化合物半导体的未来市场前景诱人

宁波舟山港梅山港区，5G+远控龙门吊投用后，实现吊抓手反应时间仅3.2毫秒，作业人力成本降低50%以上;爱柯迪生产车间，5G高清摄像头监控着设备运转状况、员工活动情况，AGV机器人灵活穿梭在作业单元间，压铸件全自动生产，数据实时上传区块链……

作为新一代数字经济发展的重要基础，5G不仅可以带来更快的网速，还能带动通信技术与实体经济的深度融合，培育一系列新应用、新模式、新业态。

而5G启动大范围应用背后，需要哪些高科技的支撑，又会带来哪些机遇与挑战?

在宁波润华全芯微电子设备有限公司看来，伴随着5G时代的到来，加之中国是全球最大的移动通信市场，国内化合物半导体和5G通信芯片发展正面临难得的窗口期。而全芯微就是那些已经站在风口的企业之一。

5G时代化合物半导体产业“起飞”

化合物半导体相比硅半导体具有高频率和大功率等优异性能，是未来5G通信不可替代的核心技术。

化合物半导体的主要基板材料是GaAs(砷化镓)、GaN(氮化镓)、和SiC(碳化硅)。

GaAs具有高频、抗辐射、耐高温的特性，大规模应用于无线通讯领域，目前已经成为PA、Switch的主流材料。

据专业机构预测，到2025年SiC功率半导体的市场规模有望到达30亿美元，在未来的10年内，SiC器件将开始大范围地应用于工业和电动汽车领域。近期SiC产业化进度已开始加速，意、法、英等国中游厂商开始锁定上游晶圆货源。

5G通信基站亟需更高性能的GaN射频器件。GaN射频功率放大器兼具Si器件的大功率和GaAs器件的高频率特性。为了应对2.4 GHz以上频段Si器件工作效率不高的问题，4G通信基站开始使用GaN功率放大器。目前约10%的基站采用GaN技术。

全球每年新建约150万座基站，未来5G网络还将补充覆盖区域更小、分布更加密集的微基站。基站建设将是氮化镓市场成长的主要驱动力之一。预计到2023年，基站端氮化镓市场规模将超5亿美元。氮化镓射频器件市场整体将保持23%的复合增速，2023年市场规模有望达13亿美元。

可见，化合物半导体的未来市场“钱景诱人”。

新场景诱发打开“潘多拉魔盒”

目前，砷化镓产业链的设计与先进技术主要掌握在国际IDM大厂手中，衬底市场则是日本、美国等厂商占据主导地位。晶圆代工依然是台湾企业占大头，内地化合物晶圆代工企业三安光电处于追赶过程中。

国内的化合物半导体产业还处于中下游，一方面国内开展碳化硅、氮化材料和器件方面的研究晚于国外，另一方面还在于国内半导体产业的材料创新以及原始创新问题，浮躁的市场环境难以忍受“只投入，不产出”的现状，让化合物半导体为代表的新材料原始创新愈加艰难。

“我国半导体产业发展最薄弱的环节就是材料和设备，但这也意味着市场机遇。”被业界敬称为“中国半导体之父”的中芯创始人张汝京如是说。

“新场景的出现，打开了化合物半导体的潘多拉魔盒，触发了国内半导体产业的另一面变革。” 全芯微总经理袁宁丰说，目前，国内已经出台相关政策促进化合物半导体产业的发展，地区政府也在积极推动化合物半导体产业。新的比拼开始了!对于全芯微而言，就是要用自主创新与研发，补上我国半导体产业发展“短腿”，这是历史与社会赋予企业的重要使命。

助力实现国产5G芯片制造

宁波润华全芯微电子设备有限公司(ALLSEMI)，成立于2016年9月，位于宁波余姚市，汇聚了一批高素质专业人才，致力于民族半导体装备产业的振兴。目前公司拥有自主品牌“ALLSEMI”，已申报27项核心技术发明专利，6项实用新型专利，3项软件著作权，并有多项核心技术正在申报相关知识产权。

站在5G应用风口，全芯微积极助力国内5G芯片、化合物半导体的发展，专注于半导体芯片设备研发和制造，产品包括光刻段的匀胶显影机、喷胶机和湿法段的去胶剥离机、单片清洗机、刻蚀机等。

匀胶显影机成熟应用于化合物半导体4-6寸晶圆芯片的制造，可实现线宽0.1微米的工艺制程，助力国产高端芯片制造。

去胶剥离机可高效地完成芯片制造中去胶、金属剥离和清洗工艺，金属回收效率可达99%以上，且不会对金属线条造成划伤。

单片清洗机、湿法刻蚀机、喷胶机等产品，均可在不同工艺制程中实现客户需求，提高客户工作效率，提升客户产品的质量。

今年6月27-29日，全芯微公司在上海新国际博览中心盛大举行的“跨界全球、心芯相连”——SEMICON CHINA 2020展会，展出的新一代MINI(AMCD6)型全自动匀胶显影机，大放异彩，获得业界关注。

该设备主要应用于光通讯、射频和滤波器等5G化合物半导体领域。该款MINI型匀胶显影机，搭载1个匀胶和1个显影腔体，可实现自动匀胶、显影、烘烤和快速降温等工艺。特点是整机结构紧凑小巧，体积比同类型进口设备减少50%，大幅度节约黄光区洁净间面积，降低使用成本，适用于高校科研和小批量生产。

值得一提的是，全芯微公司始终坚持自主研发创新，开发出传送和胶泵单元等核心部件，已经应用在MINI型匀胶显影机上并交付芯片产线使用。

“公司秉承‘专业、诚信、创新、共赢’的经营理念广泛服务于化合物半导体、LED、SAW、 OLED、光通讯、MEMS、先进封装等新型电子器件制造领域，配备了快速响应的销售和技术服务团队。”袁宁丰说，目前全芯微已经与国内多家知名化合物、5G芯片企业开展合作，获得三安集成、海威华芯、昆山能讯、芜湖启迪等多家公司批量订单，成功替代欧美和日本等进口设备，为国产5G芯片制造助力。

关键词： 半导体产业 5G