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1、新一代信息功能材料及器件的投资机会,2,新一代信息功能材料研发是必然趋势,随着无线通讯时代的到来，硅被应用到通讯方面的电子元件，发展出第一、二代移动通讯。但是，硅电路传送讯息的速度太慢、杂讯太多。传讯的关键在于电子移动速率的快慢，这是材料的基本电学特性之一，很难加以改良。硅元件的电子移动速率不够快，已无法满足人们的需要，因此新材料的研发是必然趋势。,3,周期表中与半导体相关元素,4,GaAs在无线通讯方面具有众多优势,砷化镓晶片与硅晶片主要差别，在于它是一种“高频”传输使用的晶片，由于其频率高，传输距离远，传输品质好，可携带信息量大，传输速度快，耗电量低，适合传输影音内容，符合现代远程通讯要求
2、。一般讯息在传输时，因为距离增加而使所能接收到的讯号越来越弱，产生“声音不清楚”甚至“收不到信号”的情形，这就是功率损耗。砷化镓晶片的最大优点，在于传输时的功率损耗比硅晶片小很多，成功克服讯号传送不佳的障碍。砷化镓具有抗辐射性，不易产生信号错误，特别适用于避免卫星通讯时暴露在太空中所产生的辐射问题。另外，环境温度过高时电子迁移速率会降低，但砷化镓材料操作温度高度200oC，不易因高频所产生的热能影响到产品稳定性。,5,砷化镓与硅元件特性比较,6,GaAs非常适合高频无线通讯,7,无线通信IC包括三个功能部分,射频IC(Radio Frequency),中频IC(Intermediate Fre
3、quency IC),基频IC(Baseband IC),负责发送/接收射频信号,负责二次升/降频和调制/解调,负责A/D、D/A、信号处理器和CPU,8,GaAs是功率放大器的主流技术,砷化镓具备许多优异特性，但材料成本及良品率方面比不上硅，因基频部分以处理数字信号为主，内部组件多为主动组件、线路分布密集，故以细微化和高集成度纯硅CMOS制程为主。手机中重要关键零部件功率放大器（Power Amplifier，PA），由于对放大功率的严格要求，因此使用GaAs制造将是最佳方式。GaAs在无线通讯射频前端应用具有高工作频率、低噪声、工作温度使用范围高以及能源利用率高等优点，因此在未来几年内仍是
4、高速模拟电路，特别是功率放大器的主流制程技术。,9,手机是促进GaAs IC市场增长的主要动力,根据Strategy Analytics的报告，手机仍将是促进砷化镓（GaAs）IC市场增长的主要动力2004年GaAs芯片市场29亿美元，2008年将达37亿美元GaAs器件市场将继续主要依赖无线市场，手机市场是主要增长动力，2003年无线市场占GaAs器件总体需求的41%以上，来自汽车雷达等其它应用的需求将会增长，但2008年手机仍将至少占GaAs市场的33%随着手机需求成长，以及每支手机所需PA从单频增为双频和三频，预计光手机这项需求，2008年GaAs芯片将达到30亿颗,10,相关数据的解释
5、,2004年：手机出货量：7.1亿部每部手机用PA：2.4个采用GaAs制程：70%每个PA售价：1美元GaAs市场总额：7.12.470%1/41%29亿美元2005年：手机出货量：11亿部每部手机用PA：2.7个采用GaAs制程：60%每个PA手机：0.7美元GaAs市场总额：112.760%0.7/33%38亿美元,11,国内外现状对比,目前我国在研制通信用砷化镓器件方面尚处于起步阶段。手机用砷化镓电路基本靠进口。随着我国通信产业迅速发展，对砷化镓器件需求越来越大。因此发展砷化镓器件产业对国内通信产业具有重大意义。砷化镓电路用于手机的功放和开关部分，还可用于移动通信基站、光通信、卫星通信
6、、CATV、军事通信等重要用途，应用领域非常广泛。,12,GaAs还有更多的应用领域,光纤通信具有高速、大容量、信息多的特点，是构筑“信息高速公路”的主干，大于2.5G比特/秒的光通信传输系统，其收发系统均需要采用GaAs超高速专用电路。随着光电子产业和自动化的发展，用作显示器件LED、测距、玩具、条形码识别等应用的高亮度发光管、可见光激光器、近红外激光器、量子阱大功率激光器等均有极大市场需求，还有GaAs基高效太阳能电池的用量也十分大，对低阻低位错GaAs产业的需求十分巨大而迫切。我国数十亿只LED管芯，所有的可见光激光器、高亮度发光管、近红外激光器等几乎都依靠进口，因此生产高质量的低阻Ga
7、As单晶，促进LED管芯、可见光激光器、高亮度发光管和高效率高效太阳能电池的商品化生产，将有力地发展我国民族的光电子产业。,13,2004年度中国新材料领域十大年度最具创新力企业：中材高新材料股份有限公司中信国安盟固利电源技术有限公司北京云电英纳超导电缆有限公司包头昭和稀土高科新材料有限公司广东炜林纳功能材料有限公司上海杉杉科技有限公司山西丰海纳米科技有限公司恩平嘉维化工实业有限公司北京中科镓英半导体有限公司天威英利新能源有限公司,中科镓英新材料领域最具创新力企业,14,中科镓英借鉴了日本，德国和美国砷化镓材料制作工艺的特点，全部采用日本，德国和美国的晶片加工设备设计创建了一个多功能，全自动晶
8、片加工平台，特别是零级超净全封闭全自动晶片清洗平台可以保证晶片表面超高质量要求和高度均匀一致性。为达到最低的成本，中科镓英在自行开发生产LEC法和VGF/VB法砷化镓单晶材料的同时，将与中国国内几个特色砷化镓单晶生产厂家组成联合体，利用中科镓英的晶片加工平台生产满足各种用户要求的最低成本最高质量的砷化镓单晶片。中科镓英将在现已进行2英寸至6英寸超净级单双面抛光片的生产基础上，向多品种化合物半导体材料发展，现已具备2英寸至4英寸超净级磷化铟抛光片的商业性生产。,中科镓英技术,15,第三代半导体材料GaN,禁带宽度Eg2eV称为窄禁带半导体，如锗（Ge）、硅（Si）、砷化镓（GaAs）、磷化铟（I
9、nP）禁带宽度Eg为2.06.0eV称为宽禁带半导体材料，如碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氮化铝（AlN）以及氮化镓铝（AlCaN）宽禁带半导体材料具有禁带宽度大、击穿场强高、饱和电子迁移速率高、热导率大、介电常数小、抗辐射能力强，以及良好的化学稳定性适合制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件，而且可以制作蓝、绿和紫外光器件和光探测器件美国、日本、俄罗斯极其重视宽禁带半导体技术的研究和开发,16,氮化镓与其它半导体材料的比较,17,（1）凭借GaN半导体材料在高温高频、大功率工作条件下的出色性能取代部分硅和其它化合物半导体材料器件市场（2）凭借GaN半导体材料宽禁带、激发蓝光的独
10、特性质开发新的光电应用产品GaN区别于第一和第二代半导体材料最重要的物理特点是具有更宽的带宽，可以发射波长比红光更短的蓝光,GaN应用领域,18,实现半导体照明。国内外倍加关注的半导体照明是一种新型的高效、节能和环保光源，将取代目前使用的大部分传统光源，被称为21世纪照明光源的革命，而GaN基高效率、高亮度发光二极管的研制是实现半导体照明的核心技术和基础。提高光存储密度。DVD的光存储密度与作为读写器件的半导体激光器的波长平方成反比，如果DVD使用GaN基短波长半导体激光器，则其光存储密度将比当前使用GaAs基半导体激光器的同类产品提高45倍，因此，宽禁带半导体技术还将成为光存储和处理的主流技
11、术。改善军事系统与装备性能。高温、高频、高功率微波器件是雷达、通信等军事领域急需的电子器件，如果目前使用的微波功率管输出功率密度提高一个数量级，微波器件的工作温度将提高到300，不仅将大大提高雷达（尤其是相控阵雷达）、通信、电子对抗以及智能武器等军事系统与装备的性能，而且将解决航天与航空用电子装备以及民用移动通信系统的一系列难题。,细分应用领域,19,高亮度LED市场规模和增长分析,1995-2003年高亮度LED市场,2004-2008年高亮度LED市场,2003年高亮度LED应用市场分布,资料来源:Strategies Unlimited,2003年高亮度LED市场规模总体增长47%，达到
12、27亿美元,预计高亮度LED市场销量保持30%以上的年增长率,20,市场分布分析,2003年全球GaN基LED芯片产量,按全球LED市场划分，目前市场主要集中在日本、美国、欧洲等发达国家和地区，仅日本、美国市场就占到全球的60以上。,按应用领域划分，目前，高亮度LED主要用途及市场有显示器背光源（如手机、PDA）、标志（如户外显示）、景观照明、汽车、电子设备、交通信号灯及照明等。,21,技术创新与新产品开发速度加快 市场空间进一步扩大，经济、社会效益逐渐显现 企业积极介入，部分产品竞争加剧 产业链中成熟技术逐渐向劳动力成本低的地区转移跨国公司加强战略联盟，通过专利授权等手段，垄断高端市场,市场
13、发展趋势分析,22,固体冷光源、效率高、绿色环保寿命长、可以达到10万小时（连续10年）低电压工作实现方式：基于蓝光LED，通过荧光粉激发黄光，组成白光 通过红、绿、蓝三种LED组合成白光 基于紫外光LED，通过三色基粉，组合成白光,白光LED优异的性能和实现方式,23,从2000年起国家投资5亿美元到2010年 55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯取代每年节电达350亿美元2015年形成每年500亿美元的半导体照明产业市场,美国半导体照明计划,投入资金50亿日元到2007年 30%的白炽灯被置换为半导体照明灯,日本21世纪照明计划,应用半导体照明实现：高效节能不使用有害环境的材料模拟自然光,欧盟
14、彩虹计划,韩国“固态”照明计划,2004年-2008年韩国政府计划投入1亿美元，企业提供30%配套资金，近期开始实施，预计2008年LED的发光效率达到80lm/W,24,我国有近百名专家（两院院士）联名向国务院呼吁，以三峡工程的5%费用，支持我国的半导体照明产业，用5-10年的时间的努力，1/3照明应用半导体照明，每年可以节约的电量1000亿度，多于一个三峡水电站的发电量（800亿度）国家启动国家半导体照明工程,中国专家的呼吁,25,联创光电LED业务分析,（上游）外延片,（中游）芯片,（下游）封装,衬底-外延,蒸镀-光刻-电极-划片,粘贴-引线-树脂密封,26,GaN外延方法,很难生长GaN晶棒目前大都在兰宝石或SiC衬底上制造GaN器件，专利被日美垄断南昌大学成功在Si衬底上制造GaN基蓝光LED，可小批量生产,27,联创光电盈利预测,28,引领专业投资研究创造价值,蔡 晓（010）65183888-84051,
