GaAs芯片將成為未來移動(dòng)終端的首選芯片

GaAs芯片得到廣泛應(yīng)用
       世界著名的數(shù)字信號(hào)芯片制造商CSR公司近日在接受記者采訪時(shí)透露，隨著數(shù)字芯片技術(shù)的不斷進(jìn)步，砷化鎵（galliumarsenide ，   GaAs）半導(dǎo)體芯片將在未來五年中成為無線終端的首選芯片。
        在過去的十幾年中，手機(jī)終端的收發(fā)模塊都使用基于CMOS（即互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體）技術(shù)的芯片。這種芯片的最大優(yōu)勢(shì)就是可以在終端掉電之后，保存原有的信息。
       砷化鎵是一種用于制造高速器件的混合物半導(dǎo)體材料，基于GaAs技術(shù)的半導(dǎo)體芯片是最近兩年新興的一種芯片技術(shù)，與傳統(tǒng)的CMOS芯片相比，GaAs半導(dǎo)體芯片消耗功率更低、價(jià)格更加低廉，因此，GaAs芯片一問世，就受到了很多終端設(shè)備廠商的青睞，據(jù)了解，目前，安捷倫、德州儀器等一些國(guó)際著名企業(yè)已經(jīng)正在開發(fā)基于GaAs芯片的電子產(chǎn)品。
        CSR公司這幾年一種致力于GaAs芯片的開發(fā)，其目的就是為了搶占未來全球GaAs芯片市場(chǎng)份額。CSR公司技術(shù)工程師JamesCollier先生認(rèn)為，“僅在2006年，全球GaAs芯片市場(chǎng)價(jià)格就已經(jīng)達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的四十億美元。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來看，GaAs芯片將成為未來無線終端中的首選芯片。GaAs芯片集成了雙極晶體器件和場(chǎng)效電晶體器件的優(yōu)勢(shì)，并且通過可選的偏置模式，GaAs芯片可在中低范圍的輸出功率水平下，實(shí)現(xiàn)最佳效率。因此，和CMOS芯片相比，GaAs芯片可將平均電流消耗減少75%。”
       據(jù)了解，砷化鎵化合物半導(dǎo)體材料是國(guó)家重點(diǎn)支持尖端技術(shù)，堪稱信息產(chǎn)業(yè)的“心臟”。砷化鎵化合物半導(dǎo)體可用來做超高速、超高頻微波及光纖通訊器件，可廣泛應(yīng)用在無線通信、照明、能源、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域。現(xiàn)階段砷化鎵化合物半導(dǎo)體芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域有移動(dòng)通信、光纖通信、高亮度發(fā)光二極管、可見光激光器、近紅外激光器、量子阱大功率激光器、太陽能光伏電池等。
        此前，國(guó)內(nèi)尚無砷化鎵化合物半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品批量化生產(chǎn)，只有部分研究機(jī)構(gòu)有少量的試驗(yàn)生產(chǎn)，主要提供給研究用和軍工產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，砷化鎵化合物半導(dǎo)體芯片的供應(yīng)基本依賴國(guó)外進(jìn)口，市場(chǎng)缺口巨大。隨著我國(guó)3G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展、汽車全球定位系統(tǒng)的快速應(yīng)用等，砷化鎵化合物半導(dǎo)體芯片的市場(chǎng)需求越來越大，而砷化鎵化合物半導(dǎo)體技術(shù)本身的不斷發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域還將更加廣泛，供需矛盾將會(huì)更加突出。

2010年前砷化鎵設(shè)備的防務(wù)市場(chǎng)將持續(xù)走強(qiáng)
      戰(zhàn)略分析網(wǎng)所做的“防務(wù)經(jīng)費(fèi)增長(zhǎng)為化合物半導(dǎo)體提供了強(qiáng)大的市場(chǎng)”報(bào)告稱，砷化鎵作為軍用雷達(dá)、通信設(shè)備、電子戰(zhàn)設(shè)備和智能彈藥使用的主要材料，在2006年的合同額已超過160億美元，估計(jì)項(xiàng)目將持續(xù)到2015年。
        戰(zhàn)略分析網(wǎng)砷化鎵服務(wù)處的主任表示，2006年砷化鎵設(shè)備用于國(guó)防的需求與2005年相比增加了9%，在2010年前將持續(xù)增長(zhǎng)。但是隨著未來更寬的帶寬、更高的頻率、更強(qiáng)的功率以及作為下一代材料技術(shù)氮化鎵技術(shù)成為采購(gòu)熱點(diǎn)，砷化鎵市場(chǎng)可能在2009年開始萎縮。他認(rèn)為，對(duì)功率和頻率的新需求將會(huì)使人們更傾向于使用氮化鎵而不是砷化鎵作為優(yōu)化技術(shù)，因此預(yù)測(cè)氮化鎵將在2010年后成為國(guó)防系統(tǒng)的潛在應(yīng)用技術(shù)。

太陽能重大突破  臺(tái)達(dá)電布局追日砷化鎵
       臺(tái)達(dá)電日前宣布與美國(guó)波音公司旗下專注太陽能產(chǎn)品開發(fā)的Spectrolab共同合作，開發(fā)完成屬于薄膜太陽能之一的III-V族用太陽能接收器模塊的組裝設(shè)計(jì)及制程技術(shù)。該案也可稱為臺(tái)達(dá)電在砷化鎵太陽能光電領(lǐng)域的新布局。
        首先，與臺(tái)達(dá)電合作的Spectrolab所研發(fā)的砷化鎵太陽能電池，在2006年12月破全球紀(jì)錄的研發(fā)出轉(zhuǎn)換率可達(dá)41％的太陽能電池，總結(jié)其發(fā)電成本約為目前結(jié)晶矽太陽能發(fā)電系統(tǒng)的38％，在太陽能業(yè)界是十分具震撼性的發(fā)展，畢竟高轉(zhuǎn)換效率就可以減少太陽能發(fā)電面板的舖設(shè)面積，相關(guān)架設(shè)成本會(huì)大幅降低，該產(chǎn)品將開擴(kuò)未來太陽能新領(lǐng)域。
       2006年12月Spectrolab所研發(fā)轉(zhuǎn)換率41％的砷化鎵太陽能電池，若加計(jì)其它系統(tǒng)安裝等費(fèi)用，每瓦電力成本約3美元左右，相較于目前結(jié)晶矽太陽能電池扣除政府補(bǔ)貼，每瓦電力成本為約達(dá)8美元，兩者成本有相當(dāng)?shù)牟町?，十分吸引未來太陽能發(fā)電普及后的市場(chǎng)發(fā)展，除了Spectrolab外，其實(shí)結(jié)晶矽太陽能電池龍頭廠日本夏普（Sharp）也投入該項(xiàng)研究，轉(zhuǎn)換效率則達(dá)36％。
        再者，臺(tái)灣的核能研究所投入砷化鎵太陽能電池研究，其轉(zhuǎn)換率約達(dá)2527％，而投入封裝領(lǐng)域的有海德威，發(fā)光二極管（LED）廠華上光電轉(zhuǎn)投資的華旭環(huán)能則以系統(tǒng)組裝為主，另再加計(jì)臺(tái)達(dá)電在該領(lǐng)域的布局，可以窺知砷化鎵太陽能光電的發(fā)展?jié)摿?，其?shí)同樣受到再生能源業(yè)者的青睞。
        簡(jiǎn)單的說，一般太陽能發(fā)電系統(tǒng)多數(shù)是以架設(shè)面板的方式，被動(dòng)的吸收陽光，隨著四季、早晚、氣候變化，它可吸收的日光強(qiáng)度不同，發(fā)電量也跟著不同；而砷化鎵的發(fā)電系統(tǒng)有可以追蹤最強(qiáng)陽光照射的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，再利用聚光方式來創(chuàng)造最高的熱能，并由Spectrolab維持最高轉(zhuǎn)換效率。
多數(shù)人都知道，利用放大鏡來聚集陽光，可以點(diǎn)燃紙張，多接面性砷化鎵（GaAs Multi-junction）的聚光就是利用這個(gè)原理，它的發(fā)電系統(tǒng)中，除了有聚光架構(gòu)及透鏡外，也需有一個(gè)動(dòng)態(tài)的追日（Tracking）設(shè)備，追隨著照度最強(qiáng)的陽光而轉(zhuǎn)動(dòng)，所取的熱能甚至比一般可燃物燃點(diǎn)的溫度還高，所以整個(gè)發(fā)電模塊或系統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)也是一大考驗(yàn)，而這部分也是臺(tái)達(dá)電后續(xù)可望投入的部分。
        一般認(rèn)為該設(shè)備目前對(duì)環(huán)境條件的要求也相對(duì)較高，例如云層多的地區(qū)將會(huì)因阻撓陽光而使該設(shè)備的發(fā)電效率受影響，目前最佳發(fā)電地區(qū)以沙漠為主，動(dòng)態(tài)的追日設(shè)備較難忍受潮濕的環(huán)境，較易增加設(shè)備維修費(fèi)用等。不過，相較于目前缺料的結(jié)晶矽太陽能發(fā)電領(lǐng)域，砷化鎵太陽能發(fā)電領(lǐng)域在轉(zhuǎn)換率及發(fā)電成本上都有極大的發(fā)展?jié)摿Γ坏┐罅苛慨a(chǎn)及普及后，將會(huì)大大改寫整個(gè)太陽能發(fā)電系統(tǒng)。[!--empirenews.page--]
        如果從目前的結(jié)晶矽太陽發(fā)電系統(tǒng)直接跳到砷化鎵太陽發(fā)電系統(tǒng)，因?yàn)檗D(zhuǎn)換效率高出近3倍，所以裝設(shè)的面積大大減少，發(fā)電效率也將快速提升，但若砷化鎵太陽發(fā)電系統(tǒng)受限于環(huán)境因素沒有改善，那么以后沙漠地區(qū)可能成為全球最大的發(fā)電來源。

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