馮少杰
1、材料概述
據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年砷化鎵產業現狀及未來發展趨勢分析報告》顯示，砷化鎵是半導體材料中，兼具多方面優點的材料，但用它制作的晶體三極管的放大倍數小，導熱性差，不適宜制作大功率器件。雖然砷化鎵具有優越的性能，但由于它在高溫下分解，故要生產理想化學配比的高純的單晶材料，技術上要求比較高。GaAs擁有一些較Si還要好的電子特性，使得GaAs可以用在高于250GHz的場合。
如果等效的GaAs和Si元件同時都操作在高頻時，GaAs會產生較少的噪音，也因為GaAs有較高的崩潰壓，所以GaAs比同樣的Si元件更適合操作在高功率的場合。因為這些特性，GaAs電路可以運用在移動電話、衛星通訊、微波點對點連線、雷達系統等地方。GaAs曾用來做成甘恩二極管、微波二極管和耿氏二極管以發射微波。
2、下游應用
相較于常見的硅半導體，砷化鎵半導體具有高頻、抗輻射、耐高電壓等特性，因此廣泛應用在主流的商用無線通訊、光通訊以及先進的國防、航空及衛星用途上，其中無線通訊的普及更是催生砷化鎵代工經營模式的重要推手。以手機與無線網路(Wi-Fi)為例，系統中的無線射頻模組必定含有的關鍵零組件即是功率放大器(Power Amplifier)、射頻開關器(RF Switch)及低雜訊放大器(Low Noise Amplifier)等，目前射頻功率放大器極大部分是以砷化鎵半導體制作。砷化鎵半導體因其材料特性而成為無線通訊、光通訊以及先進的國防、航空及衛星之重要關鍵組件，亦同時建構不同于硅等其他半導體之晶圓代工技術、設計流程與驗證模式以滿足無線通訊系統的快速發展，進而維持其領域之獨占性與獨特性。
就目前的技術趨勢以及技術發展水平來看，目前，砷化鎵從大類方向來看主要于通信領域和國防與航空航天領域，其占比分別達到60%、10%。
展望下一世代的5G技術，其資料傳輸速度將是現行4G LTE的100倍，目前只有砷化鎵功率放大器可以應付如此快速的資料傳輸，也會更進一步拉大砷化鎵與硅制程功率放大器之間性價比的差距。
近年物聯網(IoT)概念興起，使無線通訊和汽車防撞雷達應用成長快速，數位消費電子產品具備無線傳輸功能的比率也逐年提升，砷化鎵應用可說是具備相當健康的成長空間;此外，化合物半導體元件將持續在通訊和光電元件市場扮演關鍵角色，例如III-V族半導體雷射擁有體積小和整合性高等優點，在工業和商用領域的應用越來越廣泛，其中面射型雷射(VCSEL)最適合大量量產，預計在生物辨識、虛擬實境(AR/VR)及汽車防撞系統(ADAS)等領域開發出新應用，未來將成為砷化鎵在行動裝置上重要關鍵元件。
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