化合物半導體是 5G 通信不可替代的核心技術。美歐日等發達國家通過產業和技術扶持計劃，培育了眾多龍頭企業，已占領化合物半導體技術和市場高地。同時美國以危害國家安全為由，對我國實行技術封鎖，頻頻阻撓我國資本***國外化合物***。5G 最快將在 2020 年實現商用，我國作為全球最大的移動通信市場，化合物半導體的供給能力依然不足，應把握5G 機遇，加速提升化合物半導體產業競爭力。

5G通信的核心技術

5G 智能手機將大量使用砷化鎵（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 智能手機中的功率放大器已全部采用 GaAs 技術。未來 5G 通信將包括 6 GHz 以上頻段，性能優越的GaAs 器件將不可替代。5G 通信支持的頻段將大幅增加至 50 個以上，遠大于 4G 通信的頻段數（不超過 20 個），而每多支持1 個頻段就需要增加 1 個放大器（或大幅提高器件復雜程度），使得單部手機中 GaAs器件成本大幅增加。賽迪智庫預計 2020 年GaAs 器件市場將達到 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。為了應對 2.4 GHz 以上頻段 Si 器件工作效率快速下降的問題，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，占 GaN 射頻器件市場的 50% 以上。未來 5G 通信頻率最高可達 85 GHz，正是 GaN 發揮優勢的頻段， GaN 將成為 5G 核心技術。全球每年新建約 150 萬座基站，未來 5G 網絡還將補充覆蓋區域更小的微基站，對 GaN 器件的需求量將大幅增加。賽迪智庫預計 2020 年GaN 射頻器件市場將超過 6 億美元。

發達國家已完成化合物半導體的戰略布局。美國和歐洲在 21 世紀初已開始布局化合物半導體，發布技術和產業扶持計劃，并培育了一批龍頭企業，已占領技術和市場的高地，為 5G 通信發展奠定了基礎。美國國防部先進研究項目局（DARPA）從 2002 年起先后發布寬禁帶化合物半導體技術創新計劃（WBGSTI 計劃）和下一代 GaN 電子器件計劃（NEXT 計劃），幫助美國本土的 Qorvo、Cree 等化合物***迅速成長為行業龍頭。歐洲防務局（EDA）于 2010 年發布旨在保障歐洲區域內化合物半導體供應鏈安全的 MANGA 計劃，已完成預期目標。

機遇與挑戰

中國開始擁有全球 5G 通信發展的話語權，為化合物半導體提供了廣闊市場。***、中興是全球第二大和第四大通信基站供應商，***、OPPO、vivo 是全球前五大智能手機企業。中國已建成全球最大的 4G 網絡，基站數量超過 200 萬。自主品牌智能手機每年出貨量近 5 億部。2013年，中國成立 IMT-2020（5G）推進組，力爭成為 5G 標準制定領導者。中國推動的極化碼方案被國際通信標準組織 3GPP采納為 5G 控制信道編碼方案之一。

國內具備一定的化合物半導體技術儲備和產業基礎。一是中科院、中電科下屬研究所依托軍工等市場積累了技術和人才，通過技術轉化成立了中科晶電、海威華芯等企業，并且在基站用 GaN 射頻器件領域具有技術領先性。二是 LED 芯片的發展為化合物半導體制造提供了產業基礎。LED是基于化合物半導體的光電器件，在襯底、外延和器件環節具有技術互通性。中國 LED 芯片產業在全球占據重要地位，產業配套較成熟，可支撐化合物半導體產業發展。國家集成電路產業投資基金已入股LED 芯片龍頭企業三安光電公司，投資新建化合物半導體生產線。

中國化合物半導體制造生產線缺乏，供給能力依然不足。國內現有中電科 13 所、 55 所的軍品生產線，中科院半導體所等研究機構的科研線，以及三安集成、海威華芯、能訊半導體等民品生產線。軍品和科研線的設計產能很小，難以滿足 5G 市場需求。民品生產線尚處于技術攻關階段，未能實現量產，現階段供給能力幾乎為零。國內民品生產線規劃 2020 年產能達到 40 萬片，而國際龍頭企業現有產能已超過 100 萬片，在4G 手機和基站市場的占有率均超過 95%。

國際對我國實行核心技術封鎖，5G 產業鏈面臨制裁風險。一是化合物半導體的軍事用途使得美國阻撓中國產業崛起。化合物半導體是有源***等軍事裝備的核心組件，受到《瓦森納安排》的出口管制。美國政府頻頻阻礙中國資本***國外化合物***。2015 年以來，金沙江公司***美國 Lumileds、三安光電***美國GCS、福建宏芯基金***德國 Aixtron 均被美國以危害國家安全為由予以否決。二是國內 5G 通信整機企業面臨制裁風險。國內化合物半導體供給能力不足使得整機企業大量進口國外器件，供應鏈安全存在很大隱患。2016 年美國商務部以違反出口管制法規為由制裁中興通訊公司，化合物半導體功率放大器和光通信芯片等均在限制目錄中。后來，中興通訊繳納近 12 億美元的罰款方才與美國政府達成和解。

對策和建議

以 5G 基站市場為產業發展切入點。利用國內移動通信市場優勢，以 5G 基站應用為切入點，打破化合物半導體供應商和整機企業之間的合作慣性。設立重大專項，加大研發和產業化支持力度。將化合物半導體納入強基工程、開展示范應用。鼓勵***、中興兩大基站企業培育國內供應商，大規模驗證國產化合物半導體器件，提升國內化合物***競爭實力。

合理布局建設化合物半導體制造生產線。發揮化合物半導體制造生產線對產業鏈上下游環節的帶動作用。以國家集成電路產業投資基金為資本紐帶，結合區位優勢和已有產業基礎，在中國北方、長三角、四川、福廈泉四大區域布局建設化合物半導體生產線，避免重復和盲目建設。

成立貫穿產業鏈的產業聯盟和國家級化合物半導體創新中心。成立吸納“材料 -設備 - 制造 - 封裝 - 整機 - 應用”各環節企業和研究機構的產業聯盟，加強整機應用企業與器件企業的溝通和聯系，并針對國外技術封鎖定期研討應對策略。成立以企業為主體、產學研用結合的國家級化合物半導體創新中心。研判技術路線，突破共性關鍵技術，加速成果產業化，優化創新生態環境。