砷化镓材料国内外市场供应生产厂家及需求现状

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业砷化镓材料国内外市场供应现状及主要需求1国内外砷化镓材料发展现状半绝缘砷化镓材料主要用于高频通信器件，受到近年民用无线通信市场尤其是手机市场的拉动，半绝缘砷化镓材料的市场规模也出现了快速增长的局面。2003～2008年，半绝缘砷化镓市场需求增长了54%。目前微电子用砷化镓晶片市场主要掌握在日本住友电工（SumitomoElectric）、费里伯格（FreibergerCompoundMaterials）、日立电线（HitachiCable）和美国AXT等四家大公司手中。主要以生产4、6英寸砷化镓材料为主。费里伯格公司供应LEC法生长的3、4、6英寸半绝缘砷化镓衬底，供应VGF法生长的4、6英寸半绝缘砷化镓衬底。住友供应VB法生长的4、6英寸半绝缘砷化镓衬底。日立电线供应LEC法生长的2、3、4、6英寸半绝缘砷化镓衬底。AXT供应VGF法生长的2、3、4、6英寸半绝缘砷化镓衬底。表1国际砷化镓材料主要生产厂商主要企业所在地区新光电科技股份有限公司台湾高平磊晶科技股份有限公司台湾晶茂达半导体科技股份有限公司台湾元砷光电科技股份有限公司台湾胜阳光电科技股份有限公司台湾巨鎵科技股份有限公司台湾稳懋半导体有限公司台湾日立电线公司日本古河电工日本住友电工日本RFMicroDeviceRFMicroDevice美国Anadigics美国Conexant美国目前中国的砷化镓材料生产企业主要以LED用低阻砷化镓晶片为代表的低端市场为主，利润率较高的微电子用4～6英寸半绝缘晶片还没有形成产业规模。中国大陆从事砷化镓材料研发与生产的公司主要有：北京通美晶体技术有限公司（AXT）、中科晶电信息材料（北京）有限公司、天津晶明电子材料有限责任公司（中电集团46研究所）、北京中科镓英半导体有限公司、北京国瑞电子材料有限责任公司、扬州中显机械有限公司、山东远东高科技材料有限公司、大庆佳昌科技有限公司、新乡神舟晶体科技发展有限公司（原国营542厂）等九家。北京通美是美国AXT独资子公司，其资金、管理和技术实力在国内砷化镓材料行业首屈一指，产品主要以VGF法4、6英寸半绝缘砷化镓材料为主。其在高纯镓、高纯砷、高纯锗以及氮化硼坩埚等方面均有投资，有效地控制了公司成本，2009年销售收入8000万美元，短期内国内其它各公司还难以和北京通美形成真正的竞争。中科晶电成立于2006年，主要从事VGF砷化镓单晶生长和抛光片生产，该公司为民营企业，总投资为2500万美元，在高纯砷和高纯镓方面也已投资建厂。2009年月产2英寸砷化镓晶片10万片，2010年月产达到15万片天津晶明公司成立于2007年，由中国电子科技集团公司第四十六研究所投资，注册资本1400万元，总投入约5000万元。主要产品为2英寸LED用VB法低阻砷化镓晶体及抛光片，兼顾少量3~4英寸半绝缘砷化镓单晶材料。目前拥用LEC单晶炉4台，VB单晶炉60台，已建成一条完整的单晶生长及抛光片加工生产线，目前月产约为中科镓英公司成立于2001年，晶体生长只有两台LEC单晶炉，目前主要在国内购买HB或VGF砷化镓单晶进行抛光片加工，销售对象主要是国内的LED外延企业，月产约2~3万片。北京国瑞公司和扬州中显公司主要生产2～2.5英寸HB砷化镓单晶，山东远东公司主要生产2英寸LEC（或称LEVB）砷化镓单晶，这三家公司的产品主要针对LED市场，其单晶质量、成品率以及整体经营状况都很稳定。这大庆佳昌原主要从事LEC砷化镓单晶生长，曾生长出8英寸LEC砷化镓单晶样品。2009年争取到政府立项投资1.3亿元，转向以VGF工艺生产LED用低阻砷化镓材料，目前已完成厂房建设和小试生产，其产品定位主要在4新乡神舟公司主要从事LEC和HB砷化镓单晶生长，近期开始进行VGF法砷化镓工艺研究，目前的市场定位还不是很明确，主要以承担军工科研任务为主。表2国内砷化镓材料主要生产企业主要企业采用工艺晶体直径所在地区中科晶电信息材料（北京）有限公司VGF2/4北京天津晶明电子材料有限责任公司（46所）VB/VGF/LEC2/4天津北京中科镓英半导体有限公司LEC2/4北京北京国瑞电子材料有限责任公司HB2/2.5北京扬州中显机械有限公司HB2/2.5扬州山东远东高科技材料有限公司LEC(LEVB)2/3济宁大庆佳昌科技有限公司LEC/VGF2/4大庆新乡神舟晶体科技发展有限公司HB/LEC2/3新乡2、砷化镓应用领域及市场需求2．1砷化镓应用领域概述砷化镓半导体材料与传统的硅材料相比，它的电子移动率约为硅材料的5.7倍,。它具有很高的电子迁移率、宽禁带、直接带隙，消耗功率低的特性。因此,广泛运用於高频及无线通讯(主要为超过1GHz以上的频率).适于制做IC器件。所制出的这种高频、高速、防辐射的高温器件，通常应用于激光器、无线通信、光纤通信、移动通信、GPS全球导航等领域。砷化镓除在IC产品应用以外,也可加入其它元素改变能带隙及其产生光电反应，达到所对应的光波波长,制作成光电元件。由此可以看出，砷化镓材料的应用领域主要分为微电子领域和光电子领域。在微电子领域中，使用的化合物半导体材料属于高端产品，主要用于制作无线通讯（卫星通讯、移动通讯）、光纤通讯、汽车电子等用的微波器件。在光电子领域中，使用的化合物半导体材料属于低端产品，主要用于制作发光二极管、激光器及其它光电子器件。无线通讯、光纤通讯、汽车电子等领域的高速发展，使得对砷化镓器件和电路的需求量急剧增加，进而极大地增加了对半绝缘砷化镓材料的需求量。作为半绝缘砷化镓下游产业的砷化镓集成电路业市场平均增长近年都在40%以上，尽管砷化镓分立器件的市场份额在逐步减少，砷化镓射频器件市场仍有30%的年增长，加之卫星通讯系统和车载雷达用砷化镓单晶的潜在市场，半绝缘砷化镓的需求前景非常看好。”2．2光通讯市场需求光纤通信具有高速、大容量、传输业务信息多的特点，是构筑“信息高速公路”的主干，成为现代信息社会的支柱产业。而移动通信包括陆基、卫星移动通信及全球定位系统，最终实现在任意时间、任意地点与任何通信对象进行通信理想境界，其市场容量十分巨大。光纤通信中，大于2.5G比特/秒的光通信传输系统，其光通信收发系统均需采用GaAs超高速专用电路。光通信发展极为迅速，据国外报道，光纤通信模拟GaAs市场近几年以年均34%的速度增长，到2004年增长到约16.2亿美元的市场规模，10Gb/s设备已成为最大的市场。在10Gb/s、40Gb/s系统中所用的器件和集成电路，包括激光驱动电路、MUX、DEMUX、跨阻放大器、限谱放大器等，GaAs材料将占据重要位置。2．3无线局域网（WLAN）市场需求WLAN的概念虽提出较早，但由于技术的障碍一直未得到发展，直到90年代初方获得较多的关切，并产生了IEEE802.11标准，频段为902～928MHZ，但由于速度仅达到2Mbps，仍未能受到市场过多赏识，1999年底，IEEE802.11b标准提出，频率提高到2.4～2.48GHZ，速率达到11Mbps，市场接受程度大大提高。据ForwordConcepts报告，WLAN芯片市场2002年达3.64亿美元。在2.4GHZ以下频率时，使用SiGe乃至SiBiCMOS即可，而5GHZ以上的芯片，则以GaAsIC为佳，如：Ratheon、Envara等公司开发的芯片均采用GaAs材料。为尽快满足WLAN市场需求，Anadigics收购了RFSolutions的GaAs功放生产线。可见，无线局域网的高端传输必然对CaAs有很大需求。根据StrategyAnalytics预测，在可预见的将来，数字有线电视（CATV）服务将需要基于砷化镓（GaAs）的高端基础设施元器件。到2009年，以GaAs为基础的MMIC和混合器件将在CATV基础设施市场占据75%的份额，每年的需求增长为18%。相比之下，到2009年用于CATV的半导体市场增长率仅有3%。北美和亚太地区将推动CATV基础设施增长，占2009年新数字有线电视用户的89%。这将推动CATV网络中systemamplifier和lineextender的需求，它们使用混合硅和砷化镓的部件。据市场研究公司StrategyAnalytics发表的报告称，无线局域网GaAs集成电路市场2003年预计将增长139%，到2008年的混合年平均增长率将达到21%。交换机和电源放大器是GaAs集成电路增长的主要机会。到2008年，GaAs电源放大器将占1.77亿件GaAs集成电路出货量的67%。因此，StrategyAnalytics预测，全部无线局域网交换机集成电路都将使用砷化镓技术，覆盖5GHz和2.4Ghz频率的双频段系统每个系统最多可采用2个交换机。全球5GHz无线局域网运营的统一以及迅速向采用802.11a/g组合设备的双频段系统过渡，将促进GaAs集成电路市场的增长。StrategyAnalytics的高级分析师AsifAnwar在声明中称，电源放大器将是这个市场的亮点。整个射频（RF）和与802.11相关的芯片，包括电源放大器和交换机，在2003年的销售收入将从2002年的4.87亿美元增长到6.37亿美元。到2008年，802.11a/g双频段组合设备将占整个出货量的75%。2．4汽车电子产品市场需求据统计，我国每年因交通事故死亡人数达九万人，损失愈百亿元，已成为工伤事故的第一杀手。为避免交通事故的发生，在汽车中安装防撞雷达已成必然趋势。汽车防撞雷达一般采用毫米波段，在这些波段范围内，最适合的器件是GaAsIC。可以看出，随着技术的成熟、成本的降低，汽车防撞雷达由豪华轿车向大量生产的中、低档轿车发展，乃是必然趋势。一旦GaAs器件进入量产的汽车领域，市场前景不可限量。鉴于此，GaAs业界和汽车业界的大批厂家已涉足于此。法国汽车零件制造商Valeo就曾同GaAsIC生产厂商Raytheon表示将合作生产雷达设备。2．5军事电子产品市场需求军事应用是GaAs材料的传统领域。GaAs工业能发展到今天的程度，首先应归功于早期军事应用的需求牵引。近年来，随着移动通讯的迅速发展，民用占整个GaAs市场的份额已远远超过军用，但军用市场仍然是一个重要领域。第一次海湾战争中，伊拉克的苏制雷达完全被美军雷达所屏蔽，在信息战中处于绝对被动位置，战斗力大打折扣，曾被称为“一场GaAs战胜Si”的战争。自MIMIC计划开始，美军在多种战术武器中开始装备采用GaAsIC的设备，如主力战机中装载GaAsMMIC相控阵雷达，电子战设备采用GaAs器件，多种导弹中装载GaAs引信等。在最近的伊拉克战争中，美军数字化部队的出现，表明其GaAs设备（如：GPS）装备部队的进程加快。随着这种样板部队的普及，对GaAsIC的需求必将大增。而且，相对于民用来说，军用市场相对可以承受较高的价格，这也是2001年整个GaAs市场不景气时，主要占据军用市场的几家美国GaAsIC公司效益仍然较好的原因。2.6砷化镓在LED方面的需求市场发光二极管(LightEmittingDiode;LED)是半导体材料制成的组件，也是一种微细的固态光源，可将电能转换为光，不但体积小，且寿命长、驱动电压低、反应速率快、耐震性特佳，能够配合各种应用设备的轻、薄及小型化之需求，早已成为日常生活中十分普及的产品。LED的种类繁多，依发光波长大致分为可见光与不可见光两类。可见光LED主要以显示用途为主，又以亮度1烛光(cd)作为一般LED和高亮度LED之分界点，前者广泛应用于各种室内显示用途，后者则适合于户外显示，如汽车煞车灯、户外信息广告牌和交通标志等；不可见光如红外线LED则应用在影印纸张尺寸检知、家电用品遥控器、工厂自动检测、自动门、自动冲水装置控制等等。LED组件在量产过程中，通常依上、中、下游分工。上游主要产品为单芯片及磊芯片，单芯片是原材料的基板，大多为二元的III-V族化合物半导体材料，如砷化镓(GaAs)或磷化镓(GaP)等；磊芯片则已在单晶基板上成长多层不同厚度之多元材料的单晶薄膜，如AlxGa1-xAs/GaAsAlxGayIn1-x-yP/GaAs、InxGa1-xN/GaN等结构，常用的技术有液相外延生成长法(LiquidPhaseEpitaxy，LPE)及有机金属气相外延生成长法(MetalOrganicVaporPhaseEpitaxy，MOVPE)等。中游业者依组件结构之需求，先在磊芯片上蚀刻及制作电极，再切割为微细的LED晶粒