11月5日,以“星星之火、可以燎原”为主题的2024年安芯投资年会于杭州成功举行,省市各级政府领导、108家企业代表齐聚一堂,通过主题演讲、圆桌论坛、自由交流等多种方式,一同探讨当前形势下半导体产业的发展状况和投资现状。北京通美晶体技术股份有限公司作为被投企业受邀参加。通美晶体受邀代表王育新围绕“化合物半导体材料的应用与未来”发表了主题演讲。
回顾二十多年的发展历史,通美晶体凭借专业稳定的开发团队与持续充足的研发投入,掌握了关键产业链环节中的关键技术,最先采用了VGF技术并成为实现磷化铟和砷化镓等半导体化合物衬底商业化规模生产的企业之一。目前公司客户已覆盖大量行业头部企业,同时积极助力产学研合作。
自2020年全球产业链脱钩以来,通美晶体积极把握国内半导体崛起的机遇,不断追求卓越。2023年,公司加入中国电子材料行业协会;2024年,公司凭借“磷化铟衬底”荣获“第八批制造业单项冠军企业”称号,充分体现了公司在化合物半导体材料领域的卓越领头羊和创新实力。
在公司核心产品应用及前景方面,王育新介绍,磷化铟作为半导体材料具备优良特性。使用磷化铟衬造的半导体器件,具备饱和电子漂移速度高、发光波长适宜光纤低损通信、抗辐射能力强、导热性好、光电转换效率高、禁带宽度较高等特性,因此磷化铟衬底可被大范围的应用于制造光模块器件、传感器件、高端射频器件等,对应下游终端领域包括5G通信、数据中心、人工智能、无人驾驶、可穿戴设备等领域。
光模块是光通信的核心器件,是通过光电转换来实现设备间信息传输的接口模块,主要使用在于通信基站和数据中心等领域。磷化铟衬底用来制造光模块中的激光器和接收器。受益于全世界内5G基站大规模建设的铺开,以及在AI大模型时代数据流量爆发增长的背景下,全球AI产业及云计算产业的发展也将带动全世界内数据中心的大量建设,全球光通信行业将迎来重要发展机遇期,由此产生对光模块需求的持续增长。
使用磷化铟衬造的可穿戴设备具备脉冲响应好、信噪比好等特性。因此,磷化铟衬底可被用来制造可穿戴设备中的传感器,用于监测心率、血氧浓度、血压甚至血糖水平等生命体征。此外,使用磷化铟衬造的激光传感器能发出不损害视力的不可见光,可应用于虚拟现实(VR)眼镜、汽车雷达等产品中。
砷化镓作为另一种重要化合物半导体材料,使用砷化镓衬造的半导体器件,具备高功率密度、低能耗、抗高温、高发光效率、抗辐射、高击穿电压等特性,因此砷化镓衬底被大范围的使用在生产LED、射频器件、激光器等器件产品。在5G通信、新一代显示(Mini LED、Micro LED)、无人驾驶、人工智能、可穿戴设备等新兴市场需求的带动下,砷化镓衬底市场规模将逐步扩大。自2010年起,随着LED以及智能手机的普及,砷化镓衬底进入了规模化应用阶段。目前,砷化镓衬底主要使用在下游器件包括射频器件、激光器、LED。
射频器件是实现信号发送和接收的关键器件,射频器件最重要的包含功率放大器、射频开关、滤波器、数模/模数转换器等器件,其中,功率放大器是放大射频信号的器件,其直接决定移动终端和基站的无线通信距离和信号质量。由于砷化镓具有高电子迁移率和高饱和电子速率的显著优势,因此砷化镓一直是制造射频功率放大器的主流衬底材料之一。4G时代起,4G基站建设及智能手机持续普及,用来制造智能手机射频器件的砷化镓衬底需求量开始上升。进入5G时代之后,5G通信对功率、频率、传输速度提出了更高的要求,使用砷化镓衬造的射频器件很适合应用于长距离、长通信时间的高频电路中,因此,在5G时代的射频器件中,砷化镓的材料优势更加显著。随着5G基站建设的大量铺开,将对砷化镓衬底的需求带来新的增长动力;与此同时,单部5G手机所使用的射频器件数量将较4G手机大幅度的增加,也将带来对砷化镓衬底需求的增长。
激光器是使用受激辐射方式产生可见光或不可见光的一种器件,构造复杂,技术壁垒较高,是由大量光学材料和元器件组成的综合系统。利用砷化镓电子迁移率高、光电性能好的特点,使用砷化镓衬造的红外激光器、传感器具备高功率密度、低能耗、抗高温、高发光效率、高击穿电压等特点,可用于人工智能、无人驾驶等应用领域。
常规LED芯片尺寸为毫米级别,对砷化镓衬底的技术方面的要求相比来说较低,属于砷化镓衬底的低端需求市场,产品附加值较低,该等市场主要被境内砷化镓衬底企业占据,市场之间的竞争激烈;而新一代显示所使用的Mini LED和Micro LED芯片尺寸为亚毫米和微米级别,对砷化镓衬底的技术方面的要求很高,市场主要被全球第一梯队厂商所占据。
最后,王育新表示,通美晶体始终以“全球产业内领跑者”为目标,推进全产业链布局,紧握产业主动权,快速推进大尺寸衬底研发进度,保持工艺、质量与产品的国际领头羊;同时以中国为根基实现业务全球化布局,并通过并购等方式向上游拓展,形成从上游材料到生产再到回收的闭环产业链,打造超级工厂。在人才培育方面,公司将积极引进全球高端技术人才,提升技术团队整体创新水平。
未来,通美晶体将继续发挥自身优势,积极与下游紧密沟通,为化合物半导体材料行业创新发展贡献自身力量。。
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