寧波舟山港梅山港區(qū)，5G+遠(yuǎn)控龍門吊投用后，實現(xiàn)吊抓手反應(yīng)時間僅3.2毫秒，作業(yè)人力成本降低50%以上;愛柯迪生產(chǎn)車間，5G高清攝像頭監(jiān)控著設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況、員工活動情況，AGV機器人靈活穿梭在作業(yè)單元間，壓鑄件全自動生產(chǎn)，數(shù)據(jù)實時上傳區(qū)塊鏈……

作為新一代數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)，5G不僅可以帶來更快的網(wǎng)速，還能帶動通信技術(shù)與實體經(jīng)濟的深度融合，培育一系列新應(yīng)用、新模式、新業(yè)態(tài)。

而5G啟動大范圍應(yīng)用背后，需要哪些高科技的支撐，又會帶來哪些機遇與挑戰(zhàn)?

在寧波潤華全芯微電子設(shè)備有限公司看來，伴隨著5G時代的到來，加之中國是全球最大的移動通信市場，國內(nèi)化合物半導(dǎo)體和5G通信芯片發(fā)展正面臨難得的窗口期。而全芯微就是那些已經(jīng)站在風(fēng)口的企業(yè)之一。

5G時代化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)“起飛”

化合物半導(dǎo)體相比硅半導(dǎo)體具有高頻率和大功率等優(yōu)異性能，是未來5G通信不可替代的核心技術(shù)。

化合物半導(dǎo)體的主要基板材料是GaAs(砷化鎵)、GaN(氮化鎵)、和SiC(碳化硅)。

GaAs具有高頻、抗輻射、耐高溫的特性，大規(guī)模應(yīng)用于無線通訊領(lǐng)域，目前已經(jīng)成為PA、Switch的主流材料。

據(jù)專業(yè)機構(gòu)預(yù)測，到2025年SiC功率半導(dǎo)體的市場規(guī)模有望到達(dá)30億美元，在未來的10年內(nèi)，SiC器件將開始大范圍地應(yīng)用于工業(yè)和電動汽車領(lǐng)域。近期SiC產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度已開始加速，意、法、英等國中游廠商開始鎖定上游晶圓貨源。

5G通信基站亟需更高性能的GaN射頻器件。GaN射頻功率放大器兼具Si器件的大功率和GaAs器件的高頻率特性。為了應(yīng)對2.4 GHz以上頻段Si器件工作效率不高的問題，4G通信基站開始使用GaN功率放大器。目前約10%的基站采用GaN技術(shù)。

全球每年新建約150萬座基站，未來5G網(wǎng)絡(luò)還將補充覆蓋區(qū)域更小、分布更加密集的微基站。基站建設(shè)將是氮化鎵市場成長的主要驅(qū)動力之一。預(yù)計到2023年，基站端氮化鎵市場規(guī)模將超5億美元。氮化鎵射頻器件市場整體將保持23%的復(fù)合增速，2023年市場規(guī)模有望達(dá)13億美元。

可見，化合物半導(dǎo)體的未來市場“錢景誘人”。

新場景誘發(fā)打開“潘多拉魔盒”

目前，砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)計與先進(jìn)技術(shù)主要掌握在國際IDM大廠手中，襯底市場則是日本、美國等廠商占據(jù)主導(dǎo)地位。晶圓代工依然是臺灣企業(yè)占大頭，內(nèi)地化合物晶圓代工企業(yè)三安光電處于追趕過程中。

國內(nèi)的化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)還處于中下游，一方面國內(nèi)開展碳化硅、氮化材料和器件方面的研究晚于國外，另一方面還在于國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的材料創(chuàng)新以及原始創(chuàng)新問題，浮躁的市場環(huán)境難以忍受“只投入，不產(chǎn)出”的現(xiàn)狀，讓化合物半導(dǎo)體為代表的新材料原始創(chuàng)新愈加艱難。

“我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展最薄弱的環(huán)節(jié)就是材料和設(shè)備，但這也意味著市場機遇。”被業(yè)界敬稱為“中國半導(dǎo)體之父”的中芯創(chuàng)始人張汝京如是說。

“新場景的出現(xiàn)，打開了化合物半導(dǎo)體的潘多拉魔盒，觸發(fā)了國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的另一面變革。” 全芯微總經(jīng)理袁寧豐說，目前，國內(nèi)已經(jīng)出臺相關(guān)政策促進(jìn)化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，地區(qū)政府也在積極推動化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。新的比拼開始了!對于全芯微而言，就是要用自主創(chuàng)新與研發(fā)，補上我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展“短腿”，這是歷史與社會賦予企業(yè)的重要使命。

助力實現(xiàn)國產(chǎn)5G芯片制造

寧波潤華全芯微電子設(shè)備有限公司(ALLSEMI)，成立于2016年9月，位于寧波余姚市，匯聚了一批高素質(zhì)專業(yè)人才，致力于民族半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)的振興。目前公司擁有自主品牌“ALLSEMI”，已申報27項核心技術(shù)發(fā)明專利，6項實用新型專利，3項軟件著作權(quán)，并有多項核心技術(shù)正在申報相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)。

站在5G應(yīng)用風(fēng)口，全芯微積極助力國內(nèi)5G芯片、化合物半導(dǎo)體的發(fā)展，專注于半導(dǎo)體芯片設(shè)備研發(fā)和制造，產(chǎn)品包括光刻段的勻膠顯影機、噴膠機和濕法段的去膠剝離機、單片清洗機、刻蝕機等。

勻膠顯影機成熟應(yīng)用于化合物半導(dǎo)體4-6寸晶圓芯片的制造，可實現(xiàn)線寬0.1微米的工藝制程，助力國產(chǎn)高端芯片制造。

去膠剝離機可高效地完成芯片制造中去膠、金屬剝離和清洗工藝，金屬回收效率可達(dá)99%以上，且不會對金屬線條造成劃傷。

單片清洗機、濕法刻蝕機、噴膠機等產(chǎn)品，均可在不同工藝制程中實現(xiàn)客戶需求，提高客戶工作效率，提升客戶產(chǎn)品的質(zhì)量。

今年6月27-29日，全芯微公司在上海新國際博覽中心盛大舉行的“跨界全球、心芯相連”——SEMICON CHINA 2020展會，展出的新一代MINI(AMCD6)型全自動勻膠顯影機，大放異彩，獲得業(yè)界關(guān)注。

該設(shè)備主要應(yīng)用于光通訊、射頻和濾波器等5G化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域。該款MINI型勻膠顯影機，搭載1個勻膠和1個顯影腔體，可實現(xiàn)自動勻膠、顯影、烘烤和快速降溫等工藝。特點是整機結(jié)構(gòu)緊湊小巧，體積比同類型進(jìn)口設(shè)備減少50%，大幅度節(jié)約黃光區(qū)潔凈間面積，降低使用成本，適用于高?？蒲泻托∨可a(chǎn)。

值得一提的是，全芯微公司始終堅持自主研發(fā)創(chuàng)新，開發(fā)出傳送和膠泵單元等核心部件，已經(jīng)應(yīng)用在MINI型勻膠顯影機上并交付芯片產(chǎn)線使用。

“公司秉承‘專業(yè)、誠信、創(chuàng)新、共贏’的經(jīng)營理念廣泛服務(wù)于化合物半導(dǎo)體、LED、SAW、 OLED、光通訊、MEMS、先進(jìn)封裝等新型電子器件制造領(lǐng)域，配備了快速響應(yīng)的銷售和技術(shù)服務(wù)團隊。”袁寧豐說，目前全芯微已經(jīng)與國內(nèi)多家知名化合物、5G芯片企業(yè)開展合作，獲得三安集成、海威華芯、昆山能訊、蕪湖啟迪等多家公司批量訂單，成功替代歐美和日本等進(jìn)口設(shè)備，為國產(chǎn)5G芯片制造助力。

關(guān)鍵詞： 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 5G