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華芯公司-微波組件項目

砷化鎵微波集成電路(GaAsMMIC)

產品建設方案

一、砷化鎵（GaAs）半導體概況（1）國外砷化鎵半導體行業概況蘇聯于1957年10月發射了全世界第一顆Sputnik人造衛星，其中電子系統相關項目是其中重要的一個部分。電子系統是國防電子戰的重要依托，從1958年開始，在微系統技術領域啟動了砷化鎵IC技術及硅大型積體電路兩個重要項目。砷化鎵項目商業化的自1988至1995年間執行的MIMIC項目，涵蓋范圍包括材料、制程、測試、模擬、封裝等量產化的環節，并將砷化鎵組件從原先復雜的分離器件組成方式發展成為集成電路，美國一直到今日仍然是砷化鎵產業的龍頭地位。前言一、砷化鎵（GaAs）半導體概況（2）國內砷化鎵半導體行業概況中國從上世紀60年代初開始研制砷化鎵，近年來，隨著中科稼英半導體有限公司、北京圣科佳電子有限公司相繼成立，中國的新世代半導體產業邁上新臺階，走向更快的發展道路。中科鎵英公司成功拉制出中國第一根6.4公斤5英寸LEC法大直徑砷化鎵單晶；信息產業部46所生長出中國第一根6英寸砷化鎵單晶，單晶重12kg，并已連續生長出6根6英寸砷化鎵單晶；西安理工大在高壓單晶爐上稱重單元技術研發方面取得了突破性的進展。目前中國GaAs材料單晶以2～3英寸為主，4英寸處在產業化前期，研制水平達6英寸，4英寸以上芯片及集成電路GaAs芯片主要依賴進口。砷化鎵生產主要原材料為砷和鎵，主要用于生產光電子器件。集成電路用砷化鎵材料的砷和鎵原料要求達7N，基本靠進口解決。中國國內GaAs材料主要生產單位為包括中科鎵英、有研硅股、信息產業部電子46所、電子13所、電子55所等。二、市場分析（1）1、砷化鎵半導體應用領域及市場前景砷化鎵半導體廣泛運用于高頻及無線通訊(主要為超過1GHz以上的頻率)，激光器、無線通信、光纖通信、移動通信、GPS全球導航等領域。砷化鎵材料的應用領域主要分為微電子領域和光電子領域。在微電子領域中，主要用于制作無線通訊（衛星通訊、移動通訊）、光纖通訊、汽車電子等用的微波器件。砷化鎵下游產業--砷化鎵集成電路業市場平均增長近年都在40%以上。砷化鎵芯片是手機中重要關鍵性零部件，隨著通訊網路的建構與普及而需求大增，對砷化鎵芯片的需求量也會愈來愈大。整個移動通訊技術第四代（4G）的迅猛發展，也伴隨著MMIC的快速發展。二、市場分析（2）主要應用領域產品規格A全球移動通信系統（GSM）和分散控制系統（DCS）應用56%PAEforGSM53%forDCSVSWR>10:1BCDMADCS(825MHz)應用，3.3V動力試驗39.1%PAE@28dBmagreatACPRmarginof-10dBc功率增益27dB附錄表1擬建項目產品主要應用領域及規格MMIC市場每年以40%的成長率增加。2011年有70億顆的需求而預計2015年有200億顆六吋晶圓的需求:2011年為90萬片(每月7.5萬片)，2015年200萬片(每月16.7萬片)主力市場在于手機、智能型手機與平板計算機對于MMIC芯片的急速需求主要的MMIC需求:HBTPA(主力)與BiHEMT(成長中)目前主要客戶群如skyworks,Avago與Renesas等二、市場分析（3）MMIC

Market(#

6”

Wafers/Year;

x1000)Market

Share

(%)YearTotal

MarketMMIC

Market

forNew

SuppliersMarket

Share

for100304050400

0

New

Suppliers

20800160012002000240020092010201120122013201420152016Ref.

StrategyAnalytics

Confidential全球砷化鎵mmic市場趨勢預估全球砷化鎵mmic代工市場趨勢預估

(只以hbtmmic價格評估)MMIC

FoundryMarket

(US$M)Market

Share

(%)Total

MarketMarket

forNew

SuppliersMarket

Share

forNew

Suppliers2009201020112012201320142015201640302010050240018001200

600

03000

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

YearNote:實際全球砷化鎵組件產值在2011

年為58

億美元(此包括高單價pHEMT,

HBT

MMIC芯片與封裝)

附錄表1-1半導體材料的分類及其應用表材料名稱制作器件主要用途硅二極管、晶體管通訊、雷達、廣播、電視、自動控制集成電路各種計算機、通訊、廣播、自動控制、電子鐘表、儀表整流器整流晶閘管整流、直流輸配電、電氣機車、設備自控、高頻振蕩器射線探測器原子能分析、光量子檢測太陽能電池太陽能發電砷化鎵各種微波管雷達、微波通訊、電視、移動通訊激光管光纖通訊紅（外）發光管小功率/高功率紅（外）光源霍爾組件磁場控制激光調制器激光通訊高速集成電路高速計算機、移動通訊太陽能電池太陽能發電xxxxxxxx納米ICxxxxxxxxIC組件氮化鎵激光器件光學存儲、激光打印機、醫療、軍事應用發光二極管信號燈、視頻顯示、微型燈泡、移動電話紫外探測器分析儀器、火焰檢測、臭氧監測集成電路通訊基站（功放器件）、永遠性內存、電子開光、導彈xxxxxxxx納米ICxxxxxxxxIC組件碳化硅發光二極管信號燈、視頻顯示、微型燈泡、移動電話整流器、晶閘管超高功率器件、國防應用建設規模1、規模確定的依據公司根據產品生產技術的先進性及成熟性，產品的應用范圍和國內外市場需求，作為確定本項目產品生產規模的重要依據，具體為：（1）項目產品市場的需求；（2）項目產品的技術性能、市場定位及產品的競爭能力；（3）公司發展規劃及對未來業務的發展預測。（4）結合企業自身的綜合能力、人力、技術、管理水平、資金的來源，原輔材料和能源的供應及協作配套條件等情況的綜合考慮。建設規模2、建設規模根據上述依據，公司擬通過本項目的建設，建設砷化鎵芯片生產線1條，可形成年產砷化鎵芯片18萬片的生產規模。選建砷化鎵外延片生產線1條，可年產砷化鎵外延片6萬片；3、投資金額本案預計總投資約15億人民幣，其中土建、廠務工程設施約3億人民幣；設備及其他12億人民幣。

4、經濟效益本項目達滿產后,預估占全球市占率10-15%，預估年產值可達24.3億元。利潤平均35%以上毛利率，3~5年即達損益平衡。三、產品方案1、產品生產大綱序號代表產品名稱規格單位產量備注1專用砷化鎵芯片6寸萬片6

2普通砷化鎵芯片6寸萬片18

**合計

萬片24

本項目主要生產砷化鎵芯片，根據原料來源的不同，分為專用芯片和普通芯片，專用芯片是外購砷化鎵芯片，經外延加工、芯片生產二個加工過程，普通芯片是外購經過外延的砷化鎵芯片，直接進行芯片加工生產。項目產品線寬在0.2微米以下，初步確定產品方案如下表。附錄表1-2產品方案附錄表1-3半導體產業鏈及本項目工藝范圍四、產品主要特點附錄圖1-4硅元素半導體的鉆石結構附錄圖1-5化合物半導體摻雜鋅結構-電子遷移速度高-耐高溫-抗輻照五、項目建成影響（1）（1）項目建設有助于我國半導體行業實現新的突破目前4英寸以上芯片及集成電路GaAs芯片主要依賴進口。本項目技術團隊在微波通訊組件領域處于世界較為領先的地位，技術自主研發，技術團隊有能力以自行設計、改裝設備方式生產GaAs芯片，從外延、芯片生產均可在廠內完成，高度垂直整合布局在全球同業中取得相當競爭優勢。該團隊可充分發揮公司的技術研發優勢，通過引進高素質技術人才，確保公司技術創新的高效率和研發工作的高水平。本項目產品主要應用于全球移動通信系統（GSM）、分散控制系統（DCS）以及CDMADCS(825MHz)等高端市場。五、項目建成影響（2）（2）有助于促進我國通訊行業的快速發展:整個移動通訊技術的發展與GaAs材料的技術進步與需求是相輔相成的。目前第四代（4G）的通訊產品已經推向市場，4G通訊技術的快速發展要求半導體芯片具有高頻、高功率、高效率、低噪聲指數等更加優異的電氣特性。砷化鎵半導體芯片技術，以它為基礎材料制成的集成電路，其工作速度可比目前硅集成電路高一個數量級。四、MMIC產品應用及

產品技術種類與應用地面發電有線電視商務衛星通信高頻,

高速HBT/HEMT/BiHEMT

MMIC應用

LD/LED/PIN特性組件技術

光纖通訊無線通信汽車雷達高光發電效率SOLARCELL

光源光數據儲存

衛星發電WirelessComm.

62%Fiber

Optical

Comm.

18%Consumer

10%Others

6%Military

4%市場應用半導體技術及特性基板組件磊晶制程?電子遷移速率快?高崩潰電壓?

耐高溫?

發光,

抗輻射?

高光發電效率

應用MOCVD

/MBEEpitaxial

LayersGroup

V

N,

As,

PP

Group

III

Al,

Ga,

InIII

-V

基板

GaAs

AlGaAs

InGaP

InGaAs

InAlAsInGaAlP

GaN

InGaN增益器(GainBlock)直撥衛星系統功率放大器(PA)交換器(Switch)

低噪聲放大器(LNA)

倍增器(Multiplier)

其他混頻訊號電路

(Mixers)

電壓控制振蕩器(VCO)DBS平板計算機

iPad區域多點傳播服務

LMDS

智能型手機iPhone,

HTC..GSM

手機無線區域網絡

WLAN

點對點微波通訊Point-to-PointRadio

Link衛星小型地面站

VSAT

汽車防撞雷達系統Car

Avoidance

Radar

固網無線區域回路衛星定位系統

WLL

CDMA

手機GPS增益器(GainBlock)直撥衛星系統功率放大器(PA)交換器(Switch)

低噪聲放大器(LNA)

倍增器(Multiplier)

其他混頻訊號電路

(Mixers)

電壓控制振蕩器(VCO)DBS平板計算機

iPad區域多點傳播服務

LMDS

智能型手機iPhone,

HTC..GSM

手機無線區域網絡

WLAN

點對點微波通訊Point-to-PointRadio

Link衛星小型地面站

VSAT

汽車防撞雷達系統Car

Avoidance

Radar

固網無線區域回路衛星定位系統

WLL

CDMA

手機GPSConfidential砷化鎵

先天物理上缺點

低崩潰電壓

硅基板高頻損耗

訊號隔離度不佳

低輸出功率密度芯片面積大

(電流密度小)砷化鎵

無法取代

Confidential砷化鎵

具備硅無法取代的優越特性

硅制程

RF

CMOS

功率放大器、射頻開關第二節

工藝技術方案1、技術選擇的原則（1）安全與穩定的原則工藝技術的先進性決定產品生產質量及產品市場的競爭力，流程性生產過程必須滿足生產安全性、運行穩定性要求。（2）設備配置合理，與規模相適應的原則生產工藝和生產設備的選擇還必須針對生產規模、產品加工工藝特性要求，采用合理的工藝流程，配備先進的生產設備，使工藝流程、設備配置、生產能力與生產規模及產品質量相匹配，力求技術先進的同時，經濟上合理。（3）堅持節能、環保與安全生產的原則項目建設中所采用的工藝技術體現“以人為本”的原則，確保安全生產和清潔生產的需要，有利于環境的保護，不對生產區內外環境質量構成危險性或威脅性影響。盡量采用節能、生產污染少的生產工藝和技術裝備，從源頭上消除和控制污染源、減少污染量，嚴格貫徹“三同時”原則，搞好三廢治理。2、砷化鎵半導體的技術發展半導體微波通訊技術發展已經有半個世紀，隨著無線通訊產業的蓬勃發展，臺灣在90年代后期先后從美、日兩國引進一些技術和團隊組成數家上、中游的公司，當時包括了外延技術應用的博達、全新和芯片制造的尚達、穩懋、GCT、宏捷等。并且目前全新和穩懋在外延和芯片代工都排在全球數一數二的地位。近年我國隨著改革開放所帶來的經濟成長，以及全球手機與手持裝置無線通訊產品的飛速發展，啟動了龐大的移動通訊市場，也帶動了通訊下游系統業、服務業的蓬勃發展，建立了部分上游材料基板產業，在產品設計能力也快速成長。3-1、本項目技術來源（1）技術要求本項目