MMIC項目建設方案

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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(chǎn)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(yè)概況蘇聯(lián)于1957年10月發(fā)射了全世界第一顆Sputnik人造衛(wèi)星，其中電子系統(tǒng)相關(guān)項目是其中重要的一個部分。電子系統(tǒng)是國防電子戰(zhàn)的重要依托，從1958年開始，在微系統(tǒng)技術(shù)領域啟動了砷化鎵IC技術(shù)及硅大型積體電路兩個重要項目。砷化鎵項目商業(yè)化的自1988至1995年間執(zhí)行的MIMIC項目，涵蓋范圍包括材料、制程、測試、模擬、封裝等量產(chǎn)化的環(huán)節(jié)，并將砷化鎵組件從原先復雜的分離器件組成方式發(fā)展成為集成電路，美國一直到今日仍然是砷化鎵產(chǎn)業(yè)的龍頭地位。前言一、砷化鎵（GaAs）半導體概況（2）國內(nèi)砷化鎵半導體行業(yè)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(chǎn)業(yè)邁上新臺階，走向更快的發(fā)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(chǎn)業(yè)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(xù)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(shù)研發(fā)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(chǎn)業(yè)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(chǎn)主要原材料為砷和鎵，主要用于生產(chǎn)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(nèi)GaAs材料主要生產(chǎn)單位為包括中科鎵英、有研硅股、信息產(chǎn)業(yè)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?qū)Ш降阮I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(wèi)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(chǎn)業(yè)--砷化鎵集成電路業(yè)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(guān)鍵性零部件，隨著通訊網(wǎng)路的建構(gòu)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(shù)第四代（4G）的迅猛發(fā)展，也伴隨著MMIC的快速發(fā)展。二、市場分析（2）主要應用領域產(chǎn)品規(guī)格A全球移動通信系統(tǒng)（GSM）和分散控制系統(tǒng)（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(chǎn)品主要應用領域及規(guī)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(chǎn)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(fā)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(fā)光管小功率/高功率紅（外）光源霍爾組件磁場控制激光調(diào)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(fā)電xxxxxxxx納米ICxxxxxxxxIC組件氮化鎵激光器件光學存儲、激光打印機、醫(yī)療、軍事應用發(fā)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(jiān)測集成電路通訊基站（功放器件）、永遠性內(nèi)存、電子開光、導彈xxxxxxxx納米ICxxxxxxxxIC組件碳化硅發(fā)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(guī)模1、規(guī)模確定的依據(jù)公司根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的先進性及成熟性，產(chǎn)品的應用范圍和國內(nèi)外市場需求，作為確定本項目產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模的重要依據(jù)，具體為：（1）項目產(chǎn)品市場的需求；（2）項目產(chǎn)品的技術(shù)性能、市場定位及產(chǎn)品的競爭能力；（3）公司發(fā)展規(guī)劃及對未來業(yè)務的發(fā)展預測。（4）結(jié)合企業(yè)自身的綜合能力、人力、技術(shù)、管理水平、資金的來源，原輔材料和能源的供應及協(xié)作配套條件等情況的綜合考慮。建設規(guī)模2、建設規(guī)模根據(jù)上述依據(jù)，公司擬通過本項目的建設，建設砷化鎵芯片生產(chǎn)線1條，可形成年產(chǎn)砷化鎵芯片18萬片的生產(chǎn)規(guī)模。選建砷化鎵外延片生產(chǎn)線1條，可年產(chǎn)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(jīng)濟效益本項目達滿產(chǎn)后,預估占全球市占率10-15%，預估年產(chǎn)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(chǎn)品方案1、產(chǎn)品生產(chǎn)大綱序號代表產(chǎn)品名稱規(guī)格單位產(chǎn)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(chǎn)砷化鎵芯片，根據(jù)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(jīng)外延加工、芯片生產(chǎn)二個加工過程，普通芯片是外購經(jīng)過外延的砷化鎵芯片，直接進行芯片加工生產(chǎn)。項目產(chǎn)品線寬在0.2微米以下，初步確定產(chǎn)品方案如下表。附錄表1-2產(chǎn)品方案附錄表1-3半導體產(chǎn)業(yè)鏈及本項目工藝范圍四、產(chǎn)品主要特點附錄圖1-4硅元素半導體的鉆石結(jié)構(gòu)附錄圖1-5化合物半導體摻雜鋅結(jié)構(gòu)-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(yè)實現(xiàn)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(shù)團隊在微波通訊組件領域處于世界較為領先的地位，技術(shù)自主研發(fā)，技術(shù)團隊有能力以自行設計、改裝設備方式生產(chǎn)GaAs芯片，從外延、芯片生產(chǎn)均可在廠內(nèi)完成，高度垂直整合布局在全球同業(yè)中取得相當競爭優(yōu)勢。該團隊可充分發(fā)揮公司的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢，通過引進高素質(zhì)技術(shù)人才，確保公司技術(shù)創(chuàng)新的高效率和研發(fā)工作的高水平。本項目產(chǎn)品主要應用于全球移動通信系統(tǒng)（GSM）、分散控制系統(tǒng)（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(yè)的快速發(fā)展:整個移動通訊技術(shù)的發(fā)展與GaAs材料的技術(shù)進步與需求是相輔相成的。目前第四代（4G）的通訊產(chǎn)品已經(jīng)推向市場，4G通訊技術(shù)的快速發(fā)展要求半導體芯片具有高頻、高功率、高效率、低噪聲指數(shù)等更加優(yōu)異的電氣特性。砷化鎵半導體芯片技術(shù)，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(shù)量級。四、MMIC產(chǎn)品應用及

產(chǎn)品技術(shù)種類與應用地面發(fā)電有線電視商務衛(wèi)星通信高頻,

高速HBT/HEMT/BiHEMT

MMIC應用

LD/LED/PIN特性組件技術(shù)

光纖通訊無線通信汽車雷達高光發(fā)電效率SOLARCELL

光源光數(shù)據(jù)儲存

衛(wèi)星發(fā)電WirelessComm.

62%Fiber

Optical

Comm.

18%Consumer

10%Others

6%Military

4%市場應用半導體技術(shù)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(fā)光,

抗輻射?

高光發(fā)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(wèi)星系統(tǒng)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(qū)域多點傳播服務

LMDS

智能型手機iPhone,

HTC..GSM

手機無線區(qū)域網(wǎng)絡

WLAN

點對點微波通訊Point-to-PointRadio

Link衛(wèi)星小型地面站

VSAT

汽車防撞雷達系統(tǒng)Car

Avoidance

Radar

固網(wǎng)無線區(qū)域回路衛(wèi)星定位系統(tǒng)

WLL

CDMA

手機GPS增益器(GainBlock)直撥衛(wèi)星系統(tǒng)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(qū)域多點傳播服務

LMDS

智能型手機iPhone,

HTC..GSM

手機無線區(qū)域網(wǎng)絡

WLAN

點對點微波通訊Point-to-PointRadio

Link衛(wèi)星小型地面站

VSAT

汽車防撞雷達系統(tǒng)Car

Avoidance

Radar

固網(wǎng)無線區(qū)域回路衛(wèi)星定位系統(tǒng)

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(yōu)越特性

硅制程

RF

CMOS

功率放大器、射頻開關(guān)第二節(jié)

工藝技術(shù)方案1、技術(shù)選擇的原則（1）安全與穩(wěn)定的原則工藝技術(shù)的先進性決定產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量及產(chǎn)品市場的競爭力，流程性生產(chǎn)過程必須滿足生產(chǎn)安全性、運行穩(wěn)定性要求。（2）設備配置合理，與規(guī)模相適應的原則生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設備的選擇還必須針對生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)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(chǎn)設備，使工藝流程、設備配置、生產(chǎn)能力與生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品質(zhì)量相匹配，力求技術(shù)先進的同時，經(jīng)濟上合理。（3）堅持節(jié)能、環(huán)保與安全生產(chǎn)的原則項目建設中所采用的工藝技術(shù)體現(xiàn)“以人為本”的原則，確保安全生產(chǎn)和清潔生產(chǎn)的需要，有利于環(huán)境的保護，不對生產(chǎn)區(qū)內(nèi)外環(huán)境質(zhì)量構(gòu)成危險性或威脅性影響。盡量采用節(jié)能、生產(chǎn)污染少的生產(chǎn)工藝和技術(shù)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(shù)發(fā)展半導體微波通訊技術(shù)發(fā)展已經(jīng)有半個世紀，隨著無線通訊產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，臺灣在90年代后期先后從美、日兩國引進一些技術(shù)和團隊組成數(shù)家上、中游的公司，當時包括了外延技術(shù)應用的博達、全新和芯片制造的尚達、穩(wěn)懋、GCT、宏捷等。并且目前全新和穩(wěn)懋在外延和芯片代工都排在全球數(shù)一數(shù)二的地位。近年我國隨著改革開放所帶來的經(jīng)濟成長，以及全球手機與手持裝置無線通訊產(chǎn)品的飛速發(fā)展，啟動了龐大的移動通訊市場，也帶動了通訊下游系統(tǒng)業(yè)、服務業(yè)的蓬勃發(fā)展，建立了部分上游材料基板產(chǎn)業(yè)，在產(chǎn)品設計能力也快速成長。3-1、本項目技術(shù)來源（1）技術(shù)要求本項目