炭炭复合材料单晶生长热场系统

炭/炭复合材料单晶生长热场系统产业化项目可行性研究报告长沙经济技术开发区xxx新材料有限公司二OO四年六月1目录第一章总论……………………………………………………4一、项目背景……………………………………………………4二、项目概况……………………………………………………6第二章市场预测……………………………………………………9一、产品市场供应预测…………………………………………8二、目标市场分析……………………………………………10第三章建设规模与产品方案………………………………………13一、建设规模…………………………………………………13二、产品方案……………………………………………………13第四章场址选择……………………………………………………16一、场址所在位置现状…………………………………………16二、场址建设条件………………………………………………16第五章技术设备方案………………………………………………19一、技术方案……………………………………………………19二、设备方案……………………………………………………19第六章主要原辅材料供应………………………………………21一、主要原料供应………………………………………………21二、主要辅料供应………………………………………………21三、主要原料、辅料价格………………………………………21第七章总图运输与公用辅助工程…………………………………222一、总图布置…………………………………………………22二、场内外运输………………………………………………22三、公用辅助工程…………………………………………23第八章节能节水措施…………………………………………26一、概述…………………………………………………………26二、节能节水措施………………………………………………26第九章环境影响评价…………………………………………27一、项目建设和生产对环境的影响……………………………27二、环境保护措施………………………………………………27三、环境保护评价………………………………………………28第十章劳动安全卫生与消防………………………………………29一、劳动安全……………………………………………………29二、生产事故及防范……………………………………………30三、职业危害及防护……………………………………………30四、消防设施……………………………………………………31第十一章组织机构与人力资源配置……………………………33一、组织机构……………………………………………………33二、人力资源配置………………………………………………34第十二章项目实施进度…………………………………………35一、项目建设工期………………………………………………35二、项目实施计划………………………………………………35三、项目施工进度图……………………………………………353第十三章投资估算…………………………………………………36一、投资估算依据………………………………………………36二、估算范围……………………………………………………36三、项目建设投资………………………………………………37四、资金筹措……………………………………………………38第十四章财务评价………………………………………………39一、评价依据、范围及指标……………………………………39二、经济评价……………………………………………………40三、财务评价……………………………………………………42第十五章研究结论与建议…………………………………………434第一章总论一、项目背景炭/炭复合材料单晶生长热场系统产业化项目，由长沙经济技术开发区xxx新材料有限公司负责实施。项目建设规模为：炭/炭复合材料20，000公斤/年，碳/石墨材料400吨/年。项目建设选址国家级重点经济开发区——国家级长沙经济技术开发区。本项目属于国家级长沙经济技术开发区鼓励大力发展的六大产业之一，项目性质是高科技新材料产业项目。1．项目名称炭/炭复合材料单晶生长热场系统产业化项目2．承办单位慨况长沙经济技术开发区xxx新材料有限公司属股份制企业，由湖南省星沙实业（集团）发展有限公司、蒋建纯教授共同出资成立。其中，蒋建纯教授以其拥有的居国际先进水平的专利技术作技术出资。生产基地位于长沙市经济技术开发区内，占地30亩，花园式工业区，是星沙实业集团下属单位。主要从事新材料的开发及生产。蒋建纯女士系中南大学粉末冶金学院教授、博士生导师，蒋建纯教授领导的科研队伍在该领域居于国际领先地位。新材料公司以蒋建纯教授拥有的专利知识产权技术和雄厚的研发实力为依托，通过整合人才、技术与市场优势，构筑新材料基地。新材料公司计划投资6000万元，建设年产20，000公斤C/C复合材料、C/石墨材料400吨的生产线，5实现年工业产值1.9亿元以上。并且新材料公司计划以此为产业基础，通过3年的时间，使公司的产品能够覆盖国内大部分或全部的硅单晶生长炉的热场系统，逐步进入国外硅单晶炉热场系统市场；努力开发新产品，扩大该新材料的应有领域，使其应有到其他的晶体生长设备及相关的高技术领域。3．项目提出的理由与过程当今世界新材料的发展日新月异，特别是电子、通讯等相关领域发展迅猛，对硅材料需求十分旺盛。数十年以来，硅材料行业一直以“提高硅单晶的尺寸和质量”为主要目标，先后生产了4、5、6、8、12、16、18英寸硅片。据最新的《国家半导体技术（ITRS）》介绍，直径18英寸硅单晶抛光片是12英寸的下一代产品，也是未来22nm线宽的64G集成电路的衬底材料。集成电路产业是信息产业的核心，全世界以集成电路为核心的电子元器件，95%以上是硅材料制成的，其中直拉硅单晶的用量超过85%。随着超大规模集成电路集成度的迅速提高，迫切要求采用大直径的直拉硅单晶抛光片。超纯及完整晶体结构的硅晶体是一条长长的价值链的起点。没有硅晶体就没有半导体、光电子、通讯技术及光电技术。硅晶体棒用于制作晶圆，晶圆是半导体工业中制作芯片的基础材料。硅材料的另一个大的需求来自太阳能。从长远看，世界上一半以上的能源生产要采用可再生能源。可再生资源主要有风、水、太阳能。太阳能直接转换成电能（光电效应）靠太阳能电池完成。电池的原材料是带特定晶体结构的硅。专家预测：在今后的十年，结晶硅将在太阳能电池的生产中成为在、最主要的材6料。硅片工业目前在生产与市场方面已经形成了垄断，日本、德国等国的资本控制的八大硅片公司的销量占硅片总销量的90%，当前IC用主流硅片是8英寸，并向12英寸过渡。市场调研预测，到2006年，12英寸的硅片的比例将由目前的1.3%增加到21.1%。在IC和太阳能发电等领域对硅单晶的巨大需求和消费，对其生产能力对生产技术提出了更高的要求。其中生产高纯半导体材料的高温电热真空炉——硅单晶生长炉正在向大型化、自动化的方向发展。硅单晶生长炉隔热保温筒、坩埚、发热体等热场系统元件采用高纯石墨、超高纯石墨材料制造，产品要求材料的金属杂质含量要求不超过5~30ppm。同时硅单晶生长炉最主要的易损件的消耗量特别大。根据权威部门统计，一台小型晶体生长炉（如12英寸）每年消耗的石墨坩埚、加热器、保温隔热材料的价值，达到20万元以上；一台大型晶体生长炉的热场系统备件损耗，可达50万元以上。由于生产大型高纯石墨、超高纯石墨材料工艺控制难，需要大型的等静压设备等，其投资极大。因此，高纯石墨尺寸受到限制，经常不能满足制造较大硅单晶生长炉的热场零件的要求；另外，石墨脆性大，机械强度不高，使用可靠性不强，使用寿命短。本项目提出的炭/炭复合材料单晶生长热场系统零件的材料及热场解决方案，经过实践验证，对解决以上问题起到了很好的效果。实施本案对发展大型硅单晶生长设备，制造大尺寸的晶体，提升我国微电子技术水平具有极为重大的意义。4．可行性研究报告编制依据（1）《投资项目可行性研究指南》（中国电力出版社）；7（2）项目建议书及批复文件（批准文号）；（3）合资双方签定的合资意向书及有关会议纪要；（4）业主提供的有关资料；（5）国家、湖南省、长沙市国民经济和社会发展第十个五年计划；（6）长沙经济技术开发区产业发展规划；（7）国家计委、建设部颁布的《建设工程项目经济评价方法与参数》；（8）其他文件、协议等。二、项目概况1.拟建地点本项目拟建于国家级长沙经济技术开发区内。国家级长沙经济技术开发区创建于1992年8月，2000年2月经国务院批准为国家级经济技术开发区。建区9年多来，开发区坚持“以工业项目为主、吸引外资为主、出口为主和致力于发展高新技术”的方针，强调以产业发展为中心，走产业兴区之路，通过卓有成效的招商引资工作，目前入区工业企业106家，其中三资企业40家，内资企业66家，入区企业基本上实现了由单个到群体的转变，区内产业也正由零散向集成转变。到目前为止，区内共完成基本建设投资120亿元，移动土石方近亿立方米，完成13亿元人民币的基础设施投资任务，各项建设工作都取得了十分显著的成绩。目前，区内主次干道已拉通28条，总长60公里；6座大型跨线桥已经竣工通车；已经完成12.84公里，架设铁塔33座的三回超高压线路的改道工程，2个110千伏的变电站已经投入使用，目前区内日供电能力已经达到240万千瓦时；2座日供水810万吨的自来水厂已经投入运行；日处理能力8万吨的污水净化中心已经正式营业；装机容量为10万门的程控大楼，现已开通20000门程控电话和高速宽带通讯网，实现了与156个国家和地区通信联网；投资1400多万元的电视发射塔已经正式投入使用。目前，长沙经济技术开发区已经形成了以三一重工、光南摩托为主体的先进制造工业，以LG曙光、长海视听、中芯数码为主体的电子信息产业，以华天铝业、长沙力元、瑞翔为主体的新材料产业，以中粮、可口可乐、长沙娃哈哈、荷兰泰松、喜瑞来速冻系列为主体的食品饮料产业，以金沙利彩印、金和包装、星沙包装为主体的轻印产业等五大产业格局。2003年年底，区内累计完成总产值250亿元。长沙经济技术开发区位于长沙市星沙镇，地理位置优越，交通十分便利。开发区以西5公里毗邻京广复线铁路大动脉，开发区南面5公里是上海至瑞丽的上瑞高速；北京至深圳107国道，成都至厦门319国道和京珠高速公路穿区而过，构成南北东西交通优势。开发区距长沙市中心、长沙火车站、湘江长沙码头、黄花国际机场等场站枢纽均约8公里。同时，开发区内已经建成具有一定规模的物流基础设施，即星沙物流中心，可为入区企业提供完善的物流服务。2.建设规模与目标本项目的产品以硅单晶生长炉的坩埚、保温筒和固化保温毡为主要产品，首先重点针对国内当前面大量广的16in.热场系统进行开发。生产能力按年生产20，000公斤炭/炭复合材料和400吨碳/石墨材料的9规模计算。大规模化的生产炭/炭复合材料，使本项目在同行业中具备了强大的优势。10第二章市场预测一、产品市场供应预测1.国内供需现状国内现有生产Si单晶的设备600余台，近年来，每年递增200台左右。目前的设备主要拉制从3〞至6〞，少量为8〞的晶棒。由于单炉投料量仅为几十公斤，因此，多采用高纯石墨制造坩埚，而这些高纯石墨多为进口冷等静压石墨。16英寸的热系统的隔热保温套，则多为进口件。相当一部分较大型的进口设备，其热系统完全依靠进口。C/C复合材料热场系统研究组，为满足半导体工业的要求，与西安理工大学单硅晶基地、有研硅股等单位合作，对C/C复合材料热场系统进行试验和使用。在西安用C/C复合材料制作的12＂坩埚(Φ306mm)及加热器,装在加有横向磁场的TDR-62上，使用情况很好。2.国外的发展现状1993年东芝陶瓷申请的美国专利介绍用二维C纤维织物绕制作成Si单晶生长炉坩埚坯体，浸渍树脂后碳化制成坩埚。随后，在1997年美国Walsh等用三维C/C复合材料制造了Si单晶生长炉用坩埚埚帮、埚托、发热体、隔热屏及支撑块等；Metter等人制备的高纯C/C复合材料，制造的硅单晶生长炉的热场零部件，通过一系列的高温处理，金属杂质含量控制到很低的程度。19