華為：首家晶圓廠明年投產，系光通信芯片，自主可控挑戰在材料

近日，DigiTimes報道，華為首家晶圓廠選址湖北武漢，計劃將在2022年開始分階段投產。知情人士表示，該廠早在2017、2018年左右就籌備建造，早于美國對華為打壓前，只是近期剛剛建成。

該廠房位于武漢光谷中心，總建筑面積超過20萬平方米，該廠未來主要為華為生產自研的磷化銦光通信芯片及模組，此類芯片主要應用于華為的光通信業務，而華為光系統設備份額目前全球第一。

2019年華為披露的《華為投資控股有限公司2019年度第一期中期票據募集說明書》顯示，華為擬注冊中期票據200億元，首期擬發行30億元，為期3年。在該募集說明中，包括武漢海思工廠項目，總投資為18億元。

華為為何要在武漢建磷化銦產線？

獲悉，華為這個芯片制造廠并非大眾關注的硅基芯片制造廠，而是化合物半導體芯片廠。

常見的半導體材料以物理性能區分為三代，第一代是以硅、鍺為代表，第二代以磷化銦為代表，第三代則以氮化鎵、碳化硅為代表。每一代材料根據其特性有各自擅長的使用場景。

磷化銦因為比硅、砷化鎵等材料具有高的電光轉換效率、高的電子遷移率、高的工作溫度、以及強抗輻射能力的特點，在一些領域應用廣泛。“比如激光器、太陽能電池、光電探測器和光纖網絡系統、通訊、雷達等超高速的半導體電路上”，一位資深人士向AI財經社補充到。

而以通信起家的華為，在2012年起，就以收購兩家國外公司的方式，進入了光通信芯片領域。資料顯示，華為的光系統設備份額全球第一，任正非還透露華為目前掌握著全球領先的800G光芯片技術。

同時，武漢光谷一直以來就是國內光電領域的橋頭堡，不少產業鏈相關的公司都在此落戶。根據公開資料顯示，此前華為海思的磷化銦實驗室就設立在此地。對于該廠將來訂單從哪找，一位業內人士稱華為自己就能消耗掉，比如它的基站和手機都會用到。

建該條產線是否存在挑戰？

相比手機上用的Soc芯片，光通信芯片的工藝要求不高。業內資深人士對AI財經社表示，磷化銦產線在設備和技術上不存在特別大的問題。目前國內磷化銦芯片一般采用2英寸、3英寸生產線，線寬在0.5微米以上。相比之下，像手機芯片、消費類芯片通常采用8英寸、12英寸生產線，線寬在0.25微米以上。“對光刻機的要求也不高。”

另一位業內人士抱有類似看法，他稱硅基6英寸產線淘汰下來的設備就可以讓磷化銦的產線運轉起來。

但這并不意味著磷化銦的產線目前就完全自主。一位熟悉第二代、第三代半導體的學者對AI財經社透露，目前國內磷化銦制造主要卡在材料上，準確的說，在單晶制備技術上。他解釋，這是由于制備高質量的磷化銦單晶，需要能使單晶批量化生長的技術，目前主流的技術有高壓液封直拉法（LEC）、垂直溫度梯度凝固法 （VGF）和垂直布里奇曼法（VB）。

目前該技術節點仍然由美國、日本企業把持著。美國 AXT 公司和日本住友分別使用 VGF 和 VB 技術 可以生長出直徑 150mm 的磷化銦單晶，日本住友使用 VB 法制備的直徑 4 英寸摻 Fe 半 絕緣單晶襯底可以批量生產，并且已經進入到6英寸襯底的競爭中。而國內由于起步晚，磷化銦制備技術與國際水平仍有較大差距，還遠遠不能自給，“大尺寸磷化銦晶片生產能力不足”。有關調查數據顯示，上游襯底市場由5個主要國外玩家為主，包括日本住友、日本能源、美國 AXT、法國 InPact、英國 WaferTech 等占據了全球近 80%的市場份額，國內市占率不足2%。