化合物半导体行业研究 2016-12

第一篇：化合物半导体行业研究 2016-12

化合物半导体行业研究

2016-12

射频性能优异的化合物半导体

化合物半导体射频性能优异。硅单晶材料是制作普通集成电路芯片的主要原料，但受限于材料特性，很难适用于高频/高压/大电流芯片应用。化合物半导体材料因其优良的器件特性广泛适用于射频器件。常见的化合物半导体包括三五族化合物半导体和四族化合物半导体。其中，砷化镓（GaAs）和氮化镓（GaN）作为其中应用领域最广、产业化程度最高的三五族化合物材料，具有优良的射频性能，天然具备禁带宽度宽、截止频率高、功率密度大等特点，作为射频功率器件的基础材料分别主宰主流民用和军用/高性能射频集成电路市场。

工艺独特，产业链自成体系

化合物半导体工艺独特，需要专门的制造产线。普通硅工艺集成电路和砷化镓/氮化镓等化合物集成电路芯片生产流程大致类似：先将衬底材料纯化、拉晶、切片后在某种衬底上形成外延层，由代工厂按照设计公司的设计进行一系列工艺步骤进行电路制造，制成的芯片交由相关厂商进行封装与测试，最终完成芯片制造。然而由于材料特性、外延方式和制作环境要求和普通硅CMOS工艺截然不同，化合物集成电路需要使用专门的生产工艺流程与产线设备，进而催生出专门针对化合物半导体集成电路生产的工厂（Fab）。

化合物半导体射频器件产业存在整合元件制造商（IDM）和（无晶圆设计公司+晶圆代工厂）两种商业模式。传统的国际设计厂商都采用IDM形式，各自配备私有产线，从设计到晶圆生产成品都自己完成。该模式的优点为有利于技术保密、产线工艺参数控制及设计精确度提升，缺点是重固定资产配置的产线容易闲置浪费，且规模扩张受限。新兴化合物集成电路设计公司往往采用无晶圆设计（Fabless Design House）模式，即设计公司本身不配备芯片制造产线，而将晶圆代工和封装测试都交由下游专业代工厂（Fab）配合进行。

射频核芯：GaAs占据主流，GaN利润战略双高地 PA：独立于主芯片的射频器件

射频功率放大器（Power Amplifier, 简称PA）是化合物半导体应用的主要器件，也是无线通信设备射频前端最核心的组成部分。射频前端（RF Front End）是用以实现射频信号发射与接收功能的芯片组，与基带芯片协同工作，共同实现无线通讯功能。射频前端包括功率放大器（Power Amplifier）、开关（Switch）、滤波器（Filter）、双工器（Duplexer）、低噪声放大器（Low Noise Amplifier）等功能构件，其中核心器件是决定发射信号能力的射频功率放大器芯片。PA芯片的性能直接决定了手机等无线终端的通讯距离、信号质量和待机时间，是整个通讯系统芯片组中除基带主芯片之外最重要的组成部分。

射频前端功能组件围绕PA芯片设计、集成和演化，形成独立于主芯片的前端芯片组。随着无线通讯协议的复杂化及射频前端芯片设计的不断演进，PA设计厂商往往将开关或双工器等功能与功率放大电路集成在一个芯片封装中，视系统需求形成多种功能组合。目前PA芯片除实现发射信号功率放大功能外，往往会集成开关器或双工器，进而演化出TxM（PA+Switch）、PAiD（PA+ Duplexer）、PAM（多PA模组）等多种复合功能的PA芯片类型。

砷化镓占据PA主流，氮化镓战略利润双高地

化合物PA芯片是射频前端市场的主流产品。PA主要有化合物工艺的砷化镓/氮化镓PA和硅工艺的CMOS PA。砷化镓 PA芯片相对于硅工艺CMOS芯片具备高频高效率等特点，目前广泛应用于手机/WiFi等消费品电子领域，其射频性能虽略逊于氮化镓射频器件，但成本和良率方面存在相对优势，完全可以满足民用需求；GaN PA具有最高的功率、增益和效率，但成本相对较高、工艺成熟度低于砷化镓芯片，目前主要用于远距离信号传送或高功率级别（例如雷达、基站收发台、卫星通信、电子战等）射频细分市场和军用电子领域。CMOS PA采用普通硅基集成电路工艺制造，由于与主流半导体（硅）制造工艺兼容，易于集成射频控制逻辑单元，近年来在2G手机和低端Wifi等消费电子领域出现爆发性增长，但始终受限于材料性能，只能应用于对线性度、频率和效率等方面要求较低的低端应用，无法满足复杂通讯系统的性能要求。随着无线网络频率范围不断向高频扩展及无线通讯系统频带分布的复杂化，化合物半导体射频芯片的优势地位未来仍将维持。

砷化镓PA占据市场主流，CMOS PA低端市场占比扩大。因性能远超硅基CMOS PA器件，产品良率和制造成本优于氮化镓PA器件，砷化镓PA目前在消费电子市场占据统治地位。根据IBS数据，2015年，全球PA市场规模为84.5亿美元，其中CMOS PA产值3.77亿美元，市场占比仅4.67%；化合物PA产值80.76亿美元，占比高达95.33%，其中绝大多数为应用于消费品电子射频前端的砷化镓PA。

氮化镓PA占据利润高地，且战略位置显著。Cree公司相关年报显示，其氮化镓相关的射频与功率器件部门2013/2014/2015年产值分别为0.89亿/1.08亿/1.24亿美元，毛利率分别为54%/56.5%/54.7%，受益于高端应用，维持较高毛利水平。氮化镓射频器件经过近十年的科技攻关已在2010年实现高可靠量产，产品性能在宽带、效率、高频等三个方面全面超越GaAs器件，主要用于军事雷达、电子战、民用基站等高端高性能应用场景，战略位置显著。此外，长期困扰GaN功率器件实用化技术推广的瓶颈如可靠性和稳定性问题随着材料、工艺和器件结构等水平的提高已大幅提升。以HRL公司生产的E-W波段GaN器件为例，其输出功率是其他材料器件的5倍，且性能仍有广阔的提升空间。处于军事目的考虑，国外高性能的氮化镓射频PA均实行对华禁运。因此完善和发展自主氮化镓射频半导体产业，对增强国防安全和促进高性能射频器件研制具有重要的意义。

通讯升级驱动市场稳健增长

核心驱动力：3G/4G/5G终端市场持续稳定增长

预计全球2018年移动终端出货总量为26.5亿部。据IDC数据，手持终端市场从2000年至2015年保持12%的复合增长率，2015年全球手持终端出货量为21.8亿部。据电子行业研究机构Navian 2015年统计，预计2018年全球手持终端出货量26.5亿部。手持终端出总量保持平稳增长将拉动对砷化镓PA芯片的需求，从而推动化合物半导体产业的持续稳定发展。

4G终端市场占比扩大，载波聚合（CA）技术维持砷化镓PA优势地位。2012年2G/3G/4G移动通讯手持终端出货量占比分别约为44.7%、48.5%、6.8%；2014年分别为17.1%、51.7%、31.2%；2018年预计为6.2%、19.1%和74.7%。4G手持终端出货量和市场占比逐年增加，由2011年2100万台迅速增长至2015年的9.67亿台，预计2018年可达19.8亿台，2001年至2018年复合增速高达91.45%。LTE-A标准使用的载波聚合技术对PA线性度和能效的高标准要求将进一步强化砷化镓射频PA芯片在该领域的绝对市场份额。

多模多频终端单机所需的PA芯片增至5-7颗，Strategy Analytics 预测5G单机需16颗PA。手持终端单机所需PA个数取决于通讯标准的调制方式和频带数目，考虑到无线通讯设备对通讯制式的向下兼容，对单机射频前端数目更多且性能要求更高。一方面，3G/4G所需频带数目较2G系统大幅增加，尤其是4G频段众多，而单个终端内PA数目与需要支持的频段数目正向相关，不相邻频段间难以实现PA复用；另一方面，3G/4G的通讯信号调制方式与2G不同，对PA的特性要求不同（3G/4G要求使用线性PA），基于性能考虑很难通用。加之各国各运营商频段和制式（FDD/TDD）分配情况复杂，单个手持终端为满足用户多模多频的实际应用需求，需要集成的PA个数和实现复杂度都随之提升，进而导致单机PA成本提升。统计结果显示，2G时代手机单机PA芯片成本仅0.3美元/部，3G手机则提升至约1.25美元/部，而4G时代则增至2美元～3.25美元/部，高端手机成本甚至更高，仅iPhone6射频部分就使用了6颗PA芯片。据Strategy Analytics，5G手机天线可能与信号收发器集成，需多颗PA组成发射通道，未来单机所需PA或达16颗。

移动通讯升级成为化合物射频半导体持续增长的主要动力。移动终端射频前端作为化合物集成电路的主要应用市场，其增长速度大于终端产品出货量增速，主要受益于3G/4G单机PA复杂度的上升和成本的增加。根据终端出货情况和对应射频前端成本，我们测算2014年全球手持终端市场PA芯片（部分含Switch）总产值约40.38亿美元，预计2018年，总产值将增长至86.57亿美元。

未来5G技术的发展将进一步拓展化合物PA芯片的市场空间。5G标准预计采用的高载频（6G～80GHz），高数据吞吐率和宽频多天线系统，对PA性能指标和数目也提出更高的要求。Qorvo预测，8GHz以下砷化镓仍是主流，8GHz以上氮化镓替代趋势明显。砷化镓作为一种宽禁带半导体，可承受更高工作电压，意味着其功率密度及可工作温度更高，因而具有高功率密度、能耗低、适合高频率、支持宽带宽等特点，5G时代将被广泛应用于基站等基础设施，而氮化镓有望在更广阔的移动终端市场成为主力。目前CMOS工艺射频器件尚不能满足3G/4G通讯性能的需求。可以预计在未来载波频率更高、频段更多、频宽更宽的5G时代，氮化镓化合物PA芯片仍将占据主流，将进一步强化和拓展化合物半导体产业的市场空间。同时，PA应用数量将大幅提升，Strategy Analytics称5G时代单机所需PA或达16颗。

辅助驱动 ：物联网高性能互连需求和军工

无线网关领域对高数据率远距离传输的性能需求，将加速推动WiFi领域对化合物射频功放芯片的需求。目前无线局域网网关WiFi领域采用的802.11b/g/n标准对射频性能要求不高，功率发射单元多被集成到WIFI基带芯片中，只有中高端方案采用单独PA芯片供WIFI使用。从2016年开始，在无线局域网网关和物联网WiFi领域，支持双频（2GHz&5GHz），MIMO（多进多出天线）和高发射功率性能需求的802.11ac标准的设备市占率将大幅增加。根据InfoneticsResearch预测结果，2018年802.11ac标准WiFi市场占比将超过80%。预计在手机WiFi模块应用上也将出现同样的趋势。支持802.11ac协议的旗舰手机目前已逐步增加，业界标杆企业苹果在iphone6/6plus中已配置支持该协议的WiFi模组。物联网对数据传输速率和多频运行环境支持将进一步拉动性能优势明显的GaAsPA增量快速发展。

军工领域对于高端通讯产品的需求也将促进化合物半导体射频芯片市场更快增长。未来雷达和电子战系统需要大功率的无线信号发射系统，器件的可靠性要求也更为严苛，其功放芯片通常采用GaN或GaAs制造。根据Strategy Analytics的预测，2018年军用GaAs器件市场规模将达到5亿美元，年复合增长率达13%，其中最大的应用领域为雷达，约占60%。军用领域的增长驱动以及军用产品国产化的迫切需求将给化合物半导体带来更大的市场空间。

化合物射频集成电路：百亿美金市场空间

砷化镓占据射频PA市场绝对市场份额，2020年可达百亿美元规模。2014年，全球PA市场规模为73.9亿美元，由于砷化镓PA由于相对Si基CMOS PA性能优势明显，砷化镓 PA产值占据绝对市场份额，合计71.49亿美元，市场占比高达94%。同时，受益于移动终端升级、物联网产业的持续发展，PA市场总量预计2020年将增至114.16亿美元，2014至2020年复合增长率为7.51%。

氮化镓射频器件市场预计2020年可达6.2亿美元。Yole Development数据显示，2010年全球氮化镓射频器件市场总体规模仅为6300万美元，2015年2.98亿美元，2020年预计约6.2亿美元。2015年至2022年复合增长率为13%。总体市场规模相对于砷化镓射频芯片小很多，但考虑到氮化镓PA器件在军事安全领域和高性能民用基站、高频功率转换器件等领域的诸多应用，其战略位置和发展前景不言而喻。

寡头格局，代工崛起 IDM主导寡头竞争格局

全球化合物射频芯片设计业呈现IDM三寡头格局。由于GaAs/GaN化合物集成电路工艺的独特性及射频电路设计高技术壁垒，化合物半导体市场总体呈现寡头竞争格局，且以IDM公司为主。2014年PA市场传统砷化镓IDM厂商Skyworks、Qorvo、Avago三寡头市场份额分别为37%、25%、24%。设计第四大厂Murata于 2012年3月收购Renesas旗下相关事业部，进军砷化镓PA市场，完成对射频行业全备产品线布局，2014年占据市场份额9%。以RDA为代表的国内Fabless设计厂商因目前主要产品集中于单颗售价低于0.3美元的2G PA领域，2014年合计市场份额小于5%。

优秀设计公司涌现，产业持续整合

产业链呈现多模式整合态势。一方面，随着行业发展和技术演进，传统的砷化镓/氮化镓化合物射频IDM厂商为保持自身技术优势，选择强强联手或持续整合新兴的Fabless设计公司；另一方面，高通、联发科等基带芯片平台为增强平台自身的竞争力，选择参股或并购相应的射频化合物集成电路设计厂商。近年来PA行业并购不断：国际方面，RFMD收购TriQuint，PA龙头强强联手；Skyworks收购AXIOM和SiGe、RFMD收购Amalfi、Avago收购Javelin，传统GaAs PA大厂推进GaAs、CMOS、SiGe等工艺多元化战略；联发科收购络达科技（Airoha）31.55%股权、Qualcomm并购Black Sand，基带厂商涉足PA领域提平台案竞争力。国内方面，2014年7月紫光集团完成对锐迪科收购；2015年5月北京建广资产管理（JAC Capital）收购NXP功率放大器（RF Power）事业部门，在国家意志驱动及并购基金引导下，中国赴海外私有化PA厂商大幕开启。

预期未来行业整合仍将持续。主要集中在以下领域：（1）随着独立PA设计厂商生存空间缩小，占据资金和产业优势的基带芯片公司有望并购PA厂商，以补全平台设计链；（2）占主导地位的砷化镓/氮化镓 PA Fabless或IDM厂商并购采用CMOS工艺的Fabless设计等新技术厂商，以增强自身技术覆盖范围和保持持续竞争力；（3）考虑到高性能氮化镓半导体产业应用领域敏感性，出于军事安全/技术保密/产品性能深度优化的考虑，不排除设计公司通过收购方式建立化合物芯片产线，或代工厂反向收购设计公司打造垂直产业链的并购可能；（4）大陆扶持集成电路行业意志坚决，海外并购优秀的砷化镓厂商将持续加速；（5）国内消费电子产业链上下游公司出于拓展业务目的收购优质化合物半导体设计公司，如长盈精密收购苏州宜确股权布局物联网，未来利用自身的产业链优势向客户推广其射频功放产品。

化合物晶圆代工模式加速成长

砷化镓芯片产能滞后，增长需求强烈。据统计2015年全球PA行业总产值为84.5亿美元，砷化镓代工市场总产值为6.5亿美元，占比仅7.7%。2014年二季度由于中低端智能手机的增量爆发和4G市场占比的迅速拉升，大陆手机市场砷化镓PA产能供给严重不足，市场缺口一度高达20%以上。以Skyworks为代表的国外IDM大厂PA缺货严重，甚至迫使联发科等平台芯片厂商修改平台设计方案应对。

设计公司“去晶圆化”，IDM产能外包成未来必然趋势。与硅基集成电路发展趋势类似，化合物半导体公司也将逐步由垂直一体的IDM模式向“无晶圆Fabless设计+专业晶圆代工”模式发展。一方面，新成立的设计公司一般不购置重资产的芯片生产产线，采用Fabless的纯设计公司方式有助于保持公司的灵活性；另一方面，考虑到晶圆代工产业已然成规模及受到新兴Fabless设计公司挤压，IDM公司对自有产线扩展投资更为保守，因其自有产能必须要保证充分利用产线才不至于闲置。相比之下晶圆代工厂则可以通过掌握Fabless及IDM外发订单维持产能利用率。传统的IDM大厂越来越倾向于不再采用扩大自身产能，转而采用外包给专业的晶圆代工公司进行芯片生产，进而又推动晶圆代工模式的成长。

代工市场产值2018年预计增至百亿人民币规模。随着Fabless设计公司的涌现和IDM外包业务的发展，化合物集成电路代工业务将持续稳步增长。2015年全球砷化镓代工市场总量为6.5亿美元，其中龙头台湾稳懋月产能24k片（以6英寸片计），产值3.78亿美元，占比58.2%。受益于PA芯片业务市场需求的迅猛增长和产业模式转变，预计全球化合物集成电路代工业务市场将实现增量扩张，2018年代工市场总容量将增至16.9亿美元，行业占比增至17.5%。

代工近期向稳懋、宏捷科集中，三安光电有望强势切入。目前全球专业砷化镓晶圆代工厂商以台企为主，代表企业为稳懋（Win）和宏捷科（AWSC），2015年占化合物晶圆代工市场份额分别为58.2%、21.4%。稳懋、宏捷科主要客户分别为Avago、Skyworks。原IDM大厂TriQuint也提供代工服务，但因其兼具IDM和晶圆代工业务易与客户业务发生冲突，导致其在砷化镓晶圆代工市场市占率已从2010年的29%萎缩到18%。预期，中短期GaAs晶圆代工市场份额将不断向稳懋、宏捷科集中。大陆上市公司三安光电目前强势布局砷化镓及氮化镓晶圆代工（2018年底年产能砷化镓30万片、氮化镓6万片），达产后产能将和稳懋现有产能比肩，有望抢占台厂代工市场。

国家意志驱动产业链崛起 内需拉动集成电路产业整体发展 集成电路巨额进口和国家安全战略引起国家高度重视。集成电路被喻为国家的“工业粮食”和国防现代化的“电子血液”，而中国集成电路产业基础薄弱，严重依赖进口，实际自给率仅有约10%，进几年进口金额接近甚至超过原油进口，因此，发展集成电路产业已经被提升为国家安全战略布局。

国家意志有望驱动行业战略性拐点。（1）5/10年成长周期，扶持政策明确。近年来集成电路扶持政策密集颁布，融资、税收、补贴等政策环境不断优化。尤其是2014年6月出台的《国家集成电路产业发展推进纲要》，定调“设计为龙头、制造为基础、装备和材料为支撑”，以2015、2020、2030为成长周期全力推进我国集成电路产业的发展。（2）庞大资本运作，撬动发展的主要手段。2014年10月，中国成立国家集成电路产业投资基金（简称“大基金”），“大基金”首批规模将达到1200亿元，至2016年9月已投资37个项目，28个企业，加之超过6000亿元的地方基金以及私募股权投资基金，中国有望以千亿元基金撬动万亿元资金投入集成电路行业，加速行业重组、并购。

资源向龙头集中，“马太效应”凸显。全球集成电路产业寡头垄断特征日益显著，中国成长性不足企业也将逐步退出，优质资源向龙头集中。例如“大基金”已投项目及国开行融资项目涉及PA产业链公司的包括：（1）设计环节，“大基金”100亿元投资紫光集团，国开行为紫光集团提供200亿元融资贷款。（2）晶圆代工环节：“大基金”以48.4亿元收购三安光电9.07%股权、以不超过25亿美元推进与三安集团及三安光电合作；国开行以最优惠利率提供200亿人民币融资总量，用于支持三安集团及三安光电的业务发展。（3）封装测试环节：“大基金”3亿美元助力长电科技收购星科金朋。

内国产化趋势明朗：“芯片禁运”与需求缺口

化合物射频芯片大陆需求端市场全备，供给端受“芯片禁运”遏喉，本土化迫在眉睫。（1）需求端：终端应用市场全备，规模条件逐步成熟。随着全球移动终端产品产能向中国转移，中国已经成为全球PA终端产品制造基地，2015年中国汽车、平板电脑、PC、智能手机出货量占全球比重分别达28%、14%、30%、41%，终端应用市场全备，化合物PA芯片市场空间巨大。（2）供给端：中国尚无产值规模占比居前、技术领先的砷化镓/氮化镓集成电路设计、晶圆代工厂商，PA尤其是中高端3G/4G手机射频PA芯片严重依赖进口。美国对华“芯片禁运”政策，尤其是高性能、军用PA禁运政策非常严格，也将极大刺激氮化镓芯片产业本土化发展。

设计端基础扎实，技术突破在即

大陆优秀设计公司不断涌现，2G PA市场领域已占“半壁江山”。和其他集成电路细分行业发展轨迹类似，我国化合物集成电路设计公司较国外IDM大厂比起步较晚、规模相对较小，目前集中于低端消费类电子PA领域，普遍采用Fabless的纯设计公司模式，由台湾代工厂稳懋等专业代工厂商提供芯片制造服务。区别于基带数字电路芯片动辄上千人的“集团军”作战模式，化合物集成电路多为射频模拟电路，Fabless设计公司核心工程师团队往往只需数十人甚至数人。受益于国外人才回流和信息壁垒削弱，大陆化合物集成电路设计公司总体发展势头迅猛，涌现出如锐迪科/汉天下/唯捷创芯等一系列在业界占据一席之地的优秀射频功率放大器设计公司。2G 通讯终端领域，大陆PA厂商出货量已远超国外IDM大厂，合计份额超过75%，占据市场主流地位。2014年，锐迪科微电子 2G PA 2014年出货量1.41亿颗，3G PA出货量300万颗，PA事业部实现营收4300万美元；中科汉天下微电子2G PA出货量2.52亿颗，3G PA出货量4600万颗，实现营收9000万美元。唯捷创芯在3G PA领域起步较早，2013/2014/2015年分别实现营收3.40亿元、4.69亿元和4.1亿元。

技术突破在即，3G/4G市场国产化替代加速。目前4G PA市场仍被Skyworks、Qorvo、Avago和Murata等几家供应商垄断，其他各家研发进度也在提速，国产化趋势确定。预计2018年4G PA市场大陆PA市占率将大幅增加，占比达20%～40%。

晶圆代工强势导入，全产业链雏形初现

设计推动代工，大陆化合物晶圆代工龙头“呼之欲出”，PA类IDM产业链初现。目前我国化合物半导体领域，尤其是PA Fabless设计领域已经涌现出锐迪科（RDA）、唯捷创芯（Vanchip）、汉天下（Huntersun）、国民飞骧（2015年收购国民技术射频PA业业务）、苏州宜确（2015年被长盈精密收购20%股权）等厂商，及CETC13所、CETC55所等军用科研院所。国内化合物集成电路设计目前已占领2G/3G/WiFi等消费品电子市场中的低端应用。其中汉天下和唯捷创芯已分别在国内2G/3G PA市场占据较大市场份额，各家4G砷化镓射频模组芯片研发快速推进，2015年内均有望实现规模量产，国产化替代趋势明朗且持续加速。封测领域已经储备长电科技、晶方科技、华天科技等优质企业。未来代工环节有望由三安光电填补空白。2015年三安光电拟募投建设年产能30万片砷化镓和6万片氮化镓（6寸）生产线，2018年底达产产能有望超越台湾稳懋现有规模（2015年月产能24k片），成为国内第一家规模量产GaAs/GaN化合物晶圆代工企业。在国家意志驱动下，未来大陆有望打造“设计+晶圆代工+封装测试PA类IDM全产业链。

投资策略：设计关注并购，制造追踪“龙头”

上游设计领域：重点关注化合物射频PA公司被并购机会。PA设计公司独立生存的空间逐步缩小。出于提升性能、降低成本、提升平台竞争力等因素考虑，占据资金和产业优势的基带芯片公司，具备收购射频设计公司补全平台设计链的强烈意愿。重点推荐国内上市公司信维通信，关注长盈精密。下游代工领域：看好积极布局化合物半导体代工领域LED龙头企业三安光电。公司LED芯片龙头地位稳固，并强势进军化合物半导体代工领域，将受益于LED照明市场稳定发展和化合物半导体代工市场爆发性增长。重点关注国内上市公司三安光电。

上游设计公司：关注PA设计公司被并购机会

基带芯片设计公司并购PA Fabless设计公司趋势明显。化合物集成电路下游最大的消费类应用领域是射频功率放大器，在通讯领域必须与基带主芯片搭配使用，在地位上依附于主芯片。即便是国外的PA IDM大厂，在产业链中和平台芯片设计厂商相比也处于从属地位。目前全球集成电路产业明显呈现“持续融合，强者恒强”的高度集中化发展趋势。一方面，PA芯片是通讯领域仅次于基带芯片的重要组成器件，设计和优化上与基带芯片存在天然互补联系，销售业绩和产值预期与基带芯片也存在强烈依附关系，是基带芯片公司的必要有益补充；另一方面，硅基芯片与化合物半导体设计方法和工艺流程上都存在巨大差异，基带芯片设计公司通过自身组建研发团队从而具备PA设计能力并非易事。据此我们研判，在消费电子领域，本土PA设计公司独立生存的空间将逐步缩小。出于提升性能、降低成本、提升平台竞争力等因素考虑，占据资金和产业优势的基带芯片公司，具备收购相关本土PA设计公司，补全平台设计链的强烈意愿。基带芯片巨头高通收购Black Sand巩固PA产品、台湾联发科入资Airoha、大陆展讯与锐迪科合并形成紫光展锐，且与中科汉天下紧密合作，都是这一趋势的有力佐证。

重点推荐上市公司：信维通信，关注长盈精密。

重点关注非上市公司： 锐迪科，中科汉天下，唯捷创芯，苏州宜确，国民飞骧。

锐迪科：与展讯合并，紫光展锐“基带+射频”产业一体化协同效应明显。2013年7月至2015年6月展讯及锐迪科分别以18.7亿美元和9.07亿美元完成私有化，2015年整合初步完成紫光展锐本土IC设计巨头现身。展讯2015年已成为全球第三大基带芯片商，LTE芯片出货过千万颗，产品占三星出货量30%以上。锐迪科在合并前已为国内十大IC设计商之一，为国内领先射频及混合信号芯片供应商，2015年开发的RDA 3G/4G PA在WCDMA模式可达达到50%以上的效率（同期业界平均为40%），LTE模式下工作可达到40%效率同期（业界平均水平为35%）。2016年紫光展锐手机芯片预计出货量将达6.5亿套，稳居全球前三。

唯捷创芯：目前国内唯一大规模量产2G、3G、4G所有标准射频前端产品的公司。2015年成功登陆新三板，2016年又14亿估值完成7000万元融资。2013/2014/2015年营业收入分别为3.40/4.67/4.06亿元，2015年1-4月2G/3G/4G芯片营收占比为38.94%/56.70%/3.16%。2015年6月推出射频前端产品包含2套组合，分别支持3模和5模的4G移动通信终端应用，符合MTK的4G通信平台定义的phase2射频前端标准。目前公司产品已成功应用到联想、华为、HTC等国内一线品牌。2016年与RFMD诉讼案达成和解，为公司未来发展又扫除一大隐患。

中科汉天下：2GCMOS PA全球市占率超50%，稳居全球第一。公司为国内领先无线射频芯片、智能手机功放芯片、双工器、滤波器芯片制造商，2016年公司RF-PA月出货量超过7000万颗，其中2G PA 超4000万/月，3GPA 超1100万套/月，4GPA已导入数家知名IDH方案商和品牌客户的BOM列表，并完成了首批产品的规模量产测试。2016年射频前端芯片通过了三星认证，将大规模量产4G三模八频和五模十七频射频前端套片。

下游制造企业：关注大陆化合物代工潜在龙头

重点公司推荐：看好积极布局化合物半导体代工领域的A股上市公司三安光电。公司主要从事Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料的研究与应用，着重以碳化硅、砷化镓、氮化镓、蓝宝石等半导体新材料所涉及的核心主业做大做强，近两年一系列动作布局谋求化合物集成电路代工寡头。

从国家战略，产业发展，及军品民用化等角度考量，培养本土的化合物PA代工龙头企业势在必行，三安光电已积累丰富的化合物半导体制备关键技术，切入化合物芯片代工领域恰逢其时。

信维通信：深度受益5G爆发，由天线至射频前端，打开千亿市值空间

射频主业受益大客户份额持续提升。信维通信主营射频元器件，是全球领先天线厂商，提供产品包括射频隔离器、射频连接器、手机天线、WIFI天线、NFC天线、无线充电等，为国际A客户、三星电子、华为等知名厂商大量供货。随着在射频主业中竞争对手安费诺、Molex等的逐步下滑，公司在大客户的份额稳步提升，并由手机向单机价值量更大的pad，笔记本电脑领域快速扩张，预期今明年相关领域的拓展仍能够为射频主业带来40%以上的增长。此外，公司在国产安卓阵营的份额仍然较低，这部分也将贡献未来一两年公司成长的主要动力。

切入声学，打开中期成长空间。受益声学射频一体化趋势，公司切入声学领域，提供声学+射频的box一体化解决方案。声学领域单机价值量远大于天线，是更为广阔的成长领域。公司声学产品目前已为索尼出货，2017年将大概率在安卓阵营全面导入，迎来声学业务的全面爆发，包括华为和步步高系都是公司的潜在客户，我们认为公司2017年在声学领域的营收有望突破10亿元。

前瞻布局，迎接无线充电盛宴。公司当前是三星无线充电的主力供应商，并和国内科研院所合作，布局无线充电前端材料，打造无线充电核心竞争力。根据台湾媒体报道，2017年大客户有望在三款手机全部导入无线充电，从而使无线充电迎来爆发元年。当前，公司已经全面布局包括大客户和三星在内的不同无线充电解决方案，并致力于提供发射端平台，我们认为公司的无线充电业务将在2017年大幅放量，2018年全面爆发。

全面布局上游材料，发力5G射频前端，打造中国村田。5G技术，天线与射频是关键，射频前端模组价格预期可至50美元，市场空间超200亿美元。5G对手机天线集成度要求不断提高的同时，手机向下兼容的需求拉动单机射频器件使用量，同时射频器件向高频发展。4G时代，PA、SAW等射频核心元件市场被掌握射频材料的美日大厂所掌控。公司顺应5G要求，发展天线阵列与射频模组，进军射频新材料战略卡位，控股国内为数不多掌握射频电子材料、磁性材料、LTCC工艺的先进企业上海光线新材料。对标村田，由射频材料逐步向射频核心元件与模组进发，未来成长可期。

风险因素。射频元件技术风险；无线充电市场风险。

盈利预测、估值及投资评级。公司是全球领先天线厂商，原有业务经营良好，对国际大客户渗透不断加强，成长空间广阔。5G时代提前布局，依托大客户发展，射频前端新产品增长可期。根据近期产业调研及上下游验证，我们维持公司2016/17/18年EPS预测0.57/0.97/1.52元，按照2017年PE=37倍，对应的目标价35.89元，维持“买入”评级。

长盈精密：布局射频前端具备潜力，金属外观持续高增长

布局移动通讯终端零组件，2015年入股苏州宜确。公司2015年以4500万元入股苏州宜确，持股20%。苏州宜确成立于2015年，为射频前端集成电路设计商，业务覆盖2G/3G/4G/MMMB射频功率放大器及射频前端芯片等。2016年成功获审高频段5G基站用功率放大器国家科技重大专项课题，业务延伸布局未来5G通讯。长盈精密籍此拓展无线互联网络射频接入相关业务，奠基无线接入端提供整体方案芯片开发。

受益下游市场，金属CNC外观持续高增长。公司当前60%以上的营收和利润来自CNC，受益于公司主要客户VIVO及OPPO市场份额增长，CNC类产品持续高增长。2016 Q2 VIVO/OPPO国内市场份额由去年同期7.4%/6.9%增至11.9%/13.9%，出货1300/1520万部。若2017年玻璃外观成为趋势，中框大概率由铝变为不锈钢，加工时长将翻倍，刺激营收增长。长盈精密2016 H1金属外观营收18.4亿，同比增长约60%，未来可望继续保持高速增长。

增资入股广东方振，切入A客户产业链。公司2016年向A客户防水液态硅胶供应商广东方振增资4500万元，获得15%股权。A客户新品引智能手机防水热潮，假设未来每年20亿部移动通讯终端采用防水材料，仅消费电子类产品上防水材料市场可超百亿元规模。2016H1广东方振实现利润728万元，近2015 年全年2 倍，2016-2018 年预计营收3000/4000/6000 万元。长盈科技切入防水材料业务，外加其防水端子2016年达产在即，全面布局精密防水产业有望。连接器业务多点开花。公司积极布局连接器业务，产能与技术均具优势。2015年公司精密连接器年产能达12亿件，超精密连接器达5亿件。2016 H1公司大电流BTB连接器及卡类快速充电连接器技术广受好评，出货增长明显；自主开发高自动化程度RF线缆组装线，效率较业界水平提高一倍以上；成功开发出Type-C端子，销量已过200万。2016 H1公司连接器营收3.8亿元，预计为公司业绩未来稳定增长点。

风险因素。5G射频前端开发受阻；下游手机市场风险。

盈利预测、估值及投资评级。公司主营业务增长强劲，2016H1金属CNC外观业务同比增长达60%；连接器业务进展顺利，新品多点开花，Type-C端子可望放量；入股苏州宜确布局移动射频前端，未来5G业务为潜在增长点。我们给予公司16/17/18三年EPS为0.64、1.03、1.32元的盈利预测，看好公司主营业务高增长，工业4.0下新业务潜力，按照2017年PE=24倍，给予24.72元目标价，首次覆盖，给予“增持”评级。

三安光电：打造国内化合物半导体代工龙头

LED芯片龙头地位稳固，全球市场提供广阔空间。LED照明产业平稳增长将成为拉动LED芯片产业的强劲动力。2017年国内照明市场LED渗透率有望增至80%。三安光电外延片生产核心设备MOVCD预计2018年底可达 380台，LED业务毛利率也显著高于国内同业，规模效应和成本优势明显，领先地位巩固。2015年全球LED照明市场规模高达299亿美元，市场渗透率27.2%，仍有较大提升空间。将充分受益于LED产业向中国大陆转移趋势，海外市场前景广阔。

IC国产化趋势明朗，大基金支持赶超全球代工龙头。三安光电将融资投产GaAs/GaN器件，深度布局化合物半导体代工市场。产业总体趋势性向亚洲转移，大陆产业链雏形初现，代工环节极有希望由三安填补空白。半导体项目获国家层面支持，大基金48亿元投资成为公司第二大股东，25亿美元规模产业基金、国开行200亿信贷额度将助力公司外延爆发式增长。项目达产后产能比肩业界巨头，有望占据全球27.3%的代工份额。

风险因素：半导体产线达产不及预期及与代工台企短期竞争加剧的风险；LED下游市场增速低于预期的风险。

盈利预测、估值及投资评级：达产稳定后可实现化合物半导体6寸片年产能36万片，规模大于目前代工龙头台湾稳懋。公司LED芯片龙头地位稳固，并强势进军化合物半导体代工领域，将受益于LED照明市场稳定发展和化合物半导体代工市场爆发性增长。我们预计公司2016-2018年全面摊薄EPS分别为0.52/0.63/0.71元（2015年考虑除权后为0.42元）。参考可比公司估值水平，兼顾并购预期、大基金注资，我们给予公司2017年23倍PE估值，对应目标价14.49元，上调至“买入”评级。

大港股份：稳增拓新，深化PA等新兴领域布局 并购切入PA模块，深化IC产业战略布局。公司全资并购了国内领先的独立集成电路测试服务商艾科半导体，并于2016年对其增资6.9亿元。艾科半导体作为国内领先的专业化独立第三方集成电路测试企业，具有通用射频测试设备研发与产业化能力，目前艾科半导体的Matrix测试系统已量产测试 GSM、EDGE、TD、UMTS（WCDMA）等主流移动设备射频前端器件，涵盖单频功放及多频多模发射模块等产品，并研发出基于通用自动测试设备（ATE）的射频测试方案。与此同时，公司与镇高新等7家公司签订《框架协议》，设立并购基金 50亿元，为发展公司集成电路等新兴产业培育优质标的。2016年该业务开始起量，上半年营收达3900万，增速良好。

激光产品研发稳步推进，进军航空航天军工业务。激光技术是未来制造技术的发展方向之一，激光测距机是中科大港的主要目标产品，我国激光测距机市场正处于腾飞期，2008 年我国产量为 1,885 台，2013 年则达到 181,180 台，市场空间广阔。公司与中科院半导体研究所等机构共同设立中科大港激光科技有限公司，从事高功率全固态激光器及其应用研究，已成功掌握30km激光测距技术。一方面，公司已签订三级保密协定，为进军军工市场做铺垫。另一方面，2015年与圌山旅文合资成立大路航空，拟通过收购投资等方式打造航天航空产业整合平台，有望成为来来新的营收增长点。

全方位业务拓展，借力九鼎投资提升资本运营能力。九鼎投资和公司深度合作后，有助于推进公司资本运营能力的改善，为公司今后的资本运作提供有效支撑。此次与九鼎合作，一方面表明公司在外延方面进入实质性筹划阶段。另一方面向市场表明外延整合的方向在朝环保、科技等新兴产业领域拓展。

房产积极转型与固废业务起量，营收增长高速可期。公司固废处理业务盈利能力强，子公司镇江固废2015年公司实现 2386.56万元营业收入，规母净利润1222.9万元，预计2016年公司固废处理产能将充分释放，有望大幅提升公司固废处理业务业绩。此外，公司楚桥雅苑安臵房项目交付及商品房项目的预销售，标志着公司的地产业务已向商品房及商业地产开发建设转型，着手打造公司房地产自主品牌“2077”，预计房地产业务毛利率将持续提升。

风险因素。房地产行业景气程度；激光技术研发失败；IC市场不及预期。

盈利预测、估值及投资评级。公司积极转型泛半导体领域，布局包括射频测试和半导体激光器等多个领域，传统房地产业务为公司转型发展提供持续的资金支持。考虑到射频测试业务的稀缺性和艾科半导体的发展前景，我们给予公司16/17/18三年EPS 0.22/0.37/0.61元的盈利预测，按照17年PE=60倍，给予22.2元目标价，首次覆盖给予“增持”评级。

第二篇：半导体行业公司简介(求职必备)

供找工作的学弟学妹参考,半导体相关公司简介 电类学科的兄弟姐妹可以买本半导体制造的杂志.里面任何一个登了广告的公司都是你投送简历的对象.挑几家设备厂商简要介绍一下:

ASML:荷兰公司,从飞利浦分出来,半导体光刻设备中全球市场占有率排行第一.一般招研究生和有工作经验(一般是Fab厂Photo的设备工程师出身)的本科.薪水的话新人底薪5到6 K,主要大头是加班费.算下来新人一年十几K总有的.(其实ASML之所以牛,和它使用的蔡斯的Lens分不开)

去年在四系招了一个研究生.条件是能吃苦,熟悉Unix(特别是能吃苦,曾经见过有厂商在Fab里修机24小时,没喝一口水,没抽一根烟.没上一次厕所)

Nikon:倭国公司,知道它的相机吧,半导体光刻设备中全球市场占有率排行第二.(第三为Canon,烂机台,不提也罢)

传说中华虹NEC使用它的机台.(当然还有其他型号的机台)KT:Kla-Tencor 的简称,美国公司,做量测的,包括晶圆和光罩.招本科生,薪水大头也是加班费.曾经有KT的工程师乱报加班费好几万,最后被Fire掉.结果只能去小厂商那里混,从此再也进不了大的厂商.所以这个例子也教育我们:第一要诚实,第二半导体这个圈子不大,名声很重要

Accent:英国公司,不过刚被Nano并购.做晶圆前后层校对的.Cymer :美国公司,做激光供应的.很少招人,如果哪位应届生进了Cymer,那...就知道什么是高强度工作了.如果你还不知道什么是高强度的话,那就举个例子:Cymer早先时候,整个中国区才三个人,其中一个还是经理.说到这总明白了吧.和KT一样,基本上每年春节不要奢望回家过年,春节准备在加州过吧(培训)TEL: 看到这不要认为是电话,其实是东京电子,在Photo区的机台是它的Track,就是上光阻和显影的.有个奇妙的定则就是:Track的机台保养做多了,以后会生男孩.Leica:莱卡,也是量测机台,德国公司,大家都熟悉.AMC :应用材料,貌似在东大开过宣讲会.不过传闻在中国的重心会西迁西安,所以两电和西交的可能进AMC的机会更大些.接下来是Fab厂的介绍(国内):

SMIC: 中芯国际,出身复杂,老总是张汝京(名字里的京是因为他在南京出生).有师兄告诉我,他老爹是东大(还是说中大吧)毕业

新人税前金前一月4.2k 不算加班费(不过每月报满是36小时)华虹和其儿子孙子:老子是信息产业部,当然很舒服.薪水比SMIC高一些,不过作为国企,那种氛围大家都清楚.比SMIC轻松.海力士意法:不要看到后两字就以为是欧企,其实是高丽土鳖的.厂在无锡早年萧条时差点被美光收购,如今咸鱼翻身,牛比大了.新人一月3千5左右,不过,本土的设备工程师没多少尊严,工作量不大,但也没资格参加生产会议

先进: 飞利浦撤资后,由政府接管,由于已经过了设备折旧,所以很滋润.有经验的一月8k,不过机台很烂.宏力:太上皇的公子和台塑老板的公子合办的公司

早先生意不好,不过后来请了风水先生实地考察.把厂门改了一下.传闻如今生意蒸蒸日上.Intel(未建):大家都知道的公司,会在大连投生产线,还是以ASML的机台在上海是封装厂.上述这些都是管中窥豹,半导体行业博大精深.有用就供学弟学妹参考,没用就当这些都是废话.若有出错,恳请勘误.

第三篇：半导体行业的一点求职期间的感悟

半导体行业的一点求职期间的感悟

时间：2008-12-24 05:00:27 来源：esojob面经e网 作者：

前几日抽空整理了一下求职期间的一些记录，写了一段文字后来觉得既然写出来了，就不妨放在bbs上面，大家有兴趣的也可以看看纯粹是个人的一点没有什么太多条理的想法而已

简单的做一下自我介绍：ME小硕，半导体工艺方向，签了一家半导体公司。07年12月8日获得口头offer以后结束了当时正在面试的另外一家公司就再也没有投或者去面别的公司。现在回过头来想，要是一开始就打算去这家公司，那么花点时间准备一下专业课的资料，按照自己的能力，再加上导师的推荐，拿到offer还是没有问题的，何必又像我这一路求职下来那么辛苦图增很多烦恼呢。不过这个世界上很多事情没有亲身经历过总归是不太甘心的吧。

个人经历时这样的有过三个月的某小市场咨询公司的实习经历，期间主要内容是：cold call。最大收获：了解到这种类型的咨询公司也就这样，还有,我讨厌打cold call！又有过在某小电话销售公司的实习经历，向各种各样的女人推销各种时尚杂志 =，-。这两段经历使我有段时间一听到电话铃声就想吐，但是对于我的求职的帮助是使我不太害怕电话面试了。

此外的实习经历为0，在学生社团做过一点点事情。在实验室做了一些实验，在一些学术会议上做过报告。论文是在这个学期才收到接收函的，所以求职的时候没有派上用场。

本科时期的考研有点盲目，不过庆幸的是研究生阶段有了很好的实验室和导师。找工作的觉悟从本科毕业就觉醒了，当时就很清楚的知道：自己研究生毕业的时候要找工作，而不是继续读博士。而且研究生阶段的延完成的任务是两个：1.顺利毕业 2.找一份工作。所有的一切，如果与这两个任务冲突，都要让路。与完成这两个任务没有直接关系的，我并不care。

顺利毕业的目标觉得只要不和老板吵架一般不会有问题，而找工作的任务就涉及到一个最重要的问题：我要找什么样的工作？事实上，这个问题一直困扰我到现在。

对于我们专业的研究生，工作无非就是3个方向（个人看法，不一定准确）

1.与专业不相关的工作，比如4大，咨询，以及各种各样的500强之类。我至少在早期还是做着各种各样的500强迷梦，在宣讲会上听到那些如雷贯耳的公司名字和光鲜耀人的职位头衔都会激动不已。

2.专业相关，集成电路设计类公司。

设计公司很多，而且相对的这个行业很缺人，给的薪水很好，比如有TI、NI INTEL、AMD、Freescale、NXP、Broadcom、MTK，以上是一些国际大厂，小点的公司也很多，比如凹凸科技、复旦微电子、芯源、华虹设计等等，待遇也很不错。还有一些EDA的相关的公司，比如新思科技、cadence。还有一些测试设备厂家等。

3.专业相关，半导体工艺类公司也就数得出来的几家，SMIC、TSMC、ASMC、HHNEC、beiling等等。还有一些设备厂商，比如AM、Novellus、ASML。列出来的公司应该都是在学校里面贴过招聘启事或者开过宣讲会的。

最开始的思维是很混乱的，当然现在也没清楚多少。一开始是想去1，知道这些公司比较看重实习经历，所以才会有我的两个cold call 的实习。有段时间拼命想要获得500强的实习经历，给认识的师兄师姐或者其他任何可能有帮助的人电话求助。不过最终也没有获得这样的实习机会。

然后觉得2也不错，原因是钱多，于是去选张江的课，屁颠屁颠的挤校车。学了高级模拟集成电路的课，无奈每次上课由于时间的关系的都是坐在最后面听得云里雾里，也没有花太多的精力去学（当然也和自己定位混乱有关系）。而且比较重要的是：用人单位比较重视相关项目经验，最好你一上来就和他们谈谈你设计过的多少多少门的电路plaplapla，但是我没有。当然工艺的孩子，或者其他的专业的同学要想获得相关项目经验也是有可能的，比如瞒着自己老板跑到自己感兴趣的实验室主动打下手，不过这样太过于辛苦和忍辱负重了。

对于3，我想如果想去的话还是没有问题的，专业对口，只要专业课好好学就行。何况还有分布在各家公司的师兄师姐呢。一般进去是做PIE工艺整合，比较辛苦，有时候需要上夜班（工厂么，机器24小时开着总要有人上夜班的），待遇相对较差（今年硕士进去大概普遍在7w多点税前）。说实话我心里不太乐意去3，求职过程中申请了一家，给了offer，但是后来还是拒掉了。

基本情况就是这样。

当我洋洋洒洒的把简历写好给别人看的时候，得到的反馈就是：“你想找什么样的工作？”我应该按照不同公司的要求写2-3分不同的简历，总不至于Management Trainee的职位申请书上写我的实验内容，而在集成电路设计公司的申请书上为了填补空白而写写怎么给不同的人打电话=，-但是当我试图按照不同的重点写不同的简历时，却发现每一份简历都是很亲飘飘没有一点分量和竞争力都没有。虽然我从研一开始就在努力，但是从来没有在一个方向上面持续努力，导致申请1和2类型公司无论哪一类都没有拿的出手的东西。我坚信如果从毕业前三年就把求职目标明确下来的话，那么资质再愚笨的人经过努力之后也会成为牛人。泡3年实验室3年项目经验或者3年实习经验绝对培养出一位大牛。

第四篇：半导体照明相关研究参考论文

半导体照明这一新兴领域的出现，使同时专长于电力电子学、光学和热管理学（机械工程）这三个领域的工程师成为抢手人才。

目前，在三个领域都富有经验的工程师并不很多，而这通常意味着系统工程师或者整体产品工程师的背景要和这三大领域相关，同时他们还需尽可能与其他领域的工程师协作。系统工程师常常会把自己在原有领域养成的习惯或积累的经验带入设计工作中，这和一个主要研究数字系统的电子工程师转去解决电源管理问题时所遇到的情况相似：他们可能依靠单纯的仿真，不在试验台上对电源做测试就直接在电路板上布线，因为他们没有认识到：开关稳压器需要仔细检查电路板布局；另外，如果没有经过试验台测试，实际的工作情况很难与仿真一致。在设计LED灯具的过程中，当系统架构工程师是位电子电力专家，或者电源设计被承包给一家工程公司时，一些标准电源设计中常见的习惯就会出现在LED驱动器设计中。

一些习惯是很有用的，因为LED驱动器在很多方面与传统的恒压源非常相似。这两类电路都工作在较宽的输入电压范围和较大的输出功率下，另外，这两类电路都面对连接到交流电源、直流稳压电源轨还是电池上等不同连接方式所带来的挑战。电力电子工程师习惯于总想确保输出电压或电流的高精确度，但这对LED驱动器设计而言并不是很好的习惯。诸如FPGA和DSP之类的数字负载需要更低的核心电压，而这又要求更严格的控制，以防止出现较高的误码率。因此，数字电源轨的公差通常会控制在±1%以内或比它们的标称值小，也可用其绝对数值表示，如0.99V至1.01V。在将传统电源的设计习惯引入LED驱动器设计领域时，通常带来的问题是：为了实现对输出电流公差的严格控制，将浪费更多的电力并使用更昂贵的器件，或者二者兼而有之。成本压力 理想的电源是成本不高，效率能达到100%，并且不占用空间。电力电子工程师习惯了从客户那里听取意见，他们也会尽最大力量去满足那些要求，力图在最小的空间和预算范围内进行系统设计。在进行LED驱动器设计时也不例外，事实上它面对更大的预算压力，因为传统的照明技术已经完全实现了商品化，其价格已经非常低廉。所以，花好预算下的每一分钱都非常重要，这也是一些电力电子设计师工程师被***惯“引入歧途”的地方。要将LED电流的精确度控制到与数字负载的供电电压的精度相同，则会既浪费电，又浪费成本。100mA到1A是当前大多数产品的电流范围，特别是目前350mA（或者更确切地说，光电半导体结的电流密度为350mA/mm2）是热管理和照明效率间常采纳的折衷方案。控制LED驱动器的集成电路是硅基的，所以在1.25V的范围内有一个典型的带隙。要在1.25V处达到1%的容差，亦即需要±12.5mV的电压范围。这并不难实现，能达到这种容差或更好容差范围的低价电压参考电路或电源控制IC种类繁多，价格低廉。当控制输出电压时，可在极低功率下使用高精度电阻来反馈输出电压（如图1a所示）。为控制输出电流，需要对反馈方式做出一些调整，如图1b所示。这是目前控制输出电流的唯一且最简单的手段。图1a：电压反馈；图1b：电流反馈深入研究之后，就会发现这种做法的一个主要缺点是：负载和反馈电路二者是完全相同的。参考电压被加在与LED串联的一个电阻上，这意味着参考电压或LED电流越高，电阻消耗的功率越大。

第五篇：稀磁半导体的研究

稀磁半导体的研究

摘要：稀磁半导体因兼具有磁性材料的信息存储功能和半导体材料的信息处理功能，使其成为微电子学研究的热点。本文将就稀磁半导体的性质和应用，以及研究现状和发展趋势等做一简单介绍。

关键词：稀磁半导体 自旋电子学 半导体物理学

1.引言

信息的海量存储和高速互联，把人们带入了信息时代。目前支撑信息技术存在和发展的两大决定性因素分别是信息的存储和信息的处理。信息的存储是利用了磁性材料中电子的自旋属性，而信息的处理则依靠半导体芯片中电子的电荷属性得以实现。而随着近年来制作工艺水平的迅速提高，这种电荷和自旋彼此孤立的微电子学器件也即将达到物理极限[1]。因此一直以来，研究人员有个自然的想法：能否构造将磁、电集于一体的半导体器件。同时利用自旋和电荷自由度最为成功的的电子器件是由多层铁磁金属膜制备的磁盘读写头,而几乎所有的半导体

[2]器件都是利用载流子的电荷来完成其功能的。这是因为通常半导体材料如硅、砷化镓等都是非磁性材料。长期以来，人们试图将少量的磁性原子掺入非磁性半导体材料中,期待得到磁性半导体材料,制备出集磁、光、电于一体的,低功耗的新型半导体电子器件。

2.稀磁半导体简介

稀磁半导体（DMS）又称半磁半导体，是指在非磁性半导体材料基体中通过掺入少量磁性过渡族金属元素或稀土金属元素使其获得铁磁性能的一类新型功能材料[3]。因稀磁半导体既利用了电子的自旋属性和电荷属性，所以稀磁半导体制作的器件既具有磁性材料器件的信息存储功能，又具有半导体器件的信息处理功能。常用的制备方法有离子注入法（Ion implantation）、分子束外延法（MBE）、金属有机物化学气相沉积法（MOCVD）等多种工艺[4]。

3.稀磁半导体的性质

稀磁半导体呈现出强烈的自旋相关的光学性质和输运性质，如巨塞曼效应、巨法拉第旋转、自旋共振隧穿和自旋霍尔效应等．这些效应为人们研究制备半导体自旋电子学器件提供了物理基础[5]。

3.1.巨塞曼效应和巨法拉第旋转

巨塞曼效应是指由载流子和磁性离子之间的sp-d交换相互作用引起的电子和空穴的巨大的自旋劈裂效应[6]。采用圆偏振抽运光照射半导体材料，当一束线偏振的探测光透过材料后其偏振面会发生偏转，透射光偏振面的偏转角称为法拉第角(反射光称为克尔角)．当材料是稀磁半导体时，偏转角要比非磁性半导体材料大1～2数量级．该现象被称为巨法拉第旋转．可以从法拉第角随时间变化的规律来研究载流子和磁离子自旋的弛豫和输运，以及如何用外电场、外磁场和光场来操纵自旋。

3.2.自旋共振隧穿和自旋霍尔效应 近年来稀磁半导体材料在磁场下的输运性质有大量的研究，主要研究的是稀磁半导体结的隧穿和霍尔效应。隧穿输运方面主要是研究通过磁性半导体结的自旋注入．自旋注入是实现半导体材料自旋电子器件的首要问题。室温下半导体材料中的自旋注入，目前实验上有两种实现途径：一类是通过铁磁金属和半导体界面注入；另一类是通过稀磁半导体结隧穿注入．在输运性质方面，人们还在铁磁半导体中发现了反常霍尔效应(或自旋霍尔效应)和各向异性磁电阻[7]。反常霍尔效应给我们提供了关于磁性半导体薄膜载流子自旋极化和散射机制的信息．通常稀磁半导体材料的磁化强度相当小，由于反常霍尔效应灵敏度较高，因此可间接反映磁化强度的大小，甚至确定居里温度。

4.稀磁半导体的研究进展

关于磁性半导体的研究可以追溯到上个世纪60年代，即关于浓缩磁性半导体的研究。所谓浓缩磁性半导体即在每个晶胞相应的晶格位置上都含有磁性元素原子的磁性半导体。例如Eu 或Cr 的硫族化合物:岩盐结构(NaCl—type)的EuS 和EuO 以及尖晶石结构(Spinel s)的CdCr2 S4 和CdCr2 Se4等 ,这些浓缩磁性半导体也被称为第一代磁性半导体[8]。但由于这类浓缩磁性半导体的居里温度太低，且高质量的浓缩磁性半导体薄膜及其异质结构的生长制备和加工方面存在着难以克服的困难，因此,迄今为止这些岩盐结构和尖晶石结构的磁性半导体主要用于基础研究和概念型器件的研究。

进入上个世纪80 年代,人们开始关注稀磁半导体，即少量磁性元素与II—VI族非磁性半导体形成的合金，如(Cd ,Mn)Te 和(Zn ,Mn)Se 等[9]。这些II—VI 族稀磁半导体被称为第二代磁性半导体。这类稀磁半导体虽然相对容易制备，但替代二价阳离子的二价Mn 离子是稳定的,产生的载流子不仅很少,而且也很难控制,所以这种稀磁半导体经常是绝缘体。这严重地限制了其实际应用。尽管如此,人们对II—VI族稀磁半导体的研究和探索一直没有放弃,近年来,又不断地取得了一些新的进展。

上世纪80年代末和90年代中期,利用低温分子束外延技术(L T—MBE)生长的Mn 掺杂III—V 族稀磁半导体(In ,Mn)As 和(Ga ,Mn)As 等引起了人们的高度关注,并称以(Ga ,Mn)As 为代表的III—V 族稀磁半导体为第三代磁性半导体。这些III—V 族稀磁半导体很容易与III—V 族非磁性半导体GaAs、AlAs、(Ga ,Al)As 和(In , Ga)As 等结合形成异质结构,并且与呈现巨磁阻(GMR)效应的金属多层膜类似,其异质结构中也存在着自旋相关的散射、层间相互作用耦合、隧穿磁阻等现象。目前这类稀磁半导体的居里温度还不能满足实际工作要求。因此,提高稀磁半导体的居里温度、探索新的磁性半导体材料已经成为目前半导体自旋电子学研究的一个热点[10]。

5.稀磁半导体的应用

稀磁半导体因具有一系列良好的属性，因此近年来得到了较大的关注。随着研究的一步步深入，稀磁半导体也逐渐能够应用到光电子学或微电子学的器件制备中：（1）利用稀磁半导体的巨法拉第旋转效应可制备非倒易光学器件,也可用于制备光调谐器、光开关和传感器件；（2）利用磁性和半导体性实现自旋的注入与输运,可造出新型的自旋电子器件,如自旋过滤器和自旋电子基发光二极管等;（3）通过改变磁性离子的浓度可得到所需要的带隙,从而获得相应的光谱效应。由于其响应波长可覆盖从紫外线到远红外线的宽范围波段,这种DMS 是制备光电器件、光探测器和磁光器件的理想材料；（4）稀磁半导体的磁光效应为光电子技术开辟了新的途径。利用其磁性离子和截流子自旋交换作用(sp-d 作用)所引起的巨g 因子效应,可制备一系列具有特殊性质的稀磁半导体超晶格和量子阱器件。除了以上这些具体的应用之外，利用与自旋相关的输运、磁阻效应和磁光效应等，还可制造出一些新材料和人造纳米结构,包括异质结构(HS)、量子阱(QW)和颗粒结构。总之，随着研究的深入和制备技术的进步，稀磁半导体在半导体微电子学，光电子学，固体物理学等方面的应用将非常普遍[11]。

6.结语

稀磁半导体材料具有极高的应用价值,其研究已愈来愈受到人们的重视，各国已开展了大量的实验工作,研究重点已由先前的纯理论研究慢慢转向将基础研究与应用研究相结合。随着MBE 等技术的发展,制备高质量的稀磁半导体量子阱和超晶格成为可能,使DMS材料在光电子器件上的应用将具有更广阔的前景，并将对信息和自动化工业的发展产生重要的推动作用[12]。

参考文献

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