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当地时间8月9日，美国总统拜登的签字笔尖划过纸面，将“芯片法案”的寒气从大洋彼岸吹向了中国半导体行业的每位从业者身上。

该法案要求获得美国政府补助的公司，10年内不得在中国大陆等地区发展精密芯片（一般指28纳米以下的芯片）制造。

尽管在高端技术方面，老美对我国的针对早就不是什么新鲜话题了，但这步步紧逼的气势，还是不免让人打一个寒颤。

目前全球95%以上的芯片和器件都是以硅作为基底材料，但实际上除了硅，还有很多化合物半导体的性能都十分优越。

要问哪种材料有望先迎来快速发展，想必绕不开目前最成熟的化合物半导体——砷化镓。

砷化镓最早的应用应该追溯到上世纪60年代，当时的LED灯只能发出红外光。通用电气的工程师尼克·何伦亚克为了让LED发出可见光，对发光材料进行反复研究，终于用砷化镓等材料制出了世界上第一颗红光LED，掀起了自爱迪生发明电灯泡以来，人类照明史的第二次革命。

此后很长一段时间里，砷化镓的主要用途都是在照明领域，应用场景和规模都不算十分广阔。然而最近，Mini LED、Micro LED、5G通信等技术的出现，让砷化镓再一次成为人们关注的焦点。

围绕这个现象，本文主要回答以下三个问题：

1、砷化镓的爆发期快到了吗？

2、如今的产业链格局是怎样的？

3、我国有哪些企业在涉足砷化镓？

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砷化镓的爆发期快到了吗？

为了回答这个问题，我们需要从砷化镓的需求角度找答案。

在光电领域，砷化镓是红、橙、黄光发光二极管（LED）唯一的衬底材料。

过去，要想实现“霓虹闪耀”，靠的是稀有气体，耗电多还不环保。如今，华灯初上，万家灯火的温馨场景里，LED充当着更为重要的角色。

除了头顶的灯光，此刻你眼前看着的显示屏里边，说不定也有砷化镓在默默发着光。

去年，苹果、三星、LG、TCL 等厂商纷纷入局Mini LED市场。以砷化镓作为衬底材料的Mini LED技术正逐步在高清电视、笔记本电脑、平板中得到应用，新一代显示技术的革新一触即发。

mini LED

敏锐的人们很快就注意到，新一代显示技术浪潮的背后，将会是对砷化镓衬底材料的巨大需求。

可以说，人们越是追求“多姿多彩”的生活，就越是离不开砷化镓。

在光伏领域，砷化镓简直是“神一般的存在”。

对于太阳能电池片，人们的关注重点始终围绕着光电转换效率。在人们还在讨论晶硅电池的TOPCon技术和HJT技术孰优孰劣时，在人们还在为这些技术能将转换效率从24%提升到28%而欢呼雀跃时，砷化镓早就悄悄地完成了蜕变，华丽转身，惊艳众人。

2021年，德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所用砷化镓制成的薄光伏电池获得了68.9%的转换效率，是迄今为止的最高效率，直接甩晶硅电池好几条街。

正因为砷化镓能实现如此高的光电转换，再加上它具有良好的耐热、耐辐射等性能，于是成为太空发电的不二之选。日前我国发射的问天实验舱，用的就是三结砷化镓太阳能柔性电池翼。

神九采用的三结砷化镓太阳能电池

未来十年是中国航天快速发展的新阶段，探月工程、神舟计划、北斗全球卫星定位系统等重大空间计划进入关键实施阶段，国内空间用砷化镓太阳能外延市场规模在30万片以上，这部分需求是可预见的。

既然砷化镓发电这么好，为什么地面的光伏器件没有广泛运用砷化镓呢？无他，惟太贵了。

据悉，目前砷化镓单晶片的价格大约相当于同尺寸硅单晶片的10至20倍。对于只想在屋顶发发电赚点钱的老百姓来说，用砷化镓发电和用爱发电别无二致，怎么看都不是个划算的买卖。

但在全世界热切寻求永续替代能源的今天，随着人们对半导体材料的认识加深，砷化镓的生产工艺不断成熟，成本不断降低，相信砷化镓太阳能电池片除了在航空航天军事领域得到应用外，也将很快在光伏建筑一体化、新能源汽车等领域大显身手。

可以说，人们越是追求节能减排，越是追求清洁高效，就越是离不开砷化镓。

在微电领域，砷化镓更是独树一帜，不可或缺。由于其具备优越的电学性能，一直是制造射频功率放大器（PA）的核心材料。

何为射频？其实很简单，就是可以发射信号的高频电流。当交流电的频率高于100kHz的时候，电磁波就可以在空气中传播，形成远距离传输能力。频率越高，相同时间传输的信息就越多。

广播、电视、无线网络、手机，都是靠射频来接收和发送信号以完成工作的。

射频功率放大器的功能就是将这些信号进行放大，确保接收器能在更远的距离更快地收到信号，实现远距离无线通讯。

5G通信

从4G时代起，随着4G基站建设和智能手机的持续普及，用于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，5G手机上PA芯片的数量较4G手机增长3倍左右。

不仅如此，无线通讯在国防军事安全领域更是拥有举足轻重的地位。有人形容，如果没有通讯芯片，精确制导弹将失去眼睛，太平洋舰队将失去航向，卫星将失去踪迹，伊拉克战争不会打响，萨达姆依旧是世界第三军事强国的领导人。

可以说，人们对信息传递的需求越旺盛，就越离不开砷化镓。

综上，未来不仅有光电领域Mini LED技术革新的推动，还有光伏领域太阳能电池片的普及，更重要的是微电领域5G技术的崛起，人们对砷化镓的需求，不言而喻了。

于是我们回到第一个问题，“砷化镓的爆发期快到了吗？”我想，这个答案应该是肯定的。

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如今的产业链格局是怎样的？

砷化镓上下游产业链

与其他半导体材料的产业链类似，砷化镓产业链的上游是原材料加工形成砷化镓衬底，中游通过电路设计、加工和封装形成砷化镓芯片，下游则是砷化镓芯片在各领域的应用。

现如今，砷化镓产业链中上游各环节的主导权都在欧美国家手中。日本的住友、德国的Freiberger和美国的AXT三家就占了全球90%的半绝缘型衬底市场份额，全球70%的代工业务也由中国台湾企业稳懋垄断。

目前国内涉及砷化镓衬底业务的公司较少，且我国砷化镓行业主要集中在LED领域的垂直整合，相比全球领先企业盈利水平一般。没办法，利润空间更大的微电砷化镓芯片生产技术在人家手里，我们只有眼馋的份。

所谓“前有猛虎，后有豺狼”，不过如此了。

而反观砷化镓下游的需求，却表现得欣欣向荣。5G通信、新一代显示技术、无人驾驶、人工智能、可穿戴设备，哪个不是如今资本市场津津乐道的话题呢？

肉这么大，虽然已经有了猛虎和豺狼，但谁说一旁刚出道的小狐狸就不能分到一碗肉羹呢？大口吃肉是肉，小口吃肉那也是肉。再说，小狐狸多吃几年，说不定哪天就摇身一变大狐狸，开始跟猛虎豺狼抢吃的了。

所以我国在一代半导体——硅——蓬勃发展的同时，也有不少公司扛起大旗，准备雄赳赳气昂昂进军二三代半导体材料领域的。

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我国有哪些企业在涉足砷化镓？

在过去二十年里，我国那些挑起砷化镓衬底行业大梁的企业里，大致可分为两种。

一种是从别的行业转型做砷化镓的，比如LED龙头三安光电，还有一种是专门研究砷化镓衬底生产的，比如溢泰半导。我们讲讲他们的故事。

三安光电

2000年前后，改革开放的春风吹向千家万户，全国上下生机盎然，各行各业的人们都想趁进入新世纪前赚上一笔发大财。

1999年，靠生产五金和钢铁赚得盆满钵满的林秀成，在第一届中国国际高交会上被LED这种“洋灯” 深深吸引，脑袋一拍，决定转型做此前国内无人涉足的LED。

三年烧掉六个亿，引进人才、购买设备、攻克技术，后来还真被他研究出了LED芯片，打破了进口垄断的历史。此后经过十余年高速发展，一举成为中国LED芯片领域的绝对龙头。

本可以靠LED龙头的地位稳稳躺平，但林秀成的志向却远不止于此。眼看着LED行业从最初的蓝海变红海，林秀成开始把目光转向技术难度更高的LED上游——砷化镓衬底生产。

2014年，三安光电融资33亿元，成立子公司三安集成，建起了中国第一家6寸砷化镓晶元代工厂。

此后几年里，三安光电更是进行了多次融资。知道的人明白他在建工厂、请人才、搞研发，不知道的人却在背地里说他是“恶意圈钱”“挂羊头卖狗肉”。

幸好，老天不会辜负每一个卷王。

乘着5G和MiniLED的东风，现在三安集成已有27种产品进入批量量产阶段，砷化镓射频出货客户已将近100家。

海峡对面的稳懋，不知是否也开始有危机感了。

溢泰半导

镜头转向东北这片黑土地上。2002年，中国刚刚加入WTO，轰轰烈烈的经济列车开始进入快车道，那时的中国遍地是黄金。曾经因为一句“工业学大庆”而闻名的东北石油重镇，迎来了一家新公司的成立。

创始人怀里揣着自己在商场打拼数年积攒下来的财富，物色着把钱投到什么地方，要自己搞创业。

通过同学牵线，他认识了一个从事砷化镓研究的美籍华人。但高精端材料的研发往往比互联网还烧钱，很快资金就见底了。两个人，一个有钱，一个有技术，很快便一拍即合，成立公司，打出“做世界上最好的砷化镓衬底片”的口号，开始了“梦想仗剑走天涯”的漫漫长路。

只能说，砷化镓这条“天涯路”是真的不好走。

进口了大量顶尖设备，招募了大批的人才，但产品的良率始终上不来。下游的外国公司有着更好的选择，自然不会青睐中国人的“初级产品”。

“砷化镓虐我千百遍，我却待他如初恋”，随着团队其他核心成员的加入，本着这样的精神，他们专精研发生产、极致管控成本。加上国内的LED红光开始起量，对砷化镓衬底的需求开始激增，他们决定不再去贴国外的冷屁股，专注为国人生产砷化镓。

厂子很快就有了起色，在当年就进入了三安光电的供应链，后来随着科研的不断投入，技术的不断迭代，产品的质量和成本领先行业。目前溢泰半导已经是三安光电砷化镓衬底片的最大供应商，稳坐国内砷化镓龙头位置，并且在其他半导体材料中广泛布局。

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尾声

饭局上，一个朋友问创始人：“如果回到2002年再选一次，你还会做砷化镓吗？”

创始人沉思了一会，说：“也许不会了吧，这条路真是太难了，难得不想再走第二遍。”

我想不单单是他，可能每个从事半导体行业的人都会发出这样的感叹。

但往事暗沉不可追，来日之路光明灿烂。砷化镓经过多年的发展，工艺在不断成熟，应用的细分领域越来越多，从LED、MiniLED，到砷化镓太阳能电池片，再到5G通信射频器件，未来砷化镓的需求在日益明朗且不断上升。砷化镓作为半导体下一代种子选手，爆发期指日可待。

哪怕现在国内砷化镓的发展与国际领先水平有着一定的差距，但差距从来不可怕，可怕的是没有追赶的勇气。看着国内很多像三安光电、溢泰半导这样的企业，在半导体道路上不断碰壁，但愈挫愈勇，不断强大，我始终相信，未来的砷化镓领域，甚至半导体领域，终会有中国一席之地。

参考资料：

1.三安光电股份有限公司2021年年度报告

2.《你不一定知道的砷化镓》--半导体行业观察 

3.《砷化镓太阳电池效率达68.9%！Fraunhofer ISE再创新记录》--PV-Tech

4.《三安光电——会成为下一个“华为”吗？》--老苏实盘