金属靶材生产加工项目可行性研究报告

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金属靶材生产加工项目可行性研究报告

金属靶材生产加工项目可行性研究报告

规划设计/投资分析/实施方案

报告摘要说明

溅射工艺属于物理气相沉积(PVD)技术的一种,是制备电子薄膜材料的主要技术之一。在电子信息产业的发展过程中,金属薄膜的制备十分重要。溅射工艺利用离子源产生的离子,在真空中加速聚集成高速离子流,轰击固体表面,离子和固体表面的原子发生动能交换,使固体表面的原子离开靶材并沉积在基材表面,从而形成纳米(或微米)薄膜。被轰击的固体是溅射法沉积薄膜的原材料,称为溅射靶材。靶材质量的好坏对薄膜的性能起着至关重要的决定作用,因此,靶材是溅射过程的关键材料。

高纯溅射靶材行业是典型的技术密集型行业,要求业内厂商具有较强的技术研发实力和先进的生产工艺,具有完善的品质控制能力。其主要技术门槛表现在以下几个方面。纯度和杂质含量控制是靶材质量最重要的指标。靶材的纯度对溅射薄膜的性能有很大影响。若靶材中夹杂物的数量过高,在溅射过程中,易在晶圆上形成微粒,导致互连线短路或断路。靶材的成分与结构均匀性也是考察靶材质量的关键。对于复相结构的合金靶材和复合靶材,不仅要求成分的均匀性,还要求组织结构的均匀性。晶粒晶向控制是产品研发主要攻克的方向。溅射镀膜的过程中,致密度较小的溅射靶材受轰击时,由于靶材内部孔隙内存在的气体突然释放,造成大尺行业深度研究寸的靶材颗粒或微粒飞溅,或成膜之后膜材受二次电子轰击造成微粒飞溅,这些微粒的出现会降低薄膜品质。例如在极大规模集成电路制作工艺过程中,每150mm直径硅片所能允许的微粒数必须小于30个。怎

样控制溅射靶材的晶粒,并提高其致密度以解决溅射过程中的微粒飞溅问

题是溅射靶材的研发的关键。靶材溅射时,靶材中的原子最容易沿着密排

面方向优先溅射出来,材料的结晶方向对溅射速率和溅射膜层的厚度均匀

性影响较大,最终影响下游产品的品质和性能。需根据靶材的组织结构特点,采用不同的成型方法,进行反复的塑性变形、热处理工艺加以控制。

该金属靶材项目计划总投资15455.10万元,其中:固定资产投资11502.58万元,占项目总投资的74.43%;流动资金3952.52万元,占

项目总投资的25.57%。

本期项目达产年营业收入28754.00万元,总成本费用22721.71

万元,税金及附加285.16万元,利润总额6032.29万元,利税总额7149.49万元,税后净利润4524.22万元,达产年纳税总额2625.27万元;达产年投资利润率39.03%,投资利税率46.26%,投资回报率

29.27%,全部投资回收期4.92年,提供就业职位652个。

溅射是制备薄膜材朴的主要技术之一,它利用离子源产生的离子,在

真空中经过加速聚集,而形成高速度能的离子束流,轰击固体表面,离子

和固体表面原子发生动能交换,使固体表面的原子离开固体并沉积在基底

表面,被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材籵,称为溅射靶材。

靶材是溅射薄膜制备的源头材料,又称溅射靶材。是制备晶圆、面板、太阳能电池等表面电子薄膜的关键材料。

金属靶材生产加工项目可行性研究报告目录

第一章项目总论

第二章市场分析、调研

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

第十一章项目安全规范管理

第十二章项目风险情况

第十三章节能方案分析

第十四章进度计划

第十五章投资方案计划

第十六章经济评价分析

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

溅射是制备薄膜材朴的主要技术之一,它利用离子源产生的离子,在真空中经过加速聚集,而形成高速度能的离子束流,轰击固体表面,离子和固体表面原子发生动能交换,使固体表面的原子离开固体并沉

积在基底表面,被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材籵,称为溅

射靶材。

在靶材制造的过程中,需要经历粉末冶炼、粉末屁合、压制成型、气氛烧结、塑性加工、热处理、超声探伤、机械加工、水切割、机械

加工、金属化、绑定、超声测试、超声清冼、栓验出货,共计15道工序。

粉末冶金铸造法是溅射靶材的另一种重要制造工艺。对于钨钛靶

这类由两种熔点差别较大的金属组成的合金靶材则会选择粉末烧结工艺。粉末冶金工艺一般选用高纯、超细粉末作为原料,并使用热等静

压方法成型,而热等静压工艺具有容易获得均匀细晶组织的优点。而

热等静压工艺具有容易获得均匀细晶组织的优点。

溅射靶材行业的核心价值在于通过熔炼、提纯、加工和热处理等

工艺对靶材的成分、微观组织结构、致密度和杂质等系列指标进行严

格的控制,以满足溅射镀膜过程要求。靶材的质量水平会直接影响到沉积所得薄膜的均匀性和一致性,因此溅射靶材对纯度、致密度和组织均匀性等特性均有严格要求。靶材纯度方面,不同的下游应用要求会有所不同,超大规模集成电路芯片对溅射靶材的金属纯度的要求最高,通常要达到99.9995%(5N5)以上,平板显示器和太阳能电池等领域对金属纯度的要求略低,要求分别为99.999%(5N)和99.995%

(4N5)。杂质会对沉积薄膜的构成污染,因此靶材的杂质含量也会有严格的标准要求。靶材的致密度与气孔的数量成反比,而气孔中的杂质气体在溅射过程中是污染源,因此靶材的致密度会对溅射的沉积速率、溅射膜粒子的密度和放电现象,以及薄膜的电学和光学性能有显著影响。靶材的成分,组织和晶粒度大小主要影响沉积薄膜的均匀性和质量的稳定性,成分和组织均匀性以及晶粒度大小等指标对于靶材的质量控制也是重中之重。

独立而成熟的生产制造技术和研发能力是高纯溅射靶材企业的立身之本。高纯溅射靶材行业以冶金提纯、塑形加工、热处理和机械加工等制造工艺过程为基础,信息技术等领域需求为导向,属于典型的技术密集型产业。半导体芯片,平板显示和信息储存等下游信息产业

的产品更新快,技术日新月异,靶材制造企业作为上游关键材料的供

应商也必须要求有充分的研发能力来同步更新其产品和技术。

在平板显示领域与靶材需求对应的下游产品以液晶显示面板为主。根据技术特点不同,平板显示器可分为液晶显示器(LCD)、等离子显

示器(PDP)、有机发光二极管显示(OLED)、场致发光显示器(EL)

和场发射显示器(FED)等。OLED由于供货不足和价格高企等原因,目前主要应用于部分小尺寸显示领域;PDP主要应用于部分电视和大屏幕显示器领域;相比之下,LCD由于在性价比、分辨率、耗电量、屏幕尺寸多样化等关键指标上占据显著优势,是当前平板显示领域主导技术

和产品,占据了平板显示90%以上的市场份额。因此,主要通过对全球和中国液晶显示面板出货量和出货面积进行分析以预测平板显示用靶

材市场容量的增长趋势。

国外企业经过几十年的发展和技术积累,在品牌、技术、产品质量、规模和客户资源等各方面均有深厚的基础。在上游,国外这些跨

国公司有与之配套的高纯金属原料供应优势,在下游应用领域有集中

的客户资源优势,在靶材制造环节有技术先发优势和规模优势,因此

在未来一定时间内美国和日本这些公司在溅射靶材领域的垄断地位仍

是国内溅射靶材企业必须应对的常态

在平板显示大尺寸靶材生产领域,国外有成熟的技术能成产出宽1200毫米,长3000毫米的单块靶材。隆化节能的产品距离国外还有不小的差距。同时,在产能上,日本的装备月产量可达30吨至50吨,我国国产装备年产量只有30吨。进口一台设备价格要花一千万元,且核心技术完全把控在国外设备厂,这是我国国产靶材目前还很难突破的领域。

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

金属靶材生产加工项目

四、项目承办单位

xxx实业发展公司

五、项目选址及用地综述

(一)项目选址方案

项目选址位于xxx出口加工区,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46329.82平方米(折合约69.46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,按照金属靶材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46329.82平方米,建筑物基底占地面积25425.81平方米,总建筑面积56985.68平方米,其中:规划建设主体工程43908.35平方米,项目规划绿化面积3457.44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:金属靶材xxx 单位/年。综合考xxx实业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实业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

(一)项目总投资及资金构成

项目预计总投资15455.10万元,其中:固定资产投资11502.58

万元,占项目总投资的74.43%;流动资金3952.52万元,占项目总投

资的25.57%。

(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28754.00万元,总成本费用22721.71

万元,税金及附加285.16万元,利润总额6032.29万元,利税总额7149.49万元,税后净利润4524.22万元,达产年纳税总额2625.27万元;达产年投资利润率39.03%,投资利税率46.26%,投资回报率

29.27%,全部投资回收期4.92年,提供就业职位652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。未来,在保持健康、稳定、快速、持续发展

的同时,公司以“和谐发展”为目标,践行社会责任,秉承“责任、

公平、开放、求实”的企业责任,服务全国。公司始终坚持“人本、

诚信、创新、共赢”的经营理念,以“市场为导向、顾客为中心”的

企业服务宗旨,竭诚为国内外客户提供优质产品和一流服务,欢迎各

界人士光临指导和洽谈业务。

公司根据自身发展的需要,拟在项目建设地建设项目,同时,为

公司后期产品的研制开发预留发展余地,项目建成投产后,不仅大幅

度提升项目承办单位项目产品产业化水平,为新产品研发打下良好基础,有力促进公司经济效益和社会效益的提高,将带动区域内相关行

业发展,形成配套的产业集群,为当地经济发展做出应有的贡献。公

司是按照现代企业制度建立的有限责任公司,公司最高机构为股东大会,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。

公司以生产运行部、规划发展部等专业技术人员为主体,依托各

单位生产技术人员,组建了技术研发团队。研发团队现有核心技术骨

干十余人,均有丰富的科研工作经验及实践经验。公司通过了ISO质

量管理体系认证,并严格按照上述管理体系的要求对研发、采购、生

产和销售等过程进行管理,同时以客户提出的品质要求为基础,建立

了完整的产品质量控制体系,保证产品质量的优质、稳定。

(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24526.82万元,

同比增长30.95%(5797.62万元)。其中,主营业业务金属靶材生产

及销售收入为22903.98万元,占营业总收入的93.38%。

根据初步统计测算,公司实现利润总额5671.04万元,较去年同

期相比增长1272.04万元,增长率28.92%;实现净利润4253.28万元,较去年同期相比增长600.52万元,增长率16.44%。

十、主要经济指标

主要经济指标一览表

第二章市场分析、调研

一、金属靶材行业发展概况

高纯溅射靶材行业是典型的技术密集型行业,要求业内厂商具有

较强的技术研发实力和先进的生产工艺,具有完善的品质控制能力。

其主要技术门槛表现在以下几个方面。纯度和杂质含量控制是靶材质

量最重要的指标。靶材的纯度对溅射薄膜的性能有很大影响。若靶材

中夹杂物的数量过高,在溅射过程中,易在晶圆上形成微粒,导致互

连线短路或断路。靶材的成分与结构均匀性也是考察靶材质量的关键。对于复相结构的合金靶材和复合靶材,不仅要求成分的均匀性,还要

求组织结构的均匀性。晶粒晶向控制是产品研发主要攻克的方向。溅

射镀膜的过程中,致密度较小的溅射靶材受轰击时,由于靶材内部孔

隙内存在的气体突然释放,造成大尺行业深度研究寸的靶材颗粒或微

粒飞溅,或成膜之后膜材受二次电子轰击造成微粒飞溅,这些微粒的

出现会降低薄膜品质。例如在极大规模集成电路制作工艺过程中,每150mm直径硅片所能允许的微粒数必须小于30个。怎样控制溅射靶材

的晶粒,并提高其致密度以解决溅射过程中的微粒飞溅问题是溅射靶

材的研发的关键。靶材溅射时,靶材中的原子最容易沿着密排面方向

优先溅射出来,材料的结晶方向对溅射速率和溅射膜层的厚度均匀性

影响较大,最终影响下游产品的品质和性能。需根据靶材的组织结构特点,采用不同的成型方法,进行反复的塑性变形、热处理工艺加以控制。

金属精密加工和外形控制直接影响下游客户的使用效果。用于靶材溅射的机台十分精密,对溅射靶材的尺寸要求很高,这对靶材厂商的金属加工精度和加工质量提出了很高的要求,如表面平整度等。例如,靶材粗糙化处理可使靶材表面布满丰富的凸起尖端,这些凸起尖端的电势将大大提高,从而击穿介质放电,但过大的凸起对于溅射的质量和稳定性是不利的。随着薄膜技术的发展、芯片性能的提升,对配套溅射靶材在纯度、微观结构、可靠性等方面提出了越来越高的要求。集成电路产业60年代起源于美国,80年代行业重心转向日本,90年代又转向韩国、台湾。因而在靶材生产方面,日、美靶材企业得以与Intel、IBM等微电子巨头一起调试工艺,推进薄膜制备技术发展,具有很大的技术和品牌优势。与之相比,虽然近年来半导体产业加速向我国转移,国内半导体产业正在迎来黄金期,但总体而言我国半导体行业尤其是中上游的电子化学品、化学材料产业仍处于起步阶段。而我国一些靶材生产商是冶金材料企业,对半导体企业等使用方的实际需求很难做到“量体裁衣”。这也要求国内靶材厂商对客户实际需

要进行深刻、透彻的研究,与使用方一起完善工艺。随着国内下游半

导体、平面显示产业的发展,电子化学品需求量巨大,进口替代空间

广阔,国内靶材企业有很大的发展空间。

溅射靶材产业链主要包括金属提纯、靶材制造、溅射镀膜和终端

应用等环节,其中,靶材制造和溅射镀膜环节是整个溅射靶材产业链

中的关键环节。

化学纯度是影响薄膜材料性能的关键因素,高纯金属原材料是靶

材生产制造的基础。高纯金属提纯分为化学提纯和物理提纯,在实际

应用中,通常使用多种物理、化学手段联合提纯实现高纯材料的制备。我国虽然拥有丰富的有色金属矿产资源,但我国高纯金属制备技术与

国外相比仍存在一定差距,高纯金属有较大比重需从国外进口。全球

范围内,高纯金属产业集中度较高,美、日等国家的高纯金属生产商

依托先进的提纯技术在整个产业链中居于十分有利的地位,具有较强

的议价能力。高纯溅射靶材是伴随着半导体工业的发展而兴起的,集

成电路产业是目前高纯溅射靶材的主要应用领域之一。受困于2008年

爆发的金融危机,全球半导体市场2009年陷入全面衰退。此后,全球

半导体市场迅速反弹。自2011年起,全球半导体市场进入平稳增长期。半导体材料的市场规模也随着整个半导体行业市场规模的增长而增长。

国内高纯金属产业在靶材上游率先取得突破。2004年以前,我国99%以上的高纯铝只能从美国和日本进口。近年来随着技术的发展,我

国也出现了一些高纯铝生产企业,有新疆众和、包头铝业、霍煤鸿骏、山西关铝、宜都东阳光铝、中铝贵州、神火铝业等,与美、日企业的

差距正在缩小。2016年我国国内高纯铝产量达11.8万吨,生产的高纯铝甚至部分返销国外。

在市场需求和政策鼓励下,国内半导体市场保持着平稳较快发展,国内半导体材料产业、靶材产业规模也日益扩大,其增速高于全球增速,在全球市场中所占份额逐渐提升。得益于中国大陆晶圆厂建设的

迅猛势头,中国已经成为全球最具潜力的半导体材料新兴市场。2016

年国内半导体用溅射靶材市场规模突破14亿元,全球半导体用溅射行

业深度研究靶材市场规模突破12亿美元。我们预测,未来5年,国内

高纯溅射靶材市场规模年复合增长率可达到13%,总规模超过25亿元。

国内靶材市场将在2020年翻倍。在全球处于规划或建设阶段、预

计于2017年~2020年间投产的62座半导体晶圆厂中,有26座设于中国,占全球总数的42%,仅2018年,中国大陆就会有13座晶圆厂建成投产。目前国内已量产的12寸晶圆厂共有10家,总产能56.9万片每月;而目前建设中的12寸晶圆厂共有9家,总产能54万片/月。若上

述在建产能投产,相当于国内晶圆产能增加95%,靶材市场需求也会相应大幅增加。国产半导体靶材的市场占比将会显著提升。随着国产溅射靶材的技术成熟,尤其是国产溅射靶材具备较高的性价比优势,并且符合溅射靶材国产化的政策导向,我国溅射靶材的市场规模将进一步扩大,在全球市场中有望获得更多客户的认可,市场份额进一步提高。

平板显示产业也是高纯溅射靶材的主要应用领域之一。平板显示器主要包括液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光二极管显示器(OLED)等,以及在LCD基础上发展起来的触控(TP)显示产品。镀膜是现代平板显示产业的基础环节,几乎所有类型的平板显示器件都会使用大量的镀膜材料来形成各类功能薄膜,其所使用的PVD镀膜材料主要为溅射靶材。柔性显示材料进一步扩大靶材的需求空间。膜材料是实现柔性的关键,而靶材是电子薄膜材料主要原材料。未来柔性OLED对薄膜的使用量会大幅增加,相应的靶材需求量就会大幅增加。2016年全球平面显示溅射靶材市场达到38亿美元,国内市场超过80亿元。2011年以来,随着国内外平板显示厂商纷纷在中国大陆建立生产基地以及政府政策导向和产业扶植下,我国平板显示产业迅速发展,全球平板显示产业重心逐渐向中国大陆转移,我国成为全球

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