昨天瀚海狼山的推文中提到，軍用芯片的特殊性能要求比民用芯片更高，在民用芯片大多用單晶硅晶圓為基本制造載體的情況下，軍用芯片更多的采用化合物半導(dǎo)體材料作為基本載體制造，最典型的比如砷化鎵。實(shí)際上砷化鎵一類(lèi)的半導(dǎo)體，在民用微電子領(lǐng)域同樣重要。單靠硅晶圓芯片并不能包辦一切。尤其在進(jìn)入5G時(shí)代以后，砷化鎵芯片的重要性更加突出?？梢哉f(shuō)離開(kāi)了這種材料5G將寸步難行。而在砷化鎵芯片方面，我們的需求比硅晶圓的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)量的提高還要急迫！砷化鎵，其化學(xué)簡(jiǎn)式為 GaAs，是一種黑灰色固體，熔點(diǎn)1238℃。它在600℃高溫以下，能在空氣中穩(wěn)定存在，并且不被非氧化性的酸侵蝕，是一種重要的半導(dǎo)體材料。砷化鎵在高溫等惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性要強(qiáng)于單晶硅等半導(dǎo)體材料，這也是軍用芯片多用砷化鎵的一個(gè)重要因素之一。

砷化鎵芯片，就是用半導(dǎo)體砷化鎵器件構(gòu)成的集成電路。砷化鎵集成電路包括了砷化鎵超高速集成電路VHsIC、微波單片集成電路MMIC和光電集成電路OEIC。以砷化鎵半導(dǎo)體材料為主所制作的集成電路，其有源器件主要是金屬肖特基場(chǎng)效應(yīng)晶體管MESFET和結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFET；同時(shí)還包含了用分子束外延MBE和有機(jī)金屬汽相沉積MOCVD生長(zhǎng)的材料所制作的高電子遷移率晶體管HEMT和異質(zhì)結(jié)雙極晶體管HBT等器件所研制的集成電路。砷化稼集成電路在民用和國(guó)防中有著許多重要用途，而且是硅集成電路所替代不了的。其主要應(yīng)用領(lǐng)域是：通信衛(wèi)星、電視衛(wèi)星接收、移動(dòng)通信、高清晰度電視、微波毫米波數(shù)字頻率源、光通信、超高速率訊號(hào)處理、微型超級(jí)計(jì)算機(jī)、惡劣環(huán)境下用計(jì)算機(jī)和控制機(jī)、高性能儀器、微波傳感以及許多重要的國(guó)防軍用電子裝備等。

砷化鎵芯片具有的優(yōu)勢(shì)主要包括：高頻率、高速度、高功率、低噪聲和低功耗。CMOS的工作頻率上限大約為150MHz，與雙極晶體管技術(shù)相結(jié)合的BiCMOS可以將工作頻率提高到300MHz，再要求提高頻率將不得不采用ECL技術(shù)，其工作頻率可以提高到2～ 5GHz。但其功耗太大，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)性差。其趨勢(shì)是采用砷化鎵技術(shù)，其工作頻率可達(dá)到5～ 10GHz以上，功耗適中。因而是高速系統(tǒng)，特別是2.4Gb/s以上系統(tǒng)更加適用。我們都知道，在5G時(shí)代，超大容量的超高速信息交換的根本性物理原理，就是無(wú)線信號(hào)的超高頻率。而在超高頻率信號(hào)的傳輸和發(fā)射設(shè)備上，自然就更離不開(kāi)砷化鎵芯片。目前我們每年消耗了全球60%以上的各類(lèi)芯片，但國(guó)內(nèi)制造商的銷(xiāo)售收益僅占全球的18%。而砷化鎵是全球化合物半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域最主流的產(chǎn)品，行業(yè)規(guī)模近千億美元，而且還會(huì)高速增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)的軍用類(lèi)砷化鎵芯片，是完全自給自足，年產(chǎn)量和消耗量都有限。但是在這個(gè)每年近千億美元的全球民用砷化鎵芯片的大蛋糕，過(guò)去我們的國(guó)內(nèi)企業(yè)幾乎完全吃不到！

這是由于砷化鎵器件的工藝制造過(guò)程比硅器件困難許多，截止2017年年底，國(guó)內(nèi)居然沒(méi)有一家公司可以生產(chǎn)成熟的民用砷化鎵微波單片芯片MMIC，所有手機(jī)生產(chǎn)廠商所需的砷化鎵MMIC芯片全部依賴(lài)進(jìn)口，對(duì)我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和通訊產(chǎn)業(yè)造成了巨大的利潤(rùn)損失的好隱患。在我方的5G技術(shù)全球領(lǐng)先的情況下，這是不能容忍的。好在國(guó)內(nèi)某企業(yè)的此類(lèi)新建芯片生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn)。年產(chǎn)可達(dá)數(shù)十萬(wàn)片?？蓾M足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)砷化鎵MMIC芯片的迫切需求，徹底扭轉(zhuǎn)國(guó)內(nèi)砷化鎵MMIC芯片完全依賴(lài)進(jìn)口的局面。