文丨AI财经社 郑亚红

编丨赵艳秋

近日,DigiTimes报道,华为首家晶圆厂选址湖北武汉,计划将在2022年开始分阶段投产。知情人士对AI财经社表示,该厂早在2017、2018年左右就筹备建造,早于美国对华为打压前,只是近期刚刚建成。

该厂房位于武汉光谷中心,总建筑面积超过20万平方米,该厂未来主要为华为生产自研的磷化铟光通信芯片及模组,此类芯片主要应用于华为的光通信业务,而华为光系统设备份额目前全球第一。

2019年华为披露的《华为投资控股有限公司2019年度第一期中期票据募集说明书》显示,华为拟注册中期票据200亿元,首期拟发行30亿元,为期3年。在该募集说明中,包括武汉海思工厂项目,总投资为18亿元。

华为为何要在武汉建磷化铟产线?

AI财经社获悉,华为这个芯片制造厂并非大众关注的硅基芯片制造厂,而是化合物半导体芯片厂。

常见的半导体材料以物理性能区分为三代,第一代是以硅、锗为代表,第二代以磷化铟为代表,第三代则以氮化镓、碳化硅为代表。每一代材料根据其特性有各自擅长的使用场景。

磷化铟因为比硅、砷化镓等材料具有高的电光转换效率、高的电子迁移率、高的工作温度、以及强抗辐射能力的特点,在一些领域应用广泛。“比如激光器、太阳能电池、光电探测器和光纤网络系统、通讯、雷达等超高速的半导体电路上”,一位资深人士向AI财经社补充到。

而以通信起家的华为,在2012年起,就以收购两家国外公司的方式,进入了光通信芯片领域。资料显示,华为的光系统设备份额全球第一,任正非还透露华为目前掌握着全球领先的800G光芯片技术。

华为首家晶圆厂明年投产,系光通信芯片,自主可控挑战在材料

同时,武汉光谷一直以来就是国内光电领域的桥头堡,不少产业链相关的公司都在此落户。根据公开资料显示,此前华为海思的磷化铟实验室就设立在此地。对于该厂将来订单从哪找,一位业内人士称华为自己就能消耗掉,比如它的基站和手机都会用到。

建该条产线是否存在挑战?

相比手机上用的Soc芯片,光通信芯片的工艺要求不高。业内资深人士对AI财经社表示,磷化铟产线在设备和技术上不存在特别大的问题。目前国内磷化铟芯片一般采用2英寸、3英寸生产线,线宽在0.5微米以上。相比之下,像手机芯片、消费类芯片通常采用8英寸、12英寸生产线,线宽在0.25微米以上。“对光刻机的要求也不高。”

另一位业内人士抱有类似看法,他称硅基6英寸产线淘汰下来的设备就可以让磷化铟的产线运转起来。

但这并不意味着磷化铟的产线目前就完全自主。一位熟悉第二代、第三代半导体的学者对AI财经社透露,目前国内磷化铟制造主要卡在材料上,准确的说,在单晶制备技术上。他解释,这是由于制备高质量的磷化铟单晶,需要能使单晶批量化生长的技术,目前主流的技术有高压液封直拉法(LEC)、垂直温度梯度凝固法 (VGF)和垂直布里奇曼法(VB)。

目前该技术节点仍然由美国、日本企业把持着。美国 AXT 公司和日本住友分别使用 VGF 和 VB 技术 可以生长出直径 150mm 的磷化铟单晶,日本住友使用 VB 法制备的直径 4 英寸掺 Fe 半 绝缘单晶衬底可以批量生产,并且已经进入到6英寸衬底的竞争中。而国内由于起步晚,磷化铟制备技术与国际水平仍有较大差距,还远远不能自给,“大尺寸磷化铟晶片生产能力不足”。有关调查数据显示,上游衬底市场由5个主要国外玩家为主,包括日本住友、日本能源、美国 AXT、法国 InPact、英国 WaferTech 等占据了全球近 80%的市场份额,国内市占率不足2%。

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