化合物半導(dǎo)體是 5G 通信不可替代的核心技術(shù)。美歐日等發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)扶持計(jì)劃，培育了眾多龍頭企業(yè)，已占領(lǐng)化合物半導(dǎo)體技術(shù)和市場(chǎng)高地。同時(shí)美國(guó)以危害國(guó)家安全為由，對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖，頻頻阻撓我國(guó)資本***國(guó)外化合物***。5G 最快將在 2020 年實(shí)現(xiàn)商用，我國(guó)作為全球最大的移動(dòng)通信市場(chǎng)，化合物半導(dǎo)體的供給能力依然不足，應(yīng)把握5G 機(jī)遇，加速提升化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

5G通信的核心技術(shù)

5G 智能手機(jī)將大量使用砷化鎵（GaAs）射頻器件。GaAs 射頻功率放大器具有比硅（Si）器件更高的工作頻率。隨著移動(dòng)通信頻率不斷提高，Si 器件已不能滿足性能要求，4G 智能手機(jī)中的功率放大器已全部采用 GaAs 技術(shù)。未來(lái) 5G 通信將包括 6 GHz 以上頻段，性能優(yōu)越的GaAs 器件將不可替代。5G 通信支持的頻段將大幅增加至 50 個(gè)以上，遠(yuǎn)大于 4G 通信的頻段數(shù)（不超過(guò) 20 個(gè)），而每多支持1 個(gè)頻段就需要增加 1 個(gè)放大器（或大幅提高器件復(fù)雜程度），使得單部手機(jī)中 GaAs器件成本大幅增加。賽迪智庫(kù)預(yù)計(jì) 2020 年GaAs 器件市場(chǎng)將達(dá)到 130 億美元。

5G 通信基站亟需更高性能的氮化鎵（GaN）射頻器件。GaN 射頻功率放大器兼具 Si 器件的大功率和 GaAs 器件的高頻率特點(diǎn)。為了應(yīng)對(duì) 2.4 GHz 以上頻段 Si 器件工作效率快速下降的問(wèn)題，4G 通信基站開始使用 GaN 基功率放大器。目前約 10%的基站采用 GaN 技術(shù)，占 GaN 射頻器件市場(chǎng)的 50% 以上。未來(lái) 5G 通信頻率最高可達(dá) 85 GHz，正是 GaN 發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的頻段， GaN 將成為 5G 核心技術(shù)。全球每年新建約 150 萬(wàn)座基站，未來(lái) 5G 網(wǎng)絡(luò)還將補(bǔ)充覆蓋區(qū)域更小的微基站，對(duì) GaN 器件的需求量將大幅增加。賽迪智庫(kù)預(yù)計(jì) 2020 年GaN 射頻器件市場(chǎng)將超過(guò) 6 億美元。

發(fā)達(dá)國(guó)家已完成化合物半導(dǎo)體的戰(zhàn)略布局。美國(guó)和歐洲在 21 世紀(jì)初已開始布局化合物半導(dǎo)體，發(fā)布技術(shù)和產(chǎn)業(yè)扶持計(jì)劃，并培育了一批龍頭企業(yè)，已占領(lǐng)技術(shù)和市場(chǎng)的高地，為 5G 通信發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)研究項(xiàng)目局（DARPA）從 2002 年起先后發(fā)布寬禁帶化合物半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃（WBGSTI 計(jì)劃）和下一代 GaN 電子器件計(jì)劃（NEXT 計(jì)劃），幫助美國(guó)本土的 Qorvo、Cree 等化合物***迅速成長(zhǎng)為行業(yè)龍頭。歐洲防務(wù)局（EDA）于 2010 年發(fā)布旨在保障歐洲區(qū)域內(nèi)化合物半導(dǎo)體供應(yīng)鏈安全的 MANGA 計(jì)劃，已完成預(yù)期目標(biāo)。

機(jī)遇與挑戰(zhàn)

中國(guó)開始擁有全球 5G 通信發(fā)展的話語(yǔ)權(quán)，為化合物半導(dǎo)體提供了廣闊市場(chǎng)。***、中興是全球第二大和第四大通信基站供應(yīng)商，***、OPPO、vivo 是全球前五大智能手機(jī)企業(yè)。中國(guó)已建成全球最大的 4G 網(wǎng)絡(luò)，基站數(shù)量超過(guò) 200 萬(wàn)。自主品牌智能手機(jī)每年出貨量近 5 億部。2013年，中國(guó)成立 IMT-2020（5G）推進(jìn)組，力爭(zhēng)成為 5G 標(biāo)準(zhǔn)制定領(lǐng)導(dǎo)者。中國(guó)推動(dòng)的極化碼方案被國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)組織 3GPP采納為 5G 控制信道編碼方案之一。

國(guó)內(nèi)具備一定的化合物半導(dǎo)體技術(shù)儲(chǔ)備和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。一是中科院、中電科下屬研究所依托軍工等市場(chǎng)積累了技術(shù)和人才，通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)化成立了中科晶電、海威華芯等企業(yè)，并且在基站用 GaN 射頻器件領(lǐng)域具有技術(shù)領(lǐng)先性。二是 LED 芯片的發(fā)展為化合物半導(dǎo)體制造提供了產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。LED是基于化合物半導(dǎo)體的光電器件，在襯底、外延和器件環(huán)節(jié)具有技術(shù)互通性。中國(guó) LED 芯片產(chǎn)業(yè)在全球占據(jù)重要地位，產(chǎn)業(yè)配套較成熟，可支撐化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金已入股LED 芯片龍頭企業(yè)三安光電公司，投資新建化合物半導(dǎo)體生產(chǎn)線。

中國(guó)化合物半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線缺乏，供給能力依然不足。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有中電科 13 所、 55 所的軍品生產(chǎn)線，中科院半導(dǎo)體所等研究機(jī)構(gòu)的科研線，以及三安集成、海威華芯、能訊半導(dǎo)體等民品生產(chǎn)線。軍品和科研線的設(shè)計(jì)產(chǎn)能很小，難以滿足 5G 市場(chǎng)需求。民品生產(chǎn)線尚處于技術(shù)攻關(guān)階段，未能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，現(xiàn)階段供給能力幾乎為零。國(guó)內(nèi)民品生產(chǎn)線規(guī)劃 2020 年產(chǎn)能達(dá)到 40 萬(wàn)片，而國(guó)際龍頭企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)能已超過(guò) 100 萬(wàn)片，在4G 手機(jī)和基站市場(chǎng)的占有率均超過(guò) 95%。

國(guó)際對(duì)我國(guó)實(shí)行核心技術(shù)封鎖，5G 產(chǎn)業(yè)鏈面臨制裁風(fēng)險(xiǎn)。一是化合物半導(dǎo)體的軍事用途使得美國(guó)阻撓中國(guó)產(chǎn)業(yè)崛起。化合物半導(dǎo)體是有源***等軍事裝備的核心組件，受到《瓦森納安排》的出口管制。美國(guó)政府頻頻阻礙中國(guó)資本***國(guó)外化合物***。2015 年以來(lái)，金沙江公司***美國(guó) Lumileds、三安光電***美國(guó)GCS、福建宏芯基金***德國(guó) Aixtron 均被美國(guó)以危害國(guó)家安全為由予以否決。二是國(guó)內(nèi) 5G 通信整機(jī)企業(yè)面臨制裁風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)化合物半導(dǎo)體供給能力不足使得整機(jī)企業(yè)大量進(jìn)口國(guó)外器件，供應(yīng)鏈安全存在很大隱患。2016 年美國(guó)商務(wù)部以違反出口管制法規(guī)為由制裁中興通訊公司，化合物半導(dǎo)體功率放大器和光通信芯片等均在限制目錄中。后來(lái)，中興通訊繳納近 12 億美元的罰款方才與美國(guó)政府達(dá)成和解。

對(duì)策和建議

以 5G 基站市場(chǎng)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展切入點(diǎn)。利用國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，以 5G 基站應(yīng)用為切入點(diǎn)，打破化合物半導(dǎo)體供應(yīng)商和整機(jī)企業(yè)之間的合作慣性。設(shè)立重大專項(xiàng)，加大研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化支持力度。將化合物半導(dǎo)體納入強(qiáng)基工程、開展示范應(yīng)用。鼓勵(lì)***、中興兩大基站企業(yè)培育國(guó)內(nèi)供應(yīng)商，大規(guī)模驗(yàn)證國(guó)產(chǎn)化合物半導(dǎo)體器件，提升國(guó)內(nèi)化合物***競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

合理布局建設(shè)化合物半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線。發(fā)揮化合物半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游環(huán)節(jié)的帶動(dòng)作用。以國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金為資本紐帶，結(jié)合區(qū)位優(yōu)勢(shì)和已有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，在中國(guó)北方、長(zhǎng)三角、四川、福廈泉四大區(qū)域布局建設(shè)化合物半導(dǎo)體生產(chǎn)線，避免重復(fù)和盲目建設(shè)。

成立貫穿產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和國(guó)家級(jí)化合物半導(dǎo)體創(chuàng)新中心。成立吸納“材料 -設(shè)備 - 制造 - 封裝 - 整機(jī) - 應(yīng)用”各環(huán)節(jié)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，加強(qiáng)整機(jī)應(yīng)用企業(yè)與器件企業(yè)的溝通和聯(lián)系，并針對(duì)國(guó)外技術(shù)封鎖定期研討應(yīng)對(duì)策略。成立以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合的國(guó)家級(jí)化合物半導(dǎo)體創(chuàng)新中心。研判技術(shù)路線，突破共性關(guān)鍵技術(shù)，加速成果產(chǎn)業(yè)化，優(yōu)化創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境。