化合物半导体材料行业调研报告初稿(07-11-26)(编辑修改稿)

化合物半导体材料行业调研报告初稿(07-11-26)(编辑修改稿)内容摘要：

等国际公司都已经启动了大规模的商业开发计划。 风险投资机构同样表现出很大的兴趣，近 3 年内向该领域总计投入了约 5 亿美元的资金。 在世界化合物半导体材料的生产及销售中，日本占大多数 ，这是于日本多年来的大力投入分不开的。 （ 3） 国外主要生产企业 正是由于合成半导体材料 GaAs（ 砷化镓 ） ， InP（磷化铟） 和 GaN（氮化镓）等 在通信，光电行业有着广泛的应用，目前国内外的 许多 生产厂家 都进入到该行业 ，并且多以掌握着核心技术的美 、 日企业为主，此外，欧洲和我国台湾也有一些企业涉足此领域。 在日本 ， 投入砷化镓产业的厂商包括 Sumitomo， NEC， Fujitsu，Hitachi Cable 及 三 菱电 机 等公 司 ； 有 较大 规 模的 美 国企 业有 Global Communication Semiconductor（ GCS） ， Xanoptix， Alpha Industries， Kopin， Anadigics， Conexant， ATMI（ 原名 Epitronics）， Emcore 等。 下面挑选其中的几个企业进行简单的介绍。 ① 日本住友 （ Sumitomo） 10 Sumitomo 成立住电国际电子材料 ， 生产并销售砷化镓晶圆。 其生产的合成半导体材料（ GaAs（ 砷化镓 ） ， InP（磷化铟） ）， 广泛用于光通讯、光储存激光用， LED，移动电话等高频半导体元件。 日本住友 公司 称 其原材料 GaAs（ 砷化镓 ） ， InP（磷化铟）生产的世界最佳厂家。 晶片， EPI（外延片）也有批量生产。 ② 日本日立 电缆（ Hitachi Cable） 日立电线作为砷化镓 （ GaAs） 化合物半导体材料的专业 公司，实现了从基板到晶片切割的一体化生产过程， 生产系列 GaAs 化合物半导体结晶和晶片 ， 提供的产品跨越光学元器件、电子元器件两大领域。 在光学元器件领域中，开发出了三元素 /四元素组成的化合物半导体结晶基板，应用于 DVD 中的激光二极管以及高辉度 LED（发光二极管）。 在电子元器件领域， HEMT/HBT 应用在移动电话的高性能功率放大器上， HEMT 应用在移动电话的切换元件上。 ③ 美国全球通信半导体公司 （ GCS） 利用 异质结双极晶体管 （ HBT） 和非同晶高电子迁移晶体管 （ PHEMT）等系列的 GaAs 技术 ，生产 6 英寸 砷化镓 （ GaAs） 晶圆。 20xx 年， 美国全球通信半导体公司 GCS 在 台湾 新竹成立了一个纯晶圆加工厂，该工厂将生产 6 英寸 砷化镓 （ GaAs） 晶圆。 于 20xx 年 破土动工， 20xx 年投产 ， 月产 5000 个 砷化镓 （ GaAs）晶圆。 ④ 高平公司 （ Kopin Corp） Kopin 为 全美最大流动消费及军用电子微型显示器制造商。 Kopin 家生产砷化镓 （ GaAs） 异质结双级晶体管 （ HBT） 的公司，产品应用于无线和电信等领域。 Kopin 公司位 于 Taunton， Mass.， 生产先进的通信与数字图象应用所需的 GaAs晶体管产品和微型平板显示器。 Kopin HBT晶体管的客户包括 Nortel和 Conexant，该晶体管用于制造超高速集成电路，如多路复用器、激光驱动器、调制器、前置放大器、时钟恢复及多路分解器，支持最快速的光纤网络。 砷化镓（ GaAs） 异质结双级晶体管已在世界各地的 OC48 和 OC192 10gigabit 光纤系统中广泛集成。 ⑤ 美国半导体厂商 Xanoptix 公司 美国半导体厂商 Xanoptix 公司开发了一个把 Si 和 GaAs 或 InP 三维堆叠制造复合半导体的圆片级工艺。 该公司的这项混合集成电路技术将带来把丰富多样 11 的硅芯片设计和高速材料或光半导体的高级能力结合在一起的器件。 该技术采用高密度互连阵列实现芯片的三维堆叠，同时还可以大大提高器件功能和密度并降低成本。 通过采用一系列独特的集成和后处理工序确保堆叠 材料良好附着，该公司现在能把数千只普通硅器件（如无线电收发器、网络处理器和DRAM 等）同激光器、检测器和晶体管组合在一起。 新芯片制造方法还提供了比目前的工艺高几个数量级的芯片间 I/O 密度 ， 消除了芯片的 I/O 瓶颈限制。 ⑥ 联亚光电工业股份有限公司 联亚光电工业股份有限公司，创立于 1997 年 4 月，是目前台湾技术最优越之专业外延厂，生产 GaAs， InP，及 GaN 等相关材料之外延片。 各种的外延片产品是以有机金属汽相延生（ MOVPE）工艺技术制造，其中大部份外延片应用于光纤通信领域。 联亚光电生产线现有 7 台 MOVPE 延 生机，每月可生产约 20xx片 InP及 GaAsbased 材料及 900 片 GaNbased 材料之外延片。 所生产的外延片被国内、外光电元件制造厂商的广泛采用。 同时，联亚光电也研发生产其他高品质光电外延片，应用于可见光 LD 及 LED 领域，例如 650nmLD、 RCLED...等外延片以满足顾客需求。 国内市场 （ 1） 产品需求方面 ① 半导体材料方面。 半导体技术作为推动信息时代前进的原动力，是现代高科技的核心与先导。 世界发达国家和地区的经济起飞都是从大力发展半导体产业开始的，其中最具有代表性的是美、日、韩和台湾地 区。 全球高科技权威咨询机构 InSat 在一次研究报告中指出，亚洲半导体市场将快速成长，其市场规模到 20xx 年将达到 2030 亿美元。 报告中说全球半导体产业在经过 20xx 年市场低迷之后，美国和欧洲的大多数电子厂商开始将其生产基地迁移到了低成本的亚洲地区，促成了亚洲成为了全球最大的半导体生产基地。 该咨询机构的分析家还表示，对于目前亚洲半导体市场来说，其最大的应用依然是计算机产品，与此同时通信和消费类电子产品应用领域也在快速膨胀。 亚洲地区手机、通信基础设施、数字电视、 DVD 播放器以及数字音频产品等正在 12 推动该地区 半导体市场未来的增长。 这份研究报告还指出，中国是亚洲乃至全球最大的半导体消费市场。 随着世界经济全球化的逐步形成，全球半导体产业也正在得到快速发展。 以中国为核心的亚太地区的半导体市场增长率将继续保持在 25％以上，成为世界半导体产业发展的牵引力。 全球各大著名的半导体公司在看好中国巨大的市场潜力之后，也纷纷进入中国以兴建合资、独资企业，订立生产合同和授权等方式参与中国市场的发展来拓展事业。 ② 化合物半导体材料方面。 化合物半导体是 21 世纪引领电子信息技术超速发展的基础材料之一。 砷化镓化合物半导体是其中典型而成熟的代表，是继硅 材料 之后研究最深入、应用最广泛的半导体材料，它可以实现光电集成。 砷化镓是最重要、用途最广泛的材料之一，在微 电子 和光电子领域有着巨大的应用空间。 在微电子市场，砷化镓主要用于制作高速、高频、大功率等微电子器件和电路。 在光电子领域，随着全球LED 市场的迅猛发展，特别是世界半导体 固态照明、砷化镓太阳能电池的兴起，砷化镓材料将有更加广泛的应用。 据了解，砷化镓化合物半导体材料是国家重点支持尖端技术，堪称信息产业的 “ 心脏 ”。 据悉，砷化镓化合物半导体应用范围极为广泛， 可用来做超高速、超高频微波及光纤通讯器件，可广泛应用在无线通信、照明、能源、军事、医疗等领域。 现阶段砷化镓化合物半导体芯片的主要应用领域有 3G、 4G 手机 、 移动通信、光纤通信、 汽车电子系统 、 高亮度发光二极管、可见光激光器、近红外激光器、量子阱大功率激光器、太阳能光伏电池等。 涵盖无线通信、照明、能源、军事、医疗等。 在光探测器、光 计算机和空间技术等方面也有很多应用研究，其中任何一个领域都具有不可估量的发展前景。 目前 ，国内 只有 中科晶电 、 世纪晶源 等为数不多的几家企业声称实现 砷化镓化合物半导体芯片产品批量化生产， 此外还有 部分研究机构有少量的试验生产（ 主要提供给研究用和军工 航天 产业应用 ）。 面对日益巨大的市场需求 ，砷化镓化合物半导体芯片的供应基本依赖国外进口，市场缺口巨大。 随着我国 3G 移动通信技术的发展、汽车全球定位系统的快速应用 、 超高亮度发光管的普及应用 、航天工业的快速发展、探月工程的实施 等，砷化镓化合物半导体芯片的市场需求 13 越来越大，而砷 化镓化合物半导体技术本身的不断发展，其应用领域还将更加广泛，供需矛盾将会更加突出。 （ 2） 产品供给方面 20xx 年 4 月，我国 首家以生产 砷化镓 化合物半导体材料的高科技公司中科镓英半导体有限公司 在北京成立， 20xx 年 10 月投产； 20xx 年 11 月， 首期注册资金为 8 亿元人民币 的 超大型中外合资 的半导体 材料 企业世纪晶源科技有限公司 成立 ， 20xx 年 10 月开始投产。 这是目前为止，我国最具技术水平和生产规模的两家 砷化镓化合物半导体材料 生产企业。 我国 砷化镓 半导体芯片完全依靠进口的局面也将得到一定的改善。 ① 中科 晶电信息 材料 （北京）有限 公司 中科晶电信息材料（北京）有限公司是由北京中科镓英半导体有限公司、美西半导体设备材料（香港）有限公司和美国微晶 公司联合成立 ， 总投资 2500 万美元。 通过资源的优化整合 ， 中科晶电公司将逐步形成全系列、多品种的砷化镓晶片生产能力 ， 成为世界砷化镓行业产品线最齐全的公司之一。 经过近一年的磨合和试生产， 中科 晶电信息 材料 （北京）有限 公司 10 月 12日举行了正式量产仪式，预示着中科晶电砷化镓材料进入了集成化、规模化生产新阶段。 产业界的强强联合 ， 使得目前中科晶电公司拥有先进的生产技术、完善的工艺流程、雄厚的资金基础、先进的管理手段和稳固的海外市场。 “ 目前中科晶电公司已经形成月产 23 英寸砷化镓 5 万片 ， 46 英寸砷化镓5000 片的产能。 通过持续不断的投资和扩产 ， 到 20xx 年中科晶电公司产量将翻番 ， 预计月产达到 23 寸 10 万片 ， 46 英寸 5 万片 ， 年产值达 到一亿美金以上。 ”中科晶电总经理卜俊鹏宣称 ， “ 这个产能也世界第一位 ， 中科晶电公司将成为化合物半导体材料行业的一艘新航母 ， 届时铭牌为中国制造的开盒即用砷化镓晶片将享誉全球市场。 ” ② 世纪晶源科技有限公司 世纪晶源科技有限公司是 20xx 年 11 月落户深圳的超大型中外合资企业，首期注册资金为 8 亿元人民币，首期第一批投资为 30 亿元人民币，研发生产半导体照明、光存储、光通讯和微波通讯四大领域的前端核心材料与器件产品。 总投资 320 亿元、分三期建设的世纪晶源项目，是国家科技部批准的 “ 国家 14 半导体照明工程产业化基地 ” ，重点发 展以化合物半导体材料生长和芯片制作为龙头，以封装和器件应用为配套的全方位化合物半导体产业链。 据介绍，三期全部建成投产后，将成为全球最大的化合物半导体产业基地、半导体照明产业化基地，可实现产值超千亿元，带动 10 万人就业。 该项目投资规模大、技术水平先进、产业带动能力和辐射能力强。 20xx 年 10 月， 一号厂房已投产 ， 生产半导体微波外延片、激光器外延片、 LED 外延片、激光器件等化合物半导体上游产品。 该公司力争用两年左右的时间整合中国化合物半导体产业的上、中、下游产业链，强强联合、优势互补、资源共享，以形成超百亿元的 产值。 规划用 5 年左右时间，使整个产业基地的总投资达到 200 亿元人民币左右，每年可实现产值1000 亿元人民币左右，真正打造一艘中国化合物半导体产业的旗舰。 ③ 南京国芯半导体有限公司 南京国芯半导体有限公司公司位于南京高新技术产业开发区，专业从事砷化镓化合物半导体器件的研发与生产。 20xx 年 9 月，由南京国芯半导体公司投资2980 万美元的 4 英寸砷化镓化合物半导体芯片工业生产线在南京高新区竣工。 据介绍，这是我国首条砷化镓化合物半导体芯片工业生产线，年生产能力为 万片。 公司拥有全套国际最先进的砷化镓化合物半导体 生产设备，开发出了三元素/四元素组成的化合物半导体结晶基板，应用于 DVD 中的激光二极管以及高辉度LED（发光二极管）。 公司汇集了国内微电子、光电子领域的技术专家，并且与国内外的著名研究机构建立密切合作，在化合物半导体的技术研发上强化投入。 实现了从砷化镓基板到晶片切割的一体化生产过程，形成产品的系列化，保障产品质量的高性能和稳定性。 在电子元器件领域， HEMT/HBT 应用在数字移动通信的高性能功率。