MMIC项目建设方案

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华芯公司-微波组件项目

砷化镓微波集成电路(GaAsMMIC)

产品建设方案

一、砷化镓（GaAs）半导体概况（1）国外砷化镓半导体行业概况苏联于1957年10月发射了全世界第一颗Sputnik人造卫星，其中电子系统相关项目是其中重要的一个部分。电子系统是国防电子战的重要依托，从1958年开始，在微系统技术领域启动了砷化镓IC技术及硅大型积体电路两个重要项目。砷化镓项目商业化的自1988至1995年间执行的MIMIC项目，涵盖范围包括材料、制程、测试、模拟、封装等量产化的环节，并将砷化镓组件从原先复杂的分离器件组成方式发展成为集成电路，美国一直到今日仍然是砷化镓产业的龙头地位。前言一、砷化镓（GaAs）半导体概况（2）国内砷化镓半导体行业概况中国从上世纪60年代初开始研制砷化镓，近年来，随着中科稼英半导体有限公司、北京圣科佳电子有限公司相继成立，中国的新世代半导体产业迈上新台阶，走向更快的发展道路。中科镓英公司成功拉制出中国第一根6.4公斤5英寸LEC法大直径砷化镓单晶；信息产业部46所生长出中国第一根6英寸砷化镓单晶，单晶重12kg，并已连续生长出6根6英寸砷化镓单晶；西安理工大在高压单晶炉上称重单元技术研发方面取得了突破性的进展。目前中国GaAs材料单晶以2～3英寸为主，4英寸处在产业化前期，研制水平达6英寸，4英寸以上芯片及集成电路GaAs芯片主要依赖进口。砷化镓生产主要原材料为砷和镓，主要用于生产光电子器件。集成电路用砷化镓材料的砷和镓原料要求达7N，基本靠进口解决。中国国内GaAs材料主要生产单位为包括中科镓英、有研硅股、信息产业部电子46所、电子13所、电子55所等。二、市场分析（1）1、砷化镓半导体应用领域及市场前景砷化镓半导体广泛运用于高频及无线通讯(主要为超过1GHz以上的频率)，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，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。砷化镓下游产业--砷化镓集成电路业市场平均增长近年都在40%以上。砷化镓芯片是手机中重要关键性零部件，随着通讯网路的建构与普及而需求大增，对砷化镓芯片的需求量也会愈来愈大。整个移动通讯技术第四代（4G）的迅猛发展，也伴随着MMIC的快速发展。二、市场分析（2）主要应用领域产品规格A全球移动通信系统（GSM）和分散控制系统（DCS）应用56%PAEforGSM53%forDCSVSWR>10:1BCDMADCS(825MHz)应用，3.3V动力试验39.1%PAE@28dBmagreatACPRmarginof-10dBc功率增益27dB附录表1拟建项目产品主要应用领域及规格MMIC市场每年以40%的成长率增加。2011年有70亿颗的需求而预计2015年有200亿颗六吋晶圆的需求:2011年为90万片(每月7.5万片)，2015年200万片(每月16.7万片)主力市场在于手机、智能型手机与平板计算机对于MMIC芯片的急速需求主要的MMIC需求:HBTPA(主力)与BiHEMT(成长中)目前主要客户群如skyworks,Avago与Renesas等二、市场分析（3）MMIC

Market(#

6”

Wafers/Year;

x1000)Market

Share

(%)YearTotal

MarketMMIC

Market

forNew

SuppliersMarket

Share

for100304050400

0

New

Suppliers

20800160012002000240020092010201120122013201420152016Ref.

StrategyAnalytics

Confidential全球砷化镓mmic市场趋势预估全球砷化镓mmic代工市场趋势预估

(只以hbtmmic价格评估)MMIC

FoundryMarket

(US$M)Market

Share

(%)Total

MarketMarket

forNew

SuppliersMarket

Share

forNew

Suppliers2009201020112012201320142015201640302010050240018001200

600

03000

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

YearNote:实际全球砷化镓组件产值在2011

年为58

亿美元(此包括高单价pHEMT,

HBT

MMIC芯片与封装)

附录表1-1半导体材料的分类及其应用表材料名称制作器件主要用途硅二极管、晶体管通讯、雷达、广播、电视、自动控制集成电路各种计算机、通讯、广播、自动控制、电子钟表、仪表整流器整流晶闸管整流、直流输配电、电气机车、设备自控、高频振荡器射线探测器原子能分析、光量子检测太阳能电池太阳能发电砷化镓各种微波管雷达、微波通讯、电视、移动通讯激光管光纤通讯红（外）发光管小功率/高功率红（外）光源霍尔组件磁场控制激光调制器激光通讯高速集成电路高速计算机、移动通讯太阳能电池太阳能发电xxxxxxxx纳米ICxxxxxxxxIC组件氮化镓激光器件光学存储、激光打印机、医疗、军事应用发光二极管信号灯、视频显示、微型灯泡、移动电话紫外探测器分析仪器、火焰检测、臭氧监测集成电路通讯基站（功放器件）、永远性内存、电子开光、导弹xxxxxxxx纳米ICxxxxxxxxIC组件碳化硅发光二极管信号灯、视频显示、微型灯泡、移动电话整流器、晶闸管超高功率器件、国防应用建设规模1、规模确定的依据公司根据产品生产技术的先进性及成熟性，产品的应用范围和国内外市场需求，作为确定本项目产品生产规模的重要依据，具体为：（1）项目产品市场的需求；（2）项目产品的技术性能、市场定位及产品的竞争能力；（3）公司发展规划及对未来业务的发展预测。（4）结合企业自身的综合能力、人力、技术、管理水平、资金的来源，原辅材料和能源的供应及协作配套条件等情况的综合考虑。建设规模2、建设规模根据上述依据，公司拟通过本项目的建设，建设砷化镓芯片生产线1条，可形成年产砷化镓芯片18万片的生产规模。选建砷化镓外延片生产线1条，可年产砷化镓外延片6万片；3、投资金额本案预计总投资约15亿人民币，其中土建、厂务工程设施约3亿人民币；设备及其他12亿人民币。

4、经济效益本项目达满产后,预估占全球市占率10-15%，预估年产值可达24.3亿元。利润平均35%以上毛利率，3~5年即达损益平衡。三、产品方案1、产品生产大纲序号代表产品名称规格单位产量备注1专用砷化镓芯片6寸万片6

2普通砷化镓芯片6寸万片18

**合计

万片24

本项目主要生产砷化镓芯片，根据原料来源的不同，分为专用芯片和普通芯片，专用芯片是外购砷化镓芯片，经外延加工、芯片生产二个加工过程，普通芯片是外购经过外延的砷化镓芯片，直接进行芯片加工生产。项目产品线宽在0.2微米以下，初步确定产品方案如下表。附录表1-2产品方案附录表1-3半导体产业链及本项目工艺范围四、产品主要特点附录图1-4硅元素半导体的钻石结构附录图1-5化合物半导体掺杂锌结构-电子迁移速度高-耐高温-抗辐照五、项目建成影响（1）（1）项目建设有助于我国半导体行业实现新的突破目前4英寸以上芯片及集成电路GaAs芯片主要依赖进口。本项目技术团队在微波通讯组件领域处于世界较为领先的地位，技术自主研发，技术团队有能力以自行设计、改装设备方式生产GaAs芯片，从外延、芯片生产均可在厂内完成，高度垂直整合布局在全球同业中取得相当竞争优势。该团队可充分发挥公司的技术研发优势，通过引进高素质技术人才，确保公司技术创新的高效率和研发工作的高水平。本项目产品主要应用于全球移动通信系统（GSM）、分散控制系统（DCS）以及CDMADCS(825MHz)等高端市场。五、项目建成影响（2）（2）有助于促进我国通讯行业的快速发展:整个移动通讯技术的发展与GaAs材料的技术进步与需求是相辅相成的。目前第四代（4G）的通讯产品已经推向市场，4G通讯技术的快速发展要求半导体芯片具有高频、高功率、高效率、低噪声指数等更加优异的电气特性。砷化镓半导体芯片技术，以它为基础材料制成的集成电路，其工作速度可比目前硅集成电路高一个数量级。四、MMIC产品应用及

产品技术种类与应用地面发电有线电视商务卫星通信高频,

高速HBT/HEMT/BiHEMT

MMIC应用

LD/LED/PIN特性组件技术

光纤通讯无线通信汽车雷达高光发电效率SOLARCELL

光源光数据储存

卫星发电WirelessComm.

62%Fiber

Optical

Comm.

18%Consumer

10%Others

6%Military

4%市场应用半导体技术及特性基板组件磊晶制程•电子迁移速率快•高崩溃电压•

耐高温•

发光,

抗辐射•

高光发电效率

应用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)直拨卫星系统功率放大器(PA)交换器(Switch)

低噪声放大器(LNA)

倍增器(Multiplier)

其他混频讯号电路

(Mixers)

电压控制振荡器(VCO)DBS平板计算机

iPad区域多点传播服务

LMDS

智能型手机iPhone,

HTC..GSM

手机无线区域网络

WLAN

点对点微波通讯Point-to-PointRadio

Link卫星小型地面站

VSAT

汽车防撞雷达系统Car

Avoidance

Radar

固网无线区域回路卫星定位系统

WLL

CDMA

手机GPS增益器(GainBlock)直拨卫星系统功率放大器(PA)交换器(Switch)

低噪声放大器(LNA)

倍增器(Multiplier)

其他混频讯号电路

(Mixers)

电压控制振荡器(VCO)DBS平板计算机

iPad区域多点传播服务

LMDS

智能型手机iPhone,

HTC..GSM

手机无线区域网络

WLAN

点对点微波通讯Point-to-PointRadio

Link卫星小型地面站

VSAT

汽车防撞雷达系统Car

Avoidance

Radar

固网无线区域回路卫星定位系统

WLL

CDMA

手机GPSConfidential砷化镓

先天物理上缺点

低崩溃电压

硅基板高频损耗

讯号隔离度不佳

低输出功率密度芯片面积大

(电流密度小)砷化镓

无法取代

Confidential砷化镓

具备硅无法取代的优越特性

硅制程

RF

CMOS

功率放大器、射频开关第二节

工艺技术方案1、技术选择的原则（1）安全与稳定的原则工艺技术的先进性决定产品生产质量及产品市场的竞争力，流程性生产过程必须满足生产安全性、运行稳定性要求。（2）设备配置合理，与规模相适应的原则生产工艺和生产设备的选择还必须针对生产规模、产品加工工艺特性要求，采用合理的工艺流程，配备先进的生产设备，使工艺流程、设备配置、生产能力与生产规模及产品质量相匹配，力求技术先进的同时，经济上合理。（3）坚持节能、环保与安全生产的原则项目建设中所采用的工艺技术体现“以人为本”的原则，确保安全生产和清洁生产的需要，有利于环境的保护，不对生产区内外环境质量构成危险性或威胁性影响。尽量采用节能、生产污染少的生产工艺和技术装备，从源头上消除和控制污染源、减少污染量，严格贯彻“三同时”原则，搞好三废治理。2、砷化镓半导体的技术发展半导体微波通讯技术发展已经有半个世纪，随着无线通讯产业的蓬勃发展，台湾在90年代后期先后从美、日两国引进一些技术和团队组成数家上、中游的公司，当时包括了外延技术应用的博达、全新和芯片制造的尚达、稳懋、GCT、宏捷等。并且目前全新和稳懋在外延和芯片代工都排在全球数一数二的地位。近年我国随着改革开放所带来的经济成长，以及全球手机与手持装置无线通讯产品的飞速发展，启动了庞大的移动通讯市场，也带动了通讯下游系统业、服务业的蓬勃发展，建立了部分上游材料基板产业，在产品设计能力也快速成长。3-1、本项目技术来源（1）技术要求本项目