第一章 標的公司基本信息
第一節 工商基本信息
第二節 股權結構
第三節 對外投資情況
第四節 主要經營資質證書
第五節 組織架構及員工情況
一、公司法人治理結構
二、公司組織架構
三、員工情況
第六節 財務數據
第七節 主要資產情況
一、固定資產
二、無形資產
第二章 標的公司業務分析
第一節 公司整體業務架構
第二節 氮化鎵襯底業務
一、采購模式
二、研發模式
三、生產模式
四、銷售模式
五、盈利模式
第三節 主要產品工藝
一、工藝流程
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第三章 目標公司所在行業市場分析
第一節 半導體材料行業概況
一、半導體材料
半導體產業鏈具體包括上游供應、中游制造和下游應用。其中,半導體材料處于上游供應環節,材料品類繁多。半導體材料和設備是基石,是推動集成電路技術創新的引擎。
半導體材料分為制造材料和封裝材料,其中制造材料主要是制造硅晶圓半導體、砷化鎵(GaAs)、碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等化合物半導體的芯片過程中所需的各類材料,在集成電路、分立器件等半導體產品生產制造中起到關鍵性的作用。
常見的半導體材料包括硅(Si)、鍺(Ge)等元素半導體及砷化鎵(GaAs)、碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等化合物半導體材料。從被研究和規?;瘧玫臅r間先后順序來看,上述半導體材料被業內通俗地劃分為三代。
第一代半導體材料以硅和鍺等元素半導體為代表,其典型應用是集成電路,主要應用于低壓、低頻、低功率的晶體管和探測器中。硅基半導體材料是目前產量最大、應用最廣的半導體材料,90%以上的半導體產品是用硅基材料制作的。
第二代半導體材料是以砷化鎵為代表,砷化鎵材料的電子遷移率約是硅的 6倍,具有直接帶隙,故其器件相對硅基器件具有高頻、高速的光電性能,因此被廣泛應用于光電子和微電子領域,是制作半導體發光二極管和通信器件的關鍵襯底材料。
第三代半導體材料是指以碳化硅、氮化鎵為代表的寬禁帶半導體材料,與前兩代半導體材料相比,第三代半導體材料禁帶寬度大,具有擊穿電場高、熱導率高、電子飽和速率高、抗輻射能力強等優勢,因此采用第三代半導體材料制備的半導體器件不僅能在更高的溫度下穩定運行,適用于高電壓、高頻率場景,此外,還能以較少的電能消耗,獲得更高的運行能力。
各代半導體材料的產品性能、成本和技術成熟程度不同,其下游應用方向和領域也有所差異。目前市場上的半導體仍以第一代硅基材料為主,產品占比超過90%,第二代和第三代半導體材料在高溫、高壓和高頻領域更多是作為有效補充,但隨著摩爾定律失效,以及第三代半導體產品成本的降低,未來有望逐漸替代部分硅基半導體市場份額。
二、第三代半導體材料
第三代半導體主要是由于制造材料的不同而有別于第一代和第二代半導體。國際上一般把禁帶寬度(Eg)大于或等于2.3電子伏特(eV)的半導體材料稱之為第三代半導體材料,常見的第三代半導體材料包括:碳化硅、氮化鎵、金剛石、氧化鋅、氮化鋁等。其中,碳化硅和氮化鎵技術發展相對成熟,已經開始產業化應用,而金剛石、氧化鋅、氮化鋁等材料尚處于研發起步階段。
第三代半導體具有高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率、高鍵合能等優點,可以滿足現代電子技術對高溫、高功率、高壓、高頻以及抗輻射等惡劣條件的新要求,是5G、人工智能、工業互聯網等多個“新基建”產業的重要材料,同時也是世界各國半導體研究領域的熱點。其在國防、航空、航天、石油、是有勘探、光存儲等領域有重要應用場景,在寬帶通訊、太陽能、汽車制造、半導體照片、智能電網等眾多戰略行業,可以降低50%以上的能量損失,最高可以使裝備體積減小75%以上。
第三代半導體材料主要可應用于光電、電力電子和微波射頻三大領域。從當前來看,碳化硅(SiC)目前主要是用在650V以上的中高壓功率器件領域,并偏向1000V以上的范圍,具有高壓、高溫、高頻三大優勢,并且比硅基器件更輕、更小巧。氮化鎵(GaN)主要是用在650V以下的中低壓功率器件領域及微波射頻和光電領域。不過,GaN器件未來也有機會進一步往600~900V發展。
三、第三代半導體生產過程及工藝難點
(一)生產過程
第三代半導體的產業鏈包括襯底→外延→設計→制造→封裝。其中,襯底是所有半導體芯片的底層材料,起到物理支撐、導熱、導電等作用。外延是在襯底材料上生長出新的半導體晶層,這些外延層是制造半導體芯片的重要原料,影響器件的基本性能。設計包括器件設計和集成電路設計,其中器件設計包括半導體器件的結構、材料,與外延相關性很大。制造需要通過光刻、薄膜沉積、刻蝕等復雜工藝流程在外延片上制作出設計好的器件結構和電路。封裝是指將制造好的晶圓切割成裸芯片。
以下討論的生產工藝及其難點,主要討論全產業鏈的前兩個環節,即襯底和外延生長。
(二)氮化鎵:襯底與外延材料需匹配
由于GaN在高溫生長時鎵的離解壓很高,很難得到大尺寸的GaN單晶襯底材料,當前大多數商業器件是基于異質外延的,即選擇藍寶石、SiC 和Si材料襯底來替代GaN器件的襯底。制備異質襯底上的外延GaN膜已成為研究和生產GaN材料和器件的主要手段。目前,GaN的外延生長方法有:HVPE、分子束外延(MBE)、原子束外延(ALE)和MOCVD。其中,MOCVD是最廣泛使用的方法之一。
……
四、半導體材料行業未來發展趨勢
第二節 氮化鎵行業概況
一、氮化鎵
(一)定義
氮化鎵化學式為GaN,英文名稱為Gallium Nitride,是氮和鎵的化合物,屬于第三代半導體材料,通常情況下為白色或者微黃色的固體粉末,具有穩定性高、熔點高、堅硬的特點。
(二)結構
氮化鎵有三種晶體結構,分別為纖鋅礦、閃鋅礦和巖鹽礦,其中六方纖鋅礦結構是穩態結構,存在形式最為廣泛,立方閃鋅礦是亞穩態結構,立方巖鹽礦結構只有在極端高壓情況下才會出現。纖鋅礦結構的氮化鎵是六角晶胞結構,即每個晶胞中含有6個氮(N)原子和6個鎵(Ga)原子。晶格常數有a和c兩個, a=0.3189nm,c=0.5185nm。纖鋅礦結構的氮化鎵存在兩套米牌子晶格,分別僅包含Ga原子或僅包含N原子,這些原子沿c軸相互錯開5/8c(c為晶格常數)。
(三)性能
氮化鎵作為第三代半導體材料的前沿代表,與前代半導體材料相比,多項指標有顯著提升。禁帶寬度、飽和電子漂移速率等性能是衡量半導體材料性能高低的重要因素。禁帶寬度越長的材料,泄漏電流越少,功耗損失越小,功率越高。電子漂移速率越大的材料,導通電阻越低,功率損耗越小。介電常數越低的材料,越不易被擊穿,更耐高電壓環境。擊穿場強越高的材料,耐高壓特性越強。熱導率和最高工作溫度越大的材料,越耐高溫,散熱要求越低。
與硅、砷化鎵和碳化硅相比,氮化鎵材料臨界電場強度、禁帶寬度、飽和電子漂移速率、最高工作溫度等指標表現優異,具有耐高溫、耐高壓、高功率的特點;但熱導率不及碳化硅,散熱能力相較碳化硅較弱。
(四)發展歷程
1969年,日本科學家沉積出氮化鎵薄膜。1969年至1997年是氮化鎵材料的萌芽期,該階段氮化鎵研究僅限實驗室范圍,研發難度大,發展進程較為緩慢,且氮化鎵尚未實現商業化。1998年至2012年,氮化鎵的研發進程逐漸從實驗室向高新技術企業轉變,但主要集中于美國、日本公司,同時氮化鎵材料實現了商業化,應用領域由LED照明拓展到電力電子和射頻電子領域。2013年之后,全球范圍內氮化鎵廠商不斷增多,中國企業也實現了氮化鎵產業鏈的全覆蓋。
二、氮化鎵襯底
(一)襯底分類
氮化鎵晶體可以在各種襯底上生長,襯底材料可分為藍寶石、硅、碳化硅、氮化鎵自支撐襯底四種材料。由于氮化鎵單晶襯底生長尺寸受限,氮化鎵器件通常在異質襯底(藍寶石、碳化硅和硅)上生長外延片。
1、氮化鎵基氮化鎵(GaN-on-GaN)
氮化鎵單晶襯底是外延氮化鎵最理想的襯底,缺陷密度低,外延材料質量好。但氮化鎵單晶生長設備要求高,控制工藝復雜,現有設備技術生產出的氮化鎵襯底位錯缺陷密度較高,良率較低,且相關技術發展較慢,氮化鎵襯底片成本較高,應用受到限制。主流氮化鎵襯底產品以2英寸為主,4英寸也已經實現商用。
……
(二)襯底材料制備工藝
目前GaN單晶襯底以2-4英寸為主,4英寸已實現商用,6英寸樣本正開發。GaN體單晶襯底生長的主要方法有氫化物氣相外延法(HVPE)、氨熱法,以及助熔劑法三種。
……
三、氮化鎵產業鏈
在上游供應方面,氮化鎵的原料主要從硝酸鹽、金屬鎵中獲取;在中游制造方面,最主要的工序即襯底和外延生長,這是材料技術的關鍵點所在;在下游應用方面,氮化鎵一般用于器件/模塊的制造,最終形成半導體產品應用于軍工雷達、快充、5G基站、新能源汽車等各個領域。
國內氮化鎵企業以IDM模式(集設計、制造、封裝測試到銷售等多個產業鏈環節于一身的半導體垂直整合型公司)為主,充分挖掘行業技術潛力,且有條件率先實驗并推行新技術。隨著行業規模不斷拓展,設計與制造環節已經開始出現分工,如傳統硅晶圓代工廠臺積電已經開始提供GaN制程的代工服務。
從產業鏈各環節來看,歐美日企業發展較早,技術積累、專利申請數量、規模制造能力等方面均處于絕對優勢,中國在自主替代大趨勢下,目前在產業鏈各環節均有所涉足,在政策支持下已在技術與生產方面取得進步。
第三節 第三代半導體材料行業發展現狀
一、半導體材料行業市場規模
(一)全球
全球半導體材料產業規模與全球半導體市場規模同步增長。根據國際半導體產業協會數據,2022年全球半導體材料市場銷售額增長8.8%,達到727億美元,超過了2021年創下的668億美元的前一市場高點。受益于5G、人工智能、消費電子、汽車電子等領域的需求拉動,全球半導體材料市場規模呈現波動向上的態勢,預計2023年將達到752億美元。
(二)中國
近年來,隨著國內半導體材料廠商不斷提升半導體產品技術水平和研發能力,中國半導體材料國產化進程加速,中國市場成為全球增速最快的市場。國際半導體產業協會數據顯示,2022年國內半導體材料市場規模約914.4億元,預計2023年市場規模將增至1024.34億元。
二、第三代半導體材料滲透率
根據Yole數據顯示,Si仍是半導體材料主流,占比約95%。第三代半導體滲透率逐年上升,SiC滲透率在2023年有望達到3.75%,GaN滲透率在2023年達到1.0%,第三代半導體滲透率總計4.75%。
第四節 氮化鎵下游應用領域情況
在需求端,我國氮化鎵器件行業下游應用領域主要包括光電子領域、射頻電子領域與電力電子領域,其中光電子領域占比68%,射頻電子領域占比20%,電力電子領域占比10%,其他領域占比2%。
一、光電子領域
相較于傳統的硅材料,氮化鎵具有更高的電子遷移率、更寬的能隙、更好的熱導率和更高的韌性。這些特性使得氮化鎵器件在光電子領域具有重要的應用優勢。氮化鎵材料可以用于制備高性能的LED(發光二極管)和LD(激光二極管)器件。
(一)LED
LED具有高亮度、低功耗、長壽命和環保等優點,被廣泛應用于室內和室外照明、汽車車燈、顯示屏、信號燈等領域。
根據LED inside分析,2022年全球Mini LED及Micro LED的市場產值預計將會達到13.8億美元。下一代Mini LED背光技術將是各家廠商的開發重點,至2023年Mini LED市場規模預計會達到10億美元。其中顯示屏應用成長速度最快,2018年至2023年CAGR預計超過50%。而高反應速度的Micro LED也是熱門的新一代顯示概念,根據Yole數據,Micro LED市場規模在2022年突破11億美元。2025年產業鏈成熟后,將達到3.3億臺的出貨量,其中智能手機出貨量將超過2億臺,可穿戴設備(AR、智能手表等)以及超大屏顯示應用規模也將突破1億臺。
(二)LD
GaN基激光器具有波長可調、能量集中、效率高、體積小、可大規模生產等優點,在激光顯示、激光照明、激光加工、水下通信、生化檢測等領域具有廣泛的應用前景。自從1995年日本的日亞公司研制出世界上第一只GaN基激光器以來,經過多年努力,GaN基藍光激光器已逐步實現商業化。GaN激光器主要有以下應用場景:
……
二、射頻電子領域
氮化鎵射頻器件主要應用于軍用雷達、衛星通訊、5G基站等方面,由于涉及國家安全,海外企業對高性能氮化鎵器件實行對華禁運。在國產替代的迫切要求下,相關氮化鎵射頻器件企業已逐步打破國外壟斷,取得技術進步。
根據Yole數據,2018年全球GaN射頻器件市場規模為6.45億美元,其中無線通訊應用規模為3.04億美元,軍事應用規模為2.7億美元,占整體市場的88.99%;2020年GaN射頻器件市場規模為8.91億美元,復合年增長率將達17.53%。未來在電信基礎設施以及國防兩大應用的推動下,預計到2024年,GaN射頻器件市場規模將增長至20.01億美元,年復合增長率為22.42%,其中無線通訊應用規模將達到7.52億美元,同比增長147.43%,射頻相關應用規模從200萬美元大幅增長至1.04億元,增長近50倍。預計到2026年GaN射頻器件市場規模將會達到24億美元。
而根據行家說Research《2022氮化鎵功率與射頻產業調研白皮書》數據顯示,2015年,全球GaN射頻器件的總銷售額為3億美元,2021年已經接近10億美元,2022年市場規模約為11.09億美元,預計2027年將增長到28.22億美元,2021-2027年全球GaN射頻器件市場的年復合增長率為18.95%。其中,國防應用的GaN市場在2027年將達到15.41億美元,通訊設施應用的GaN市場在2027年將達到10.46億美元,二者合計約占整個GaN應用市場約92%。
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三、電力電子領域
第五節 氮化鎵襯底市場競爭情況分析
一、市場競爭格局
二、主要競爭企業
三、潛在競爭對手
第四章 業務發展規劃
第一節 業務發展規劃
一、生產基地擴張計劃
二、技術研發規劃
三、產能規劃
四、產品發展規劃
五、團隊擴張規劃
第二節 業績預測
一、標的公司內部預測
二、尚普華泰預測
(一)國內襯底市場規模
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(二)氮化鎵基襯底滲透率
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(三)目標公司市場占有率
(四)營業收入
(五)尚普華泰預測
根據上述營業收入、目標公司產品產能及單價,可以計算出預計銷量(取整數)。根據尚普華泰預測,2028年目標公司襯底銷售收入約***萬元。
成本采用標的公司提供數據,估算2028年凈利潤約***萬元,凈利潤率為**%。
第三節 業績發展資金支撐
第五章 業務風險分析
第一節 氮化鎵襯底市場發展空間短期有限
第二節 技術產業化面臨挑戰較多
第三節 市場拓展風險分析及防范措施
第四節 市場競爭風險分析及防范措施
第五節 產能建設進度風險分析及防范措施
第六節 政策監管風險分析及防范措施
第六章 業務盡調結論
第一節 業務發展優勢
第二節 業務發展限制
第三節 投資建議
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北京公司:海淀區中關村東升科技園三期東畔科創中心2號樓6層、7層
海淀區蘇州街3號大恒科技大廈607
市場調研:010-82885719 投資咨詢:010-82885739 IPO咨詢:010-82885781
上海公司:黃浦區延安東路45號工商聯大廈717室
市場調研:021-61397134 投資咨詢:021-64023562 IPO咨詢:13611322396
廣州公司:天河區珠江新城華夏路30號富力盈通大廈41層
電話:020-84593416 13527831869
深圳公司:福田區深南大道2008號鳳凰大廈2棟26C1室
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