用SiC材料作为衬底）的LED芯片电极是L型电极，电流是纵向流动的。采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常好，有利于做成面积较大的大功率器件。碳化硅衬底的导热性能（碳化硅的导热系数为490W/m·K）要比蓝宝石衬底高出10倍以上。蓝宝石本身是热的不良导体，并且在制作器件时底部需要使用银胶固晶，这种银胶的传热性能也很差。使用碳化硅衬底的芯片电极为L型，两个电极分布在器件的表面和底部，所产生的热量可以通过电极直接导出；同时这种衬底不需要电流扩散层，因此光不会被电流扩散层的材料吸收，这样又提高了出光效率。但是相对于蓝宝石衬底而言，碳化硅制造成本较高，实现其商业化还需要降低相应的成本。另外，SiC衬底吸收380纳米以下的紫外光，不适合用来研发380纳米以下的紫外LED。(4）氮化镓用于GaN生长的最理想衬底是GaN单晶材料，可以大大提高外延膜的晶体质量，降低位错密度，提高器件工作寿命，提高发光效率，提高器件工作电流密度。但是制备GaN体单晶非常困难，到目前为止还未有行之有效的办法。(5）氧化锌139 ZnO之所以能成为GaN外延的候选衬底，是因为两者晶体结构相同、晶格失配度非常小，禁带宽度接近（能带不连续值小，接触势垒小）。但是，ZnO作为GaN外延衬底的致命弱点是在GaN外延生长的温度和气氛中易分解和腐蚀。目前，ZnO半导体材料尚不能用来制造光电子器件或高温电子器件，主要是材料质量达不到器件水平和P型掺杂问题没有得到真正解决，适合ZnO基半导体材料生长的设备尚未研制成功。（6）LED用基片（衬底）的选择LED外延片衬底材料是半导体照明产业技术发展的基石。不同的衬底材料，需要不同的LED外延片生长技术、芯片加工技术和器件封装技术，衬底材料决定了半导体照明技术的发展路线。用于氮化镓研究的衬底材料比较多，但是能用于大量生产的衬底目前只有二种，即蓝宝石和碳化硅衬底。如下图中所示不同半导体材料对应的LED所发出的光的颜色：图表24不同半导体材料所对应的波长139 由此可见，氮化镓基LED在LED行业中的重要性，用于氮化镓生长的最普遍的衬底是蓝宝石，其优点是化学稳定性好、不吸收可见光、价格适中、制造技术相对成熟，不足方面虽然很多，但均一一被克服：很大的晶格失配被过渡层生长技术所克服，导电性能差通过同侧P、N电极所克服，机械性能差不易切割通过雷射划片所克服，很大的热失配对外延层形成压应力因而不会龟裂，利用倒装技术解决了导热性能差（蓝宝石的透光性能好）。市调机构YoleDeveloppement发表研究报告指出，由于LED行业需求强劲，预期自明年(2011)起蓝宝石基片(sapphiresubstrate)出货量将占整体化合物半导体(compoundsemiconductor)基片已处理面积(processedsurfacearea)的50%以上，成为主要的化合物半导体基片材料。另外，由于蓝宝石晶体具有独特性能，蓝宝石广泛应用二极管(LED)、蓝光激光器(LD)工业的基片、红外窗口和高档窗口片等。3.2.2产品现有生产能力调查图表25全球蓝宝石晶棒产能139 名称产业链段与产品目前晶棒年产量（万毫米）未来动向备注拉晶（晶锭）掏棒（晶棒）切割（切片）磨抛（晶片）美国Rubicon√√√√600预计2011年将扩大产能至650万毫米晶棒规模销售晶棒为主；100多台单晶炉俄罗斯Monocrystal√√　　480预计2011年增加50万毫米至530万毫米晶棒规模销售晶棒为主；100多台单晶炉日本京瓷√√√√450不详晶棒产能约400-500万毫米之间，以中位数450万毫米计算韩国STC√√√√360计划年底将产能提升至约420万毫米，且将　139 兴建6寸晶棒为主的新厂，预料2011年底产能倍增台湾越峰√√√√180计划在2年內将蓝宝石单晶产能再扩充2倍，月产能将上看50-60万毫米目前市场占有率约为7%台湾鑫晶钻√√√√90预计2011年将单晶炉增加到60台约40台单晶炉其他410主要包括日本并木精密、韩国Astek、哈工大奥瑞德、蓝晶等合计2570以1mm晶棒切割1片晶片的平均切割率计算，那么2010年市场晶片生产量为2570万片。139 图表26大陆具备生产能力的蓝宝石衬底企业公司产业链段与产品目前年产量未来动向备注拉晶（晶锭）掏棒（晶棒）切割（切片）磨抛（晶片）哈工大奥瑞德√√　　约年产80万毫米晶棒正在增加单晶炉年产45吨蓝宝石晶体；主要供给军工，少量外售给民用；改良泡生法云南蓝晶√√√√约年产200万毫米晶棒，折合200万片晶片不详约400台单晶炉，5台切割机；提拉法成都东骏√√　　年产2000毫米晶棒正在增加单晶炉　外卖晶棒；提拉法139 重庆四联√√√√年产12万片晶片2011年将形成年产能120万片晶片　文登华博　　√　年产140万片切片随市场增加产能，有可能做回拉晶为国内晶棒和少量国外晶棒加工；两台切割机焦作科瑞斯达　　　√年产60万片晶片不详技术较好青岛嘉星　　　√年产15万片晶片预计三年内年产能将扩大到180万片；2011年60万片购买哈工大和国外晶棒合计　　　国内年产量约为2011年产量约为晶片没有计哈工大、东骏的晶棒139 280万毫米晶棒、287万片晶片320万毫米晶棒、440万片晶片和华博的切片资料来源：XXX部调研整理图表27大陆尚未量产的蓝宝石企业名称现状未来动向备注浙江巨化停产两年现申请恢复生产2000年建厂，已能用泡生法量产晶体，因前几年市场不好而屡陷亏损天津赛法不详不详其前身是美国晶体技术有限公司（AXT）蓝宝石事业部；2008初自称已能量产，但市场少见其产品扬州华夏研发中不详成立于2002年，现在主要生产AlGaInP芯片，蓝宝石晶体尚在研发中长治虹源建设中三至五年拟投资50亿以上由深圳淼浩公司投资，创建于2009年8月，注册资本1.3亿元，项目总投资2.5亿元。拟打通产业链常州欧亚建设中“蓝宝石衬底”项目投资2亿元；项目二三期投资将超过5亿元139 计划1-2年内年产120万片，3-5年产300-400万片兴化祥盛小量生产不详2002年开始与中国科学院上海光机所合作研制开发的2～3英寸蓝宝石衬底基片；大庆华泰建设中不详2006年成立大庆迪光，主营蓝宝石衬底基片研制(国家863计划引导项目)焦作宏帆建设前期拟年产蓝宝石10吨总投资6026万元；备案中连城鑫晶建设中拟年产85吨晶体约200台蓝宝石单晶体生长炉天通股份中试不详拟实施高效LED照明用蓝宝石基板材料中试线项目，项目总投资不超过1亿元德豪润达规划中项目还存在较大变数拟在淮投资年产330吨蓝宝石晶体、450万片衬底晶圆、300万片图形衬底项目。项目投资总额20.8亿元盐城协鑫建设中拟年产2000万片总投资30亿元，上500台蓝宝石长晶炉；采用泡生法。09年在南京签订合作协议资料来源：XXX部调研整理139 3.2.3产品产量及销售量调查因为产品供不应求，各衬底厂家都在满负荷生产，其生产能力基本上代表了其产量和销售量，见图表25、26。对晶棒需求量最大区域是台湾和日本地区，其次是韩国。台湾和韩国主要购买美国和俄罗斯的晶棒，日本则是自给自足。从Rubicon的销售地和客户构成可以看到，Rubicon82%的产品销往亚洲，来自台湾（兆远、兆晶）和韩国（IljinDisplay）的三大客户销售额占比就达到了48%。图表28Rubicon主要销售地的销售额占总销售比例2007年2008年2009年2010上半年亚洲72%53%72%82%北美26%44%25%15%欧洲2%3%3%3%资料来源：Rubicon报表图表29Rubicon主要客户销售额占总销售比例139 客户2007客户2008客户2009CrystalwiseTechnology,Inc.26%PeregrineSemiconductorCorp.29%CrystalwiseTechnology,Inc.20%ShinkoshaCo.Ltd.21%ShinkoshaCo.Ltd.17%TeraXtalTechnologyCorp.17%PeregrineSemiconductorCorp.15%CrystalwiseTechnology,Inc.12%IljinDisplayCo,Ltd.11%资料来源：Rubicon报表3.2.4替代产品调查目前最有可能代替蓝宝石衬底的是碳化硅衬底。碳化硅衬底性能要比蓝宝石衬底优越得多（其性能比较见图表21），但其昂贵的价格大大限制了其发展。根据调查，碳化硅4H产品（用于军工）2英寸晶片价格为1万元/片，3英寸价格3万元/片，4英寸价格5万元/片；碳化硅6H产品（用于LED衬底）2英寸价格约为6000元。碳化硅衬底主要用于高端或关键应用，蓝宝石衬底目前则大量用于139 高亮度发光二极管，他们两个性能功能各异，各有自己擅长的领域，相信在未来相当长的时期内不会互相取代，而只会长期共存。3.2.5客户需求分析客户需求因素（$APPEALS）客户需要和期望对国内产品的评价对国外产品的评价价格比国外产品价格低BB可获得性无甚要求，到厂拿货BB包装标准真空包装SS性能性能符合标准，错位密度小；4英寸图形晶片将会得到A级评价BA易用性开盒即用SS保障品质一定要稳定，一致性要好；供应链要跟得上BA生命周期成本虽然4英寸6英寸晶片是未来需求趋势，但2英寸晶片会长期供给BA说明：客户对产品的评价用三级尺度衡量，基本（B）、满意（S）、特别（A）；对产品的评价是指客户对公司现有产品或者市场上现有的产品（如果公司无现成的产品）以及主要竞争对手产品在表格左边里客户需要与期望的事项上的评价或认识，“基本”139 的需求是必须满足的，否则客户就不会购买；“满意”的需求指的是如果这个需求得到满足，会提高客户满意度；对于“特别”的需求，可以拉开和对手的差距，也就是我们的产品差异化所在。图表30不同直径衬底需求估计资料来源：瑞银结论：未来几年4英寸衬底将成为主流，产品应该以4英寸为主，并向大尺寸衬底产品发展；产品质量和性能要达到一流水平；产量能适应客户需求。3.3市场预测3.3.1市场需求分析（1）蓝宝石衬底全球市场需求根据台湾工研院（见图表6）的预测，2010年全球LED芯片需求量约为850亿颗；美国权威调研机构isuppi（见图表31）的预测则约为800亿颗；台湾拓扑产业研究所（见图表32）的估计约1100亿颗；139 StrategiesUnlimited、DisplaySearch和瑞银（见图表33）等研究机构的预测则为830亿颗。根据调研信息断定，瑞银等的预测是较为恰当（也偏保守）的，根据谨慎性原则，下面以瑞银的数据进行推导蓝宝石衬底的需求。图表31全球LED芯片需求预测（百万颗）资料来源：Isuppi图表32背光源和照明将成LED市场后续高速成长的动力139 资料来源：拓扑研究图表33LED芯片需求量（百万颗）资料来源：StrategiesUnlimited，DisplaySearch，瑞银139 图表34LED芯片需求量（百万平方毫米）资料来源：StrategiesUnlimited，DisplaySearch，瑞银根据瑞银等的数据，2010年的芯片需求量为28252百万平方毫米，而2英寸的外延片（对应2英寸的晶片）的面积（1英寸=25.4毫米）为506.45平方毫米，一般外延片到芯片的切割率为100%（实际中，外延片的周边区域是不可用的，外延片切割成芯片会有一定损失的，处于保守估计，可按照100%利用率来估计）那么，2010年外延片的市场需求量（以2英寸139 计）则为：28252000000/506.45=55784381片=5578万片，即晶片的市场需求量为5578万片。目前蓝宝石衬底占全部衬底的比例约为47%，那么，蓝宝石晶片2010年市场需求量为2623万片。因为未来几年蓝光和白光LED（以蓝宝石为衬底）的增长最为迅速，所以市调机构YoleDeveloppement（2010年）预期自明年(2011)起蓝宝石衬底(sapphiresubstrate)出货量将占全部衬底50%以上。在供给方面，上面已经推出2010年蓝宝石衬底产量约为2570万片（见图表25）。目前制约蓝宝石衬底产出的主要因素是单晶的生长。单晶生长技术壁垒高，能较为迅速扩产的是已经掌握拉晶技术的实力厂商，但他们也面临着人才短缺的情况。单晶炉从订货到安装好投入生产大概需要11个月的时间。蓝宝石衬底从2009四季度开始暴涨，如果厂商从这时候采购单晶炉的话，新增单晶炉大规模投产的时间将在2010年四季度。对于新进入者，则在单晶炉投产后仍需要1-2年的技术积累才能达到稳定生产，也就是说，新增单晶炉更大规模投产的时间应该在2011年和2012年。139 2009年蓝宝石衬底基本上是供需平衡，上半年供给有余，下半年供给偏紧，全年供给量约为1700万片（以2英寸计）。2009-2010年供给的增长率为51%，该期间是机器闲置到机器满负荷生产的状态转变，51%的高速增长不足为奇。因为单晶炉等机器的刚性供应，2010年之后衬底的供给速度将比2009-2010年的低。按照前面的分析，预计2011年到2014年的增长速度分别为40%、30%、25%和20%。图表35未来蓝宝石晶片全球市场供需分析结果产品单位：万片年度2010年2011年2012年2013年2014年晶片市场需求量5578757292431100812078蓝宝石晶片占比47%50%53%55%55%蓝宝石晶片市场需求量26223786489960546643现有和可能新增的生产量25703598467758467015需求缺口52188222208-372注：皆以2英寸晶片计算。139 从上表数据可以看出，在考虑了现有的和潜在的蓝宝石晶片厂家的扩产之后，未来蓝宝石晶片的市场需求仍是大于供给的，到2014年需求才可能得以缓解。该分析结果与我们调研中两位专家的判断较为一致（皆认为未来几年蓝宝石晶片价格是高位小幅上升，短期不会看到有滑落的迹象；蓝宝石衬底在未来10-20年内不会被碳化硅等其他衬底替代）。按照台湾工研院的预测，照明市场有可能在2014年之后开始启动，碳化硅衬底有望开始放量，即使如此，碳化硅衬底亦远远不能满足市场的巨大需求，蓝宝石衬底将跟随照明市场继续放量，但价格会变得越来越便宜。（2）蓝宝石衬底国内市场需求在国内需求方面，主要通过MOCVD工艺及设备的增加来推导蓝宝石衬底的需求。图表36全球MOCVD发货量预测（台）资料来源：瑞银139 Aixtron的产能全球市场份额约60%，Veeco约为30%。依照Aixtron和Veeco产能来看，瑞银估算得有些保守。LEDinside预估2011年的出货量和2010年水准差不多，可能只会多不会少。为了迎接市场对于蓝光LED外延/芯片的需求，DisplayBank预期，到了2011年第一季全球用来生产蓝光LED的MOCVD设备安装数量将上升至2000台，到了2011年底则将继续攀升至接近2500台。中国照明电器协会副秘书长窦林平于2010年6月23号表示，中国目前已经开工的MOCVD已经有约200台，2010年年初在发改委待批的有600多台，中国购买MOCVD的订单已经排到三年之后。图表37中国大陆外延片/芯片厂家的MOCVD拥有量（台）公司2010年未来动向三安光电772011还将购置67台厦门三安22备注：18台2寸24片机，4台2寸45片机天津三安15备注：2寸45片机139 芜湖三安40新购置的67台将放入芜湖三安士兰微8未来购置20台，2011年到货6台德豪润达10计划采购130台上海蓝光6计划三年内建设200台MOCVD（45片机）华上光电102011年将达到20台，未来5年达到150台中科半导体照明62011年将增加11台真明丽20还将增加10台上海龙德芯光电2不详世纪晶源4向下游应用市场发展浪潮华光20计划扩产武汉迪源3不详武汉华灿2不详其他40合计208大陆未来几年规划增加MOCVD超过1200台，其中2010年增加300台。资料来源：XXX部整理单台MOCVD产能估算：139 资料来源：兴业证券研发中心目前MOCVD主流机型为Aixtron2800G4，每炉可生长外延片42片，未来的MOCVD将是45片机（或更大）。2009年大陆超过60%的MOCVD为氮化镓基（蓝宝石衬底）MOCVD，因为背光源的需求增加，2010年该比例进一步上升，未来几年比例仍将上升。以80%的42片机（约166台）和20%的24片机（约42台）计算，大陆208台MOCVD的外延片年产能是：166×42×2×340+42×24×2×340=4740960+685440=5426400片=543万片假设2010年氮化镓基（蓝宝石衬底）MOCVD的占比为65%，那么2010年的蓝宝石晶片需求量为：5426400×65%=3527160片=353万片（2英寸计）353万片的推算结果少于调研中一位专家的预测数，该专家预测2010年大陆的蓝宝石衬底需求量为500万片。按谨慎性原则，下面以353万片计算。按照国内各外延片/芯片厂家的规划，2011年MOCVD的增加量将超过150台，增长率为72%，2012年-2014年的年增速也139 不低于40%。按72%和40%增长速度计算，2011年-2014年蓝宝石晶片的需求量为：在供给方面，按照图表26的计算结果，2010年蓝宝石衬底的国内供给量为287万片（2英寸计），2011年约440万片；2010年蓝宝石晶棒的国内供给量为280万毫米，2011年320万毫米。假设2011年起晶片和晶棒供给量都以40%的速度增长。图表38未来蓝宝石晶片国内市场供需分析结果产品单位：万片年度2010年2011年2012年2013年2014年晶片市场需求量543934130818312564蓝宝石晶片占比65%65%65%65%65%蓝宝石晶片市场需求量35360785011901667现有和可能新增的产量2874406168621207需求缺口66167234328460注：皆以2英寸晶片计算。139 图表39未来蓝宝石晶棒国内市场供需分析结果产品单位：万毫米年度2010年2011年2012年2013年2014年蓝宝石晶棒市场需求量35360785011901667现有和可能新增的产量280320448627878需求缺口73287402563789注：皆以2英寸晶棒计算。从图表38、39可以看出，未来几年蓝宝石衬底的供应都是非常紧缺的。3.3.2产品价格预测产品价格调研结果：年度2008年2009年2010年6.917139 晶棒（美元/毫米）22-27晶片（美元/片）122430-34说明：该结果是经询价4家晶片公司和访谈3位专家整理而来。该价格是不含税价、出厂价。有专家预测未来几年产品价格还会小幅上升，蓝宝石衬底在10到20年内不会被碳化硅衬底代替；还有专家表示短期内价格不会下降，蓝宝石衬底至少有10年的好光景。根据专家的判断、未来几年供远小于需的分析结果和近年来产品价格上升的趋势，综合断定：未来2010-2014年产品价格仍会保持温和的上升趋势，2014-2015年价格会趋于平稳，2016年后价格开始长期的渐进小幅下滑。基于谨慎性原则，保守假设：2010-2014年将维持现有价格，2015年后价格每年下滑5%。那么，本项目生命周期中每年产品价格预测如下：年度2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年25.025.025.025.025.023.822.621.420.4139 晶棒（美元/毫米）晶片（美元/片）32.032.032.032.032.030.428.927.426.1年度2019年2020年2021年2022年2023年2024年2025年2026年晶棒（美元/毫米）19.318.417.516.615.815.014.213.5晶片（美元/片）24.823.522.321.220.219.218.217.3注：直径为2英寸下面的销售收入和财务指标将以此表为计算基础。3.4营销策略及方法3.4.1产品／市场推广方案139 项目投产时邀请业内有影响的大客户前来参观或剪彩，向目标客户寄送产品目录和公司介绍资料，广泛参加国内外专业商展，以迅速让业界知晓我们的存在。3.4.2销售模式采用直销模式，直接将产品及服务送到用户手中；并和大的厂商结成战略联盟，为他们定制图形晶片。3.4.3分销渠道在当下和可预期的未来，市场供应应一直处于紧缺状态，在这种情况下，基本上不需要什么分销渠道，但也不排除特殊情况特殊时空下建立分销渠道的必要性，可以考虑和MOCVD设备供应商建立合作关系，借道设备销售渠道来营销我们的产品。3.4.4销售网点建设及销售队伍建设未来五年内不需要铺设销售网点，只在工厂所在地设销售及服务部。销售人员有3人就足够，强调要专业销售工程师。可招聘有行业经验的工程师，特别是有制造外延片经验的专业技术人员从事销售工作，搭配以专业对口的应届大学毕业生进行培训或培养。139 销售人员培训课程：LED基础知识，蓝宝石材料物理化学性能，MOCVD基本知识，国际商展，客户拜访及沟通，客户满意度提升技巧等。3.4.5价格策略及服务项目投产后的第一批产品，由于是首次面市，产品客户等都是新的，为了给首次尝试试用我们产品的客户以信心和激励，每个客户订货的首次1000片的销售价格可以比市场价低10%提供给客户。将客户分为A、B、C三类，对应设计A、B、C三种价格及服务包，差别销售，差别服务。3.4.6销售费用预测销售费用按照年销售收入的2%预估。3.5产品方案和建设规模 3.5.1产品方案本项目的产品包括2吋和4吋蓝宝石晶棒，2吋及4吋蓝宝石晶片，2吋及4吋蓝宝石图形LED衬底。因为项目的建设是按照长晶——切片——研磨抛光——139 刻图形产能建设顺序进行的，当切片等后续产能没有建成之前，将以销售晶棒为主；当研磨抛光产能没有完全具备之前，将以销售毛片为主；当刻图形产能没有建成之前，将以销售抛光片为主；最终以销售图形化的蓝宝石衬底为最终产品目标。3.5.2建设规模由于蓝宝石衬底的加工与制造对我们来说是一个新的行当，我们缺乏现成的行业经验和技术积累，所以，为了稳妥起见，初次产能建设规模不可太大，以一个最小经济规模单位为好，待这一个最小经济规模运转正常后，可立即扩大生产规模。本项目设计的生产规模为每年提供100万片2吋和4吋抛光蓝宝石晶片或图形片，如果生产工艺掌握得好，同样的生产设施可以生产加工120万片/年的上述产品。对应上述产能，配备的主要设备有40台长晶炉、2台线切割机、20台研磨抛光机，及配套的电力系统和去离子水系统。139 3.6产品销售收入预测项目总计2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年产量（万片）145050100100100100100100不含税单价（元）214.4214.4214.4203.7193.5183.8174.6营业收入（万元）24083910720.021440.021440.020368.019349.618382.117463.02019年2020年2021年2022年2023年2024年2025年2026年产量（万片）100100100100100100100100不含税单价（元）165.9157.6149.7142.2135.1128.4122.0115.9营业收入（万元）16589.915760.414972.414223.713512.512836.912195.111585.3第四章建设条件和厂址选择4.1资源和原材料4.1.1资源评述139 本项目所需资源主要有土地、水、电、高纯氧化铝。目前生长蓝宝石晶体用的高纯氧化铝原料主要有三种，一是捷克Spolchemle用熔盐加氧化铝粉制成的原料，国内有厂家在使用这种原料，一般需要两次生长晶体的过程才能得到市场接受的蓝宝石晶体；二是采用片状法生产的原料，易在压片过程中带进杂质；三是烧结法制成的球团状原料，美国Sasol公司和日本住友化学公司生产。国内也有几家供应商（广州、大连、河南）供应高纯氧化铝，高纯氧化铝供应充足。4.1.2原材料及主要辅助材料的供给 序号原料名称年使用量1高纯氧化铝19吨/年2钨坩埚40个/年3金刚石线2500Km/年4碳化硼磨料10吨/年5金刚石磨料6.7吨/年6金刚石抛光液5000升/年7SiO2抛光液67吨/年8硫酸（98%）7吨/年9双氧水（30%）10吨/年10氨水（28%）3吨/年139 11液体蜡5吨/年4.2建设地区的选择选择建设地区考虑了以下因素：1）符合国家和集团的行业布局、国土开发整治规划；2）资源便利性；3）区域地质和交通运输；4）环境保护。选择建设地区的原则：1）自然条件适合项目的特定生产需要和排放要求；2）合理地靠近原料和市场；3）具有良好的投资环境和公共政策；运输条件优越；有可供利用的社会基础设施和协作条件；4）土地使用有优惠条件，地质条件符合要求。在考虑以上因素、原则和集团的现行优势后，初步选择了四个建设地区作为比较：深圳市、XXX市、芜湖市、吴江市。图表40四个建设地区优劣势比较深圳市XXX市芜湖市吴江市经济发展水平高中较高较高很低139 LED行业发展成熟度高，集中了全国80%的LED封装企业，外延片企业少高，集中了全国大部分的外延片厂家，是三安光电和德豪润达主要生产基地，MOCVD数量将超过100台较高，贴近LED发展较好的苏沪杭获取原料便利性高，广州金凯可以就近供应低，附近无原料厂家低，附近无优质原料厂家较高，南京有原料供应土地优惠条件中，要进行招标拍卖高较高高资料来源：XXX部调研整理4.3厂址选择根据各个建设地区的情况，相应地选择了以下开发区作为潜在的厂址：深圳市光明新区化合物半导体产业基地（包括深圳国家半导体照明工程产业化基地）、XXX经济开发区、芜湖经济技术开发区、吴江经济开发区。本项目属于高科技项目，特点有：污染少；占地面积相对较小，对环境影响小；产品重量小、体积小，便于运输；交货方式往往是客户到厂提货，139 所以靠近客户的需求强度不高；耗能较大；耗水较大。根据上述特点，选择厂址的决定因素是：电价、水价和土地价格。图表41四厂址所在地资源价格比较深圳市光明新区XXX经济开发区芜湖经济技术开发区吴江经济开发区土地价格（万/亩）40-4719.22319.2电价（元/度）0.680.520.650.60水价（元/立方米）1.921.471.622.65厂房建造成本（元/立方米）2100152610001569注：电价和水价皆是不含税价；深圳市光明新区土地价格是起拍价（600-700元/平方）139 从以上数据可以得出结论，在XXX经济开发区建厂，建造成本和营运成本都是最小的，因此，将厂址定为XXX经济开发区内。第五章工厂技术工艺方案5.1项目组成发光二极管用蓝宝石基片项目包含生产车间、供电系统、污水处理系统、食堂、员工宿舍、办公楼等。5.2生产技术方案5.2.1产品标准外延片厂家因其技术及工艺的不同，对蓝宝石基片的要求也不同，比如厚度、晶向等。表1中列出几个国际厂家生产的蓝宝石基片的一些基础技术参数(以成熟的C面2英寸蓝宝石基板为例)。更多的情况则是外延片厂家根据自身的技术特点以及所生产的外延片质量要求来向蓝宝石基片厂家定制适合自身使用要求的蓝宝石基片。本项目最终产品为蓝宝石基片，产品标准达到如图表42139 中所列的几个厂家生产的蓝宝石基片的规格，可以完全满足2010年1月1日实施的中国电子行业标准《氮化镓基发光二极管蓝宝石衬底片》（SJ/T11396-2009）。图表42几个生产厂家的蓝宝石基片的基础参数（C面2英寸）项目规格（Specifications）公司台湾兆晶台湾中美晶美国Crystalsystems俄罗斯CradleyCrystals材料(Material)高纯度单晶Al2O3>99.996%高纯度单晶Al2O3高纯度单晶Al2O3>99.99%高纯度单晶Al2O3>99.99%晶向(Orientation)C轴（0001）±0.3°C面（0001）±0.3°C轴（0001）±0.2°C轴（0001）±0.2°直径(Dismeter)50.8±0.2mm50.8±0.15mm50.8±0.15mm50.8±0.1mm厚度( Thickness)330μm/430μm±25μm430μm±15μm330μm/430μm±25μm330μm/430μm±25μm139 总厚度偏差(TTV)＜10μm＜10μm≦25μm≦10μm翘曲度(BOW)＜10μm-10~0μm≦20μm≦5μm定位面方向(PrimaryFlatLocation)A面（11-20）±0.5 °A面（11-20）A轴（11-20）±0.3°A轴（11-20）±0.3°定位边长(PrimaryFlatLength)16±1.2mm16±0.5mm16±1.5mm16±0.8mm正面(FrontSurface)epi-readypolished（外延开盒即用）　精细抛光（开盒即用）（finishingpolishingepi-ready）精细抛光（开盒即用）（finishingpolishingepi-ready）Ra＜0.3nmRa≦3ÅRa＜1nmRa＜0.3nm139 表面粗糙度(SurfaceRoughness)（即Ra≦0.3nm）背面 (Backside)Ra=0.5~1.2μmRa=0.5~1.0μm精细研磨（Finegrind）Rmax5-10µm精细研磨（Finegrind）Ra＜1µm或80/50（polishing）包装 (Package)洁净室内真空充氮包装洁净室内真空充氮包装100级洁净室充氮包装5/10/25片盒装100级洁净室充氮包装25片盒装注：数据来源于网络5.2.2生产方法5.2.2.1蓝宝石晶体生长方法自1885年由Fremy、Feil和Wyse利用氢氧火焰熔化天然红宝石粉末与重铬酸钾而制成了当时轰动一时的“日内瓦红宝石”起，139 迄今人工生长蓝宝石的研究已有100多年的历史。在此期间，为了适应科学技术的发展和工业生产对于蓝宝石晶体质量、尺寸、形状的特殊要求，为了提高蓝宝石晶体的成品率、利用率以及降低成本，对蓝宝石的生长方法及其相关理论进行了大量的研究，成果显著。至今已发明了多种生长方法，如焰熔法、悬浮区熔法、提拉法、导模法、坩埚移动法、温度梯度法、热交换法、泡生法和冷心放肩微量提拉法等，其中尤以实用价值大，发展前景好的提拉法、温度梯度法、热交换法、泡生法和冷心放肩微量提拉法等发展更为迅速。目前，世界上蓝宝石生长技术主要有两种，分别是泡生法(Kyropoulosmethod)、单晶提拉法（Czochralskimethod）。国内的哈尔滨工业大学奥瑞德光电技术有限公司使用的是自己研制的冷心放肩微量提拉法（SAPMAC），现将这三种方法介绍如下：图43泡生法(Kyropoulosmethod)原理示意图a.泡生法(Kyropoulosmethod)，简称KY法。其原理是先将原料加热至熔点图表43泡生法原理139 后熔化形成熔汤，再以单晶之晶种(SeedCrystal，又称籽晶棒)接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上开始生长和晶种相同晶体结构的单晶，晶种以极缓慢的速度往上拉升，但当晶种往上拉晶一段时间以形成晶颈，熔汤与晶种界面的凝固速率稳定后，便不再拉升晶种，也不旋转，仅以控制冷却速率方式使单晶从上往下逐渐凝固（定向凝固），最后凝固成一整个单晶晶碇。如图43所示为泡生法原理。b.单晶提拉法(Czochralskimethod)，简称CZ法。先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再利用一单晶晶种接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上因温度差而形成过冷。于是熔汤开始在晶种表面凝固并生长和晶种相同晶体结构的单晶。晶种同时以极缓慢的速度往上拉升，并伴随以一定的转速旋转，随着晶种的向上拉升，熔汤逐渐凝固于晶种的液固界面上，进而形成一轴对称的单晶晶锭。如图44所示为单晶提拉法原理。图表44单晶提拉法(Czochralskimethod)原理示意图139 c.冷心放肩微量提拉法(Sapphiregrowthtechniquewithmicro-pullingandshoulderexpandingatcooledcenter)，简称SAPMAC。是在对泡生法和提拉法改进的基础上发展而来用于生长大尺寸蓝宝石晶体的方法，晶体生长系统主要包括控制系统、真空系统、加热体、冷却系统和热蔽装置等，下图是晶体生长系统简图。1.水冷棒；2.加热器；3.籽晶；4.热分散盖；5.坩埚；6.晶体；7.固/液交界面；8.熔融体；9.支撑体；10.隔热层图表45冷心放肩微量提拉法晶体生长系统该方法生长的单晶，外型通常为梨形，晶体直径可以生长到比坩埚内径小l0~20mm139 的尺寸。籽晶被加工成长方形，利用籽晶夹固定在热交换器底部。热交换器可以完成籽晶的固定、晶体的转动和提拉，以及热交换器、晶体和熔体之间热量的交换作用。加热体、冷却系统和热屏蔽装置协同作用，为晶体生长提供一个均匀、稳定、可控的温场。根据晶体生长所处的引晶、放肩、等径和退火及冷却阶段的特点，通过调节热交换器中工作流体的温度、流量，加热温度(加热体所能提供的坩埚外壁环境温度)可以精确控制晶体和熔体内温度梯度、热量传输、完成晶体生长。冷心放肩微量提拉法生长蓝宝石晶体时，通常可将整个晶体生长过程分为四个控制阶段，即引晶、放肩、等径、退火及冷却阶段。引晶与放肩阶段主要是利用调节热交换器散热能力，适当配合一定的降低加热温度(加热系统所能提供的坩埚外壁温度)的方式来实现对晶体的缩颈和放肩控制。此时晶体生长界面凸出率及温度梯度较大，其有利于采用较大的放肩角，减小放肩距离，防止界面翻转，同时能够将籽晶内的位错等原有缺陷快速从晶体中扩散到晶体表面，有效降低晶体内的缺陷含量。较大的界面温度梯度还能够提高晶体生长驱动力，增加界面稳定性。待晶体直径长到所需尺寸(冷心放肩微量提拉法晶体直径可以长到距坩埚内壁1~3cm139 )后，晶体开始等径生长，进入等径阶段。随着晶体尺寸的长大，热交换器的散热对晶体生长效率迅速减小，故晶体进入等径生长阶段后，主要是通过降低加热温度(加热系统所能提供的坩埚外壁温度)来实现晶体生长。该方法主要特点：1)通过冷心放肩，保证了大尺寸晶体生长，整个结晶过程晶向遗传特性良好，材料品质优良。2)通过高精度的能量控制配合微量提拉，使得在整个晶体生长过程中无明显的热扰动，缺陷萌生的几率较其他方法明显降低。3)由于只是微量提拉，减少了温场扰动。使温场更均匀，从而保证单晶生长的成功率。4)在整个晶体生长过程中，晶体不被提出坩埚，仍处于热区。可以精确控制它的冷却速度，减少热应力。5)适合生长大尺寸晶体，材料综合利用率是泡生法的1.2倍以上。6)选用水作为热交换器内的工作流体，晶体可以实现原位退火，较其他方法试验周期短、成本低。139 泡生法是利用温度控制来生长晶体，它与单晶提拉法最大的差异是只拉出晶颈，晶身部分是靠着温度变化来生长，并在拉晶颈的同时，调整加热电压，使熔融的原料达到最合适的长晶温度范围，让生长速度达到最理想化，因而长出质量最理想的蓝宝石单晶。而冷心放肩微量提拉法目前只有哈尔滨工大奥瑞德光电技术有限公司使用，拥有自己的发明专利（大尺寸蓝宝石单晶的冷心放肩微量提拉制备法，专利号：CN200510010116.4），目前正在实施产业化，产品质量不如国外主要公司，该方法还需进一步考察产业化的效果。表46中只对泡生法和单晶提拉法两种常用的蓝宝石晶体生长方法做一比较：图表46蓝宝石晶体生长的主流方法比较名称泡生法单晶提拉法生长最大尺寸8英寸4英寸保持压力MPa130位错密度线没有大量、严重平均位错密度/平方厘米1001000晶体纯度%(Al2O3)>99.99799.99生长条件在高真空下在Ar气下晶体质量好一般139 从上面对两种长晶方法的比较，泡生法更有优势，采用泡生法可以生长大尺寸蓝宝石晶体。从工艺角度讲，泡生法在晶体生长过程中，除了晶颈需拉升外，其余只需控制温度的变化，就可使晶体成型，少了拉升及旋转的干扰，比较好控制，因而可得到较佳的质量。国外许多生长蓝宝石的厂商，也是采用此方法以生长蓝宝石单晶。本项目中蓝宝石生长方法拟采用泡生法。5.2.2.2蓝宝石衬底外延片厂家使用的蓝宝石衬底分为三种：a.C-Plane蓝宝石衬底C-Plane蓝宝石基板是普遍使用的蓝宝石基板，大多数外延片厂家使用该面供GaN生长。主要是因为蓝宝石晶体沿C轴生长的工艺成熟、成本相对较低、物化性能稳定、在C面进行磊晶的技术成熟稳定。1993年日本的赤崎勇教授与当时在日亚化学的中村修二博士等人，突破了InGaN与蓝宝石基板晶格不匹配（缓冲层）、p型材料活化等等问题后，终于在1993年底日亚化学得以首先开发出蓝光LED。以后的几年里日亚化学以蓝宝石为基板，使用InGaN材料，通过MOCVD139 技术并不断加以改进蓝宝石基板与磊晶技术，提高蓝光的发光效率，同时1997年开发出紫外LED，1999年蓝紫色LED样品开始出货，2001年开始提供白光LED。从而奠定了日亚化学在LED领域的先头地位。台湾紧紧跟随日本的LED技术，台湾LED的发展先是从日本购买外延片加工，进而买来MOCVD机台和蓝宝石基板来进行磊晶，之后台湾本土厂商又对蓝宝石晶体的生长和加工技术进行研究改良，通过自主研发，取得LED专利授权等方式形成蓝宝石晶体、基板、外延片生产加工等等自主的生产技术能力，一步一步奠定了台湾在LED上游业务中的重要地位。目前大部分的蓝光/绿光/白光LED产品都是以日本、台湾为代表的使用蓝宝石基板进行MOCVD磊晶生产的产品。使得蓝宝石基板的使用得以普及，以美国Cree公司为代表的以SiC为基板的LED产品则跟随其后。a.R-Plane或M-Plane蓝宝石基板主要用来生长非极性/半极性面GaN外延薄膜，以提高发光效率。通常在蓝宝石基板上制备的GaN外延膜是沿c轴生长的，而c轴是GaN的极性轴，导致GaN基器件有源层量子阱中出现很强的内建电场，发光效率会因此降低，发展非极性面GaN外延，克服这一物理现象，使发光效率提高。139 通常，C面蓝宝石衬底上生长的GaN薄膜是沿着其极性轴即c轴方向生长的，薄膜具有自发极化和压电极化效应，导致薄膜内部(有源层量子阱)产生强大的内建电场(QuantumConfineStarkEffect,QCSE：史坦克效应)大大地降低了GaN薄膜的发光效率。在一些非C面蓝宝石衬底(如R面或M面)和其他一些特殊衬底(如铝酸锂，LiAlO2)上生长的GaN薄膜是非极性和半极性的，可以改善上述由极化场引起的在发光器件中产生的负面效应。传统第三到第五族氮化物半导体均成长在c-plane蓝宝石基板上，若把这类化合物成长于R-plane或M-Plane上，可使产生的内建电场平行于磊晶层，以增加电子电洞对复合的机率。因此，以氮化物磊晶薄膜为主的LED结构成长在R-plane或M-Plane蓝宝石基板上，相对于传统的C面蓝宝石磊晶，将可有效解决LED内部量子效率低下之问题，并增加元件的发光强度。由于无极性GaN具有比传统c轴GaN更具有潜力来制作高效率元件。a.图案化蓝宝石基板(PatternSapphireSubstrate简称PSS)139 以成长(Growth)或蚀刻(Etching)的方式，在蓝宝石基板上设计制作出纳米级特定规则的微结构图案藉以控制LED之输出光形式(蓝宝石基板上的凹凸图案会产生光散射或折射的效果增加光的取出率)，同时GaN薄膜成长于图案化蓝宝石基板上会产生横向磊晶的效果，减少生长在蓝宝石基板上GaN之间的差排缺陷，改善磊晶质量，并提升LED内部量子效率、增加光萃取效率。与成长于一般蓝宝石基板的LED相比，亮度增加了70%以上。目前台湾生产图案化蓝宝石的厂家有中美矽晶、合晶、兆晶，兆达。蓝宝石基板中2和4英寸是成熟产品，而大尺寸(如6和8英寸)的普通蓝宝石基板与2英寸图案化蓝宝石基板还处于成长期，生产商主推大尺寸与图案化蓝宝石基板，同时也积极增加产能。目前中国大陆还没有厂家能生产出图案化蓝宝石基板。图表47纳米图案化蓝宝石基板图139 蓝宝石基片的原材料是晶棒，晶棒由蓝宝石晶体加工而成。整个蓝宝石衬底的生产是采用机械加工，主要工艺如下（详细工艺流程在下一节中描述）：蓝宝石晶体晶棒衬底生产加工衬底时，由于蓝宝石具有很高的硬度，所以加工设备的选择将会对产品品质有直接影响，这些加工设备包括切割设备、研磨设备、抛光设备等等。5.2.3技术参数和工艺流程蓝宝石衬底（基片）生产工艺：烧结氧化铝原料长晶定向掏棒滚圆、切定位面定向多线切割双面研磨倒角单面研磨粗抛、精抛晶棒晶棒清洗检测包装入库如果要提供图形基片（PSS），则还需在清洗工序之后再加上等离子刻蚀或化学刻蚀工艺。a.蓝宝石晶棒制造工艺流程139 机械加工长晶：利用长晶炉生长尺寸大且高品质的单晶蓝宝石晶体；定向：确保蓝宝石晶体在掏棒机台上的正确位置，便于掏棒加工；掏棒：以特定方式从蓝宝石晶体中掏取出蓝宝石晶棒；滚磨：用外圆磨床进行晶棒的外圆磨削，得到精确的外圆尺寸精度；品检：确保晶棒品质以及掏取后的晶棒尺寸与晶向符合客户要求；b.蓝宝石基片制造工艺流程机械加工晶棒基板定向：在切片机上准确定位蓝宝石晶棒的位置，139 以便精准切片加工；切片：将蓝宝石晶棒切成薄薄的晶片；研磨：去除切片时造成的晶片切割损伤层及改善晶片的平坦度；倒角：将晶片边缘修整成圆弧状，改善薄片边缘的机械强度，避免应力集中造成缺陷；抛光：改善晶片粗糙度，使其表面达到外延片磊晶级的精度；清洗：清除晶片表面的污染物(如：微尘颗粒，金属，有机玷污物等)；品检：以高精密检测仪器检验晶片品质(平坦度，粗糙度，半峰宽，表面微尘颗粒等)，以合乎客户要求。蓝宝石的硬度非常高，在自然材料中其硬度（莫氏硬度9）仅次于金刚石，但是在LED器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割（从400μm减到100μm左右），因而对减薄和切割工艺的设备要求很高。5.2.4主要工艺设备选择初步按照年产100万片蓝宝石衬底片之规模设计，各工序产能计算（产能计算原则：以1mm晶棒可生产1片衬底片）如下：1）长晶。使用XXX8英寸XXX139 设备，晶体生长周期为8天（辅助时间为2天），理论上每月可生产30/8=3.75个晶锭，每个晶锭重28Kg，考虑到生产准备时间，对理论产量乘上折算系数0.9，每年单炉可产28×3.75×0.9×12=1134Kg，40台长晶炉每年产量为1134×40=45360Kg。根据俄罗斯设备供应商提供的数据，晶锭到晶棒的工艺出品率为19%（5.3Kg，对应2英寸晶棒长650mm），回用材料61%，耗损20%，按2英寸（直径50.9mm）计算，单位重量的晶锭所能产出的晶棒（出棒率）为：650/28=23.2(mm/Kg)由此推算，40台长晶炉每年可生产2英寸晶棒105万毫米：23.2×45360=1053000(mm)2）切割。切割按1mm产生1片衬底计算，即可生产105.3万片切割片。需配置单机月产能为5万片的切割机2台。3）研磨到抛光成品率为100%，考虑到实际情况可能会有破片现象发生，处于谨慎原则，按照99%的成品率计算，年产成品105.3×99%=104.3万片。满足上述工艺要求的主要设备配置如下：139 图表48主要设备配置表序号设备名称参考型号数量币种不含税单价（元）总价（元）含税总价（元）1氧化铝烧结炉XXX1USDXXXXXXXXX2长晶炉XXX40USDXXXXXXXXX3单晶定向仪XXX2CNYXXXXXXXXX4钻床XXX2CNYXXXXXXXXX5外圆磨床XXX2CNYXXXXXXXXX6数控立式铣床XXX2CNYXXXXXXXXX7切片机XXX2JPYXXXXXXXXX8退火炉XXX10CNYXXXXXXXXX9双面研磨机XXX2USDXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX10装夹机XXX4XXX11单面研磨机XXX2XXX12抛光机（软抛）XXX12XXX139 13倒角机XXX2CNYXXXXXXXXX14酸清洗机XXX2CNYXXXXXXXXX15全自动碱清洗机XXX4CNYXXXXXXXXX16单槽清洗机XXX4CNYXXXXXXXXX17双槽清洗机XXX2CNYXXXXXXXXX18三槽清洗机XXX4CNYXXXXXXXXX19纯水设备XXX1CNYXXXXXXXXX20表面扫描仪XXX1CNYXXXXXXXXX21晶相检测仪XXX1CNYXXXXXXXXX22平坦度检测仪XXX1JPYXXXXXXXXX设备合计103CNYXXXXXX注：1、以上设备中的检测设备是估算的价格，具体价格还有待以后139 向厂家详细询价；2、汇率：1美元=6.7元人民币，100日元=7.9元人民币另外，引进俄罗斯的长晶炉需要支付工艺技术和技术支持（6个月）费用，总计约XXX万美元。设备引进或购买可分三批进行：第一批，购置长晶炉及定向设备，经3～4个月的安装和调试具备可生产合格的晶体后，开始第二批设备引进工作；第二批，引入切割设备，利用前期调试长晶炉的晶棒调试切割设备至可生产出合格的蓝宝石毛坯片后再开始第三批设备引进工作；第三批，引入研磨、抛光设备，形成可出售给外延片厂家直接使用的衬底片，接着再行建设图形刻蚀片（PSS）产能。5.2.5主要生产车间布置方案初步考虑将生产车间和办公楼整合成为一个一体三层建筑，一楼为长晶和切割车间，二楼为研磨、抛光、清洗、包装车间（从抛光工段开始需要建设100级洁净车间），原料仓及成品库分设在一楼的两侧，三楼为办公楼。另外可将质量检验及生产管理办公室设置在一楼。139 如果抛光工序对基础减震要求高，必须将设备安装在一楼的话，上述方案将相应调整为生产全工序均放置在一楼，二楼用于办公，三楼就可不建。5.3总平面布置和运输5.3.1总平面布置原则本项目生产生活设施的布置按照有利生产、方便生活、保护环境、安全可靠、交通干扰少、管理方便、节约用地的原则进行布置。总平面布置按照工艺流程，根据防火、防爆、卫生与工艺性质的不同，按性质分区布置，避免不同功能车间的相互干扰，但工序之间产品运输路径要最短，平面物流往返不交叉。厂房要向阳、背风、避烟气、防灰尘。1）仓库区。本项目仓库区分生产用原、辅料仓库和成品仓库，原料仓库布置在材料入口附近，成品仓库布置在产品出口处，成品仓库要求干净、通风。2）生产区。本项目生产区分长晶区、切割区、研磨区、抛光区、清洗区、品质检验区、包装区。长晶区同排设备间隔设计为0.5米139 （可能有点窄，最多放宽至1米），两排设备之间要留有2米的物料运输及人行通道。长晶炉的基础必须做减震设计。切割区与长晶区相邻而建，中间设置有物流门的隔离墙。研磨、抛光、清洗、品质检验区、包装区设在二楼，以物料运输距离最小化原则研磨区在切割区上方，两区物料通过电梯运输；抛光、清洗、品质检验区、包装区均要设在洁净厂房内（洁净度应为100级）。3）动力区。本项目的动力设施就是变电站，变电站要接近生产区，减少由于线路铺设距离长所带来的额外电力损耗。本项目对供电可靠性要求极高，设备运行期间绝对不可断电而且电压必须稳定，所以必须建设双路甚至三路电子供应系统，并配置稳压设备和设施。4）给水区。供水系统包括蓄水池、水泵房、去离子水处理设施、循环水系统、冷却塔、沉淀池、及必要的废水处理系统。水源比需保持清洁、通风和具备防尘保护。5）辅助生产区。包括机修及五金件制作场，钳工电工工作室等，以就近生产车间为原则设置。139 5.3.2厂内外运输方案原料运输采用电动叉车、手动叉车、手推平板运输车运输。车间之间半成品通过手推平板车运输、人工装卸。和洁净车间之间的物品交换通过物流窗和物流通道进行，人工转运。5.3.3仓储方案主要原、辅料的仓储按照每10天一个生产周期计算安全库存，主要原料按照投入生产一批，库存一批的原则采购和备料。原料名称仓储方式氧化铝防潮防水金刚石线桶装碳化硼磨料桶装，防潮金刚石磨料桶装，防潮SiO2抛光液桶装硫酸（98%）灌装，防泄漏139 双氧水（30%）灌装，防泄漏氨水（28%）灌装，防泄漏液体蜡桶装5.3.4占地面积及分析初步计划占地20000平方米（30亩），其中厂房加办公室集中在个三层建筑内，建筑面积为XXX平米。5.4土建工程5.4.1主要建筑构筑物的建筑特征与结构设计生产办公一体建筑为三层钢筋混凝土结构，其中研磨、抛光、清洗车间需作洁净厂房。5.4.2特殊基础工程设计40台长晶炉底座、线切割机、研磨抛光设备基础需做减震设计。5.5其他工程5.5.1给排水工程5.5.1.1给水系统（1）自来水：项目给水由市政自来水系统提供。139 （2）纯水制备：纯水系统设置在清洗车间附近，纯水系统需要请专业公司根据项目要求设计。5.5.1.2排水系统项目生活污水经化粪池处理后排入市政污水管网后进入污水处理厂。生产过程中产生的工业废水经废水处理达标后排入市政排水管道。本项目几乎不产能有害废水。5.5.2动力及公用工程（1）供电：项目供电由市政提供，需配置至少两路供电系统。（2）通风：晶体生长生产采用机械通风方式。晶片加工生产线在二楼，单独建设一个排气和空气净化系统。第六章环境保护与职业安全本章相关内容将由建设工程设计单位在设计方案中提供《环境影响报告》、《职业健康报告》等资料，并将委托具有资质单位编制《建设项目环境影响评价报告》、《职业危害及劳动卫生评价报告》。下面对污染物和污染处理措施做一简单描述。139 6.1项目主要污染源和污染物 本项目对环境可能造成的影响主要分为施工期影响与营运期影响。主要污染源有长晶炉热源、研磨抛光设备噪音源、冷却液研磨膏清洗水产生废液源、酸性污水源等；污染物有蓝宝石固体粉末，硫酸液，氨水，双氧水等。6.1.1主要污染源 1）施工期间的污染源施工期的大气污染影响主要为地面扬尘污染，扬尘污染来源于建筑材料如水泥、白灰、砂子等在其装卸、运输、堆放等过程中，因风力作用而产生的扬尘污染；开挖土石方产生的扬尘；运输车辆往来造成地面扬尘；施工垃圾在其堆放过程和清运过程中产生扬尘。施工期噪声主要来自于开挖土石方时产生的机械噪声。建设过程产生的固体废物。2）营运期的污染源本项目生产中产生的废水，噪声主要是机泵和各种鼓风机等设备运行时产生的噪声及固体废物139 （蓝宝石粉末及碎渣）。6.1.2主要污染物 生产期间，废水主要是去离子水制备系统产生的废水、清洗废水、生活污水。生产中涉及部分浓硫酸、氨水、双氧水等化学物质，一旦出现泄漏等事故时，事故水不能很好的收集和处理将会对环境造成很大影响。需要设置一定容积的事故水池，一旦出现事故可将事故水收集起来，处理后再排放。固废主要为晶片加工过程中产生的切削液、废研磨料、废抛光液、废清洗液。6.2项目拟采用的环境保护标准 本项目生产和生活废水需满足CJ3082-1999《污水排入城市下水道水质标准》要求。6.3治理环境的方案 废水处理：139 去离子废水主要成分为少量无机盐，污染极轻，直接排入市政管网；冲洗废水中的主要污染物为悬浮物、少量酸碱及有机物等，其污染程度也较低，直接排入市政管网；生活污水直接进管网。含有浓硫酸、氨水、双氧水等化学物质的废水，需建设废水处理系统。噪声消除：采用低噪声设备，并且根据噪声产生的特点及位置情况分别采用了减振、消声、吸声及隔声措施，厂界可达标排放。第七章企业组织和劳动定员7.1企业组织 7.1.1企业组织形式 本项目架构采用三级管理架构，配备人事行政&环境安全、财务、生产、技术、市场营销、质量管理等专职人员。总经理助理副总经理质量管理部生产分部财务部设备设施动力保障部物流与采购部总经理技术分部人事行政&环境安全部市场营销及服务部制造部部139 7.1.2企业作业制度 制造部门及仓管采用三班倒，其他部门采用正常工作制（一天8小时，每周5天）。7.2劳动定员和人员培训 7.2.1劳动定员 严格执行《劳动法》等相关法律法规，为员工提供良好工作条件和发展空间。人员编制如下表所示：图表49岗位设置人员配置表部门名称人员编制说明总经理XXX由集团委派副总经理XXX业界经验丰富人士（挖角）139 总经理助理XXX专业技术背景财务部XXX经理由集团委派人事行政&环境安全部XXX其中1人为专职环境安全质量管理部XXX具备行业经验者制造部生产分部XXX招聘至少10%的熟手技术分部XXX材料学、冶金学、光学专业人士设备设施动力保障分部XXX机械、电力、物理专业人士市场营销部XXXLED行业经验者物流及采购部XXX物流、材料、商业专业人士合计XXX7.2.2年工资总额和员工年平均工资估算  部门经理以上人员实施年薪制，员工薪资实施月薪，具体额度如下：图表49员工薪酬表人员类别薪酬人数年度薪酬总额（万元）总经理XXXXXX139 XXX万元/年副总经理XXX万元/年XXXXXX总经理助理XXX万元/年XXXXXX部门经理XXX万元/年XXXXXX工程师及管理人员XXX元/月XXXXXX质检员XXX元/月XXXXXX工人XXX元/月XXXXXX年支付薪酬总额（万元）XXX7.2.3人员培训及费用估算 (1)人员来源分析，需培训的人员总数 本项目属于新项目建设，首批员工中需招聘有与该项目所涉及产品相同工作经验人员。全体员工都要定期接受职业培训。(2)培训方式139 设备操作人员由设备供应商负责培训；新员工要进行入职培训、岗前培训和安全培训，并且经考试合格后方可上岗。(3)培训计划在筹建期间，将招聘技术人员、操作工人和设备维修人员，其中部分技术人员在设备到厂前赴设备供应商处接受培训，其它操作人员在试生产期间由设备供应商驻厂工程师进行培训。(4)培训费用 按人均1000元计算，总计为1000×XXX=XXX万元。第八章项目实施进度安排8.1项目实施管理机构组建筹建小组，负责项目实施。8.2项目实施进度表 时间项目201020102010201020112011…201120112011201120119月10月11月12月1月2月…8月9月10月11月12月可行性研究…139 项目论证决策招投标及设备合同签定　　　　　…基建施工　　　　…单晶炉等设备安装、调试、试产　　　　…切磨抛设备安装、调试、试产…量产　　　　　…第九章投资估算与资金筹措9.1项目总投资估算 图表50项目总投资估算表项目总投资估算（元）序号投资项目投资额（元）备注1厂房建筑工程XXXXXX2洁净厂房工程XXXXXX3道路管网围墙工程XXXXXX4厂区绿化工程XXXXXX5食堂XXXXXX139 6员工宿舍XXXXXX7项目报建管理费用XXXXXX8土建工程监理费XXXXXX9土建和公用工程设计费XXXXXX房屋建筑工程小计XXX　10生产设备XXXXXX11电气设备XXXXXX13办公设备XXXXXX14交通运输设备XXXXXX机器设备小计XXXXXX15不可预见费XXXXXX16建设期利息XXXXXX17土地权及税费XXXXXX18技术转让及服务费XXXXXX19流动资金XXXXXX项目总投资XXX139 项目总投资为XXX万元。9.1.1固定资产投资总额 图表51固定资产投资总额（元）序号投资项目投资额（元）1房屋建筑工程XXX2机器设备XXX3不可预见费XXX4建设期利息XXX合计XXX其中：一、房屋建筑工程投资工程项目单位造价（元）面积（平米）总造价厂房建筑工程XXXXXXXXX洁净厂房工程XXXXXXXXX道路管网围墙工程XXXXXXXXX厂区绿化工程XXXXXXXXX139 食堂XXXXXXXXX员工宿舍XXXXXXXXX项目报建管理费用XXXXXXXXX土建工程监理费XXXXXXXXX土建和公用工程设计费XXXXXXXXX房屋建筑工程项目合计XXX二、机器设备投资1、生产设备投资（见图表48）2、电气设备投资序号名称规格/产地数量币种单价（元）总价（元）1供电系统　1CNY4,000,0004,000,0002污水处理系统　1CNY400,000400,0003空调系统　1139 CNY1,500,0001,500,000合计5,900,0003、办公设备投资序号名称规格/产地数量币种单价（元）总价（元）1电脑联想60CNY4,500270,0002打印机惠普11CNY2,00022,0003传真机国产1CNY2,5002,5004投影仪松下2CNY8,00016,0005复印机国产2CNY12,00024,000139 6电话机国产60CNY1207,2007普通办公家具国产60CNY60036,0008高级办公家具国产3CNY2,5007,5009会议室家具国产2CNY3,0006,00010视频会议系统国产1CNY600,000600,000合计991,2004、交通运输设备投资序号名称规格/产地数量币种单价（元）总价（元）1电瓶叉车3t2CNY200,000400,00023t2139 手动液压叉车CNY2,0004,0003平板推车　5CNY5002,5004普通轿车5座1CNY150,000150,0005面包车12座1CNY200,000200,0006商务车7座1CNY300,000300,000合计1,056,5009.1.2流动资金估算 因为初入蓝宝石衬底行业，对蓝宝石衬底企业应收应付账款和各类存货的周转天数和周转次数无法准确得到，因此无法用分项详细估算法估算出初始所需流动资金。采用扩大指标估算法。扩大指标估算法参照同类企业流动资金占营业收入的比例来估算初始所需流动资金。139 行业龙头Rubicon公司2008年和2009年流动资金占销售收入的比例分别为19.5%和20.2%，因此采用19%的比率来估算。本项目第一年的销售收入为XXX万元，故所需流动资金为：XXX×19%=XXX万元≈XXX万元。粗略估算流动资金为XXX万。9.2资金筹措9.2.1资金来源 资金来源有三类：银行抵押贷款、项目自有资金和股权融资。因为股权融资需多方沟通，耗时较长，保密性差，所以暂不考虑。外部融资较为可行的是银行贷款。9.2.2项目筹资方案 经过与银行人员沟通，贷款计划初定如下：　固定资产类别　资产原值抵押贷款率抵押贷款额较易抵押贷款的固定资产土地权XXX70%XXX139 　厂房XXX70%XXX较难抵押贷款的固定资产生产设备XXX30%XXX合计XXX　XXX从上表可知，项目可贷款额度约为XXX万，因此，为最大利用外部资源，计划向银行贷款XXX万元，贷款时间为三年，贷款利率为5.40%，复利法计算利息。项目总投资为XXX万元，其中银行贷款XXX万元，因暂不考虑股权融资，自有出资额将为XXX万元。在此筹资方案下，项目初始资产负债率为28.2%，负债率较低。9.3投资使用计划 9.3.1投资使用计划 因为建设周期少于一年，所筹资金将在2011年全部投入项目建设，2012年满负荷生产。9.3.2借款偿还计划 图表52借款偿还计划表139 借款还本付息表（单位：万元）2011201220132014一、前期借款余额及应付利息----其中：1、借款余额----2、借款应付利息----二、当期应付建设款余额----三、期间还款金额----四、当期借款余额----五、还款资金来源----其中：1、利润----2、折旧----第十章财务与敏感性分析10.1生产成本和销售收入估算10.1.1生产总成本估算 图表53蓝宝石晶片生产销售总成本费用估算表序号成本项目单位年消耗量不含税单价（元）年总成本（元）含税年总成本（元）一原材料--1氧化铝kg----139 2坩埚个----3金刚石线m----4碳化硼磨料kg----5金刚石磨料kg----6金刚石抛光液ml----7SiO2抛光液kg----8磨皮及垫盘----9硫酸（98%）kg----10双氧水（30%）kg----11氨水（28%）kg----12液体蜡kg----13自来水吨----14纯水吨----其他原材料---二电费度----三直接人工个----四制造费用---其中：修理费---其中：折旧费---139 生产成本（一二三四）--五--------六----七----总成本费用-进项税额-说明：1）硫酸、双氧水、氨水和液体蜡暂无报价，暂时按照年费用5万元估算；2）自来水为6%增值税；3）纯水自制，按消耗自来水用量计算；4）直接人工=（XXX个工人+5个质检员）×薪酬；5）电费：设备耗电量XXX万度，乘以1.1（考虑其他用电）后为总耗电；总电费XXX万元=用电费用XXX万元+基本电费XXX万元；基本电费=XXX（元/KW×月）×12月×3000KW=XXX万元139 6）管理费用按照不含税销售收入3%计算（2012年以满产100万片计算管理费用）；下同7）销售费用按照不含税销售收入2%计算（2012年以满产100万片计算销售费用）；下同图表54每年蓝宝石晶片生产销售总成本费用估算表（元RMB）序号成本项目2012年2013年2014年2015年2016年一原材料-----1氧化铝-----2坩埚-----3金刚石线-----4碳化硼磨料-----5金刚石磨料-----6金刚石抛光液-----7SiO2抛光液-----8磨皮及垫盘-----9硫酸（98%）-----10双氧水（30%）-----11氨水（28%）-----12液体蜡-----139 13自来水-----14纯水-----其他原材料-----二电费-----三直接人工-----四制造费用-----其中：修理费-----其中：折旧费-----生产成本（一二三四）XXX----五管理费用-----其中：摊销-----六销售费用-----七利息支出-----总成本费用XXX----其中：固定成本-----可变成本-----单位成本费用（元/片）XXX----经营成本XXX----其中折旧和摊销：图表55固定资产折旧表139 固定资产折旧序号名称资产原值（万元）折旧年限残值率年折旧额（万元）1房屋建筑工程类-355%-2生产设备-155%-3电气设备-155%-4办公设备-105%-5交通运输设备-105%-6其他固定资产-50%-固定资产合计XXX-965.57注：采用直线折旧法;其他固定资产包括建设期利息和不可预见费。图表56无形资产摊销表无形资产摊销序号名称资产原值（万元）摊销年限残值率年摊销额（万元）1土地权及税费----139 2技术转让及服务费----　无形资产合计----注：土地税费包括契税和印花税，总费率为4%10.1.2单位成本估算图表57蓝宝石晶片单位成本费用估算表序号成本项目单位年消耗量年总成本（元）产量（万片）每片成本（元）一原材料　　25,613,55510025.611氧化铝kg----2坩埚个----3金刚石线m----4碳化硼磨料kg----5金刚石磨料kg----6金刚石抛光液ml----139 7SiO2抛光液kg----8磨皮及垫盘　----9硫酸（98%）kg----10双氧水（30%）kg----11氨水（28%）kg----12液体蜡kg----13自来水吨----14纯水吨----　其他原材料　----二电费度----三直接人工个----四制造费用　----　其中：修理费　----　其中：折旧费　----生产成本---五------　------六------139 七------单位成本费用XXX2012生产销售每片蓝宝石衬底的不含税成本费用为XXX元，折合美元为9.79美元/片。2013-2026年单位成本费用：年份2013201420152016201720182019单位成本费用（元/片）-------折合美元-------年份2020202120222023202420252026单位成本费用（元/片）-------折合美元-------10.1.3销售收入估算图表58蓝宝石晶片销售收入项目总计2012年2013年2014年2015年2016年…2026年产量（万片）145050100100100100…100不含税单价（元）　214.4214.4214.4203.7193.5…115.9一、营业收入（万元）--------139 生产成本（万元）--------营业税金及附加（万元）--------管理费用（万元）--------销售费用（万元）--------财务费用（万元）--------二、含税金总成本费用--------三、营业利润（万元）--------所得税（万元）--------四、净利润（万元）--------说明：1）2012年为达产期，考虑到工艺可能不稳定，年产量按50万片计算；2）销售收入按价格预测表中的数据计算，（按1美元兑换6.7人民币汇率计算）；3）所得税按照一般税率25%计算；该项目为高科技项目，很有可能享受15%的优惠税率，且项目所在地另有优惠政策。4）项目设计运营寿命为15年。139 其中，增值税和营业税金及附加如下：项目总计20122013201420152016…2026销项税额--------进项税额--------应缴增值税--------营业税金及附加（万元）--------注：营业税金及附加按照应缴增值税的10%计算。10.2财务评价财务指标财务内部收益率49.33%静态投资回收期3.15年（包括建设期）动态投资回收期3.47年（包括建设期）净资产收益率57.30%年总投资收益率41.17%年平均利润率45.56%139 1）财务内部收益率的计算在现金流量表（EXCEL表）采用IRR函数：IRR=IRR(各年净现金流量)=49.33%2）投资回收期的计算项目现金流量：年份2011201220132014净现金流量----累计净现金流量----静态投资回收期=4-1+1812.8/12130.5=3.15年（包括建设期）项目现金流量净现值：年份2011201220132014净现值----累计净现值----动态投资回收期=4-1+4249.3/9113.6=3.47年（包括建设期）3）净资产收益率的计算年净利润：累计总利润XXX万元/15年=XXX万元；139 自有投资：XXX万元净资产收益率=XXX/XXX×100%=57.30%4）总投资收益率的计算年净利润：XXX万元；总投资：XXX万元总投资收益率=XXX/XXX×100%=41.17%5）年平均利润率的计算年净利润：XXX万元；年营业收入：累计总收入XXX万元/15年=XXX万元年平均利润率=XXX/XXX×100%=45.56%10.3不确定性分析10.3.1盈亏平衡分析图表59盈亏平衡分析表序号成本项目合计2012年2013年2014年2015年…2026年1产销量（万片）145050100100100…1002销售额（万元）240838.910720.021440.021440.020368.0…11585.33销售单价（元/片）166.1214.4214.4214.4203.7…115.94-------139 固定成本总额(万元)5变动成本总额（万元）-------6单位变动成本（元/片）-------7保本销售量（万片)-------8保本销售额（万元）-------9安全边际量（万片）-------10安全边际额（万元）-------11安全边际率（%）81.40%57.52%85.45%86.21%85.65%…75.31%10.3.2敏感性分析图表60净利润对三大主要变量的敏感性分析变动幅度-20%-10%-5%0%5%10%20%晶片单价（元/片）171.5193.0203.7214.4225.1235.8257.3净利润（万元）-------　139 晶片销量（万片）809095100105110120净利润（万元）-------　生产成本（万元）4013.04514.74765.55016.35267.15517.96019.6净利润（万元）-------从上表可以看出，晶片价格与产销量影响净利润变动幅度一样，生产变动影响净利润的幅度比前二者小得多。晶片价格和产销量变动5%，净利润变动6.65%；晶片价格和产销量变动10%，净利润变动13.29%；晶片价格和产销量变动20%，净利润变动26.59%。生产成本变动5%、10%、20%，净利润变动-1.67%、-3.33%和-6.67%。由此可见，净利润对晶片价格和晶片产销量都非常敏感，对生产成本的敏感度相对要小很多。139 10.3.3风险分析①市场风险本项目为LED产业上游，属于材料加工性质。依据市场考察的结果，受蓝宝石衬底片价格持续上扬的影响，目前我国有多家大的企业开始积极介入或准备介入蓝宝石衬底的生产，这其中还包括已在太阳能行业打拼多年的尚德、赛维LDK、徐州中能等等，而已经大量生产蓝宝石的企业也在积极扩产（如，哈工大奥瑞德、长治高科、青岛嘉星等），这些规模化的新建产能及扩产将在1～2后集中释放产能，可能会使蓝宝石衬底片的销售价格下滑，进而造成企业的利润下滑。②工艺技术风险本项目关键设备有蓝宝石长晶炉、线切割机、研磨抛光机等对于技术熟练度及人员的技术及经验积累要求很高。尤其是长晶工艺较强地依赖于操作人员的经验，产品质量及工艺出品率对工艺的稳定性依赖极大。由于蓝宝石衬底片的表面粗糙度要求极高（Ra<0.3nm），研磨、抛光工艺的稳定性及生产人员的经验显得尤为重要。本项目的工艺技术风险主要集中在长晶和研磨抛光工序，前者涉及到能不能长出可用于后续加工使用的蓝宝石晶体及长出139 大尺寸的蓝宝石晶体，后者则涉及到能不能生产出合格的蓝宝石衬底片。因此，该项目在前期运行阶段就必须开始储备有经验的行业内人员（尤其是技术工人及工艺师）。③汇率风险在汇率方面特别要关注人民币升值导致的汇率风险。蓝宝石衬底片是LED产业链上游，原材料及辅助材料国内均可供应，且均以人民币结算，人民币升值的影响较小。但产品出口到欧、美、日等发达国家，人民币升值将压缩利润空间。因而存在一定的汇率风险，要通过降低成本、提高品质来消化风险。对于以美元、欧元采购的机器设备来说，人民币对美元、欧元不断升值，将致使这部分美元资产不断贬值，带来汇兑损失。但同时也要看到，人民币升值致使进口设备采购价格下降，有利于继续投资扩大生产。第十一章可行性研究结论与建议11.1对推荐的拟建方案的结论性意见 139 蓝宝石LED衬底的市场机会已经来临，本项目方案技术上可行，投资不大，经济效益和社会效益巨大，值得尽早上马。11.2就主要对比方案的说明在厂址选择方面，本研究报告提供了4个可选地进行资源价格比较，从资源单价来看，XXX经济开发区的资源价格最便宜，就设计产能规模来说，厂址设在XXX比厂址设在资源价格最高的深圳每年节省费用约387万，比芜湖和吴江节省费用约252万和207万。如果在深圳芜湖或吴江能争取到优惠地价，从产业集群效应角度出发，厂址选在深圳或芜湖也并非不可以。11.3本可行性研究尚未解决的主要问题的解决办法和建议本研究报告尚未解决的主要问题是生产加工技术和工艺，目前还未找到能公开提供生产加工工艺的提供商，解决这一问题的办法：一、从现有厂商中高薪挖角核心技术人才；二、准备足够的培训和试验经费，自行培训和摸索生产技术和工艺。139 139'