工业化生产
大家好，我是兰台。
今天兰台要和大家聊一聊“工业化生产”有多么难。
正好前段时间中国宣布对镓、锗等半导体原材料实施出口管制，那么兰台就着“镓精加工”这个话题给大家介绍一下从实验室生产到工业化大生产究竟有多难。
实验室制造
01、
相信经过这段时间的科普，大家对“镓”以及“镓精加工”、“镓化合物”都有一定程度了解。
所以这里兰台就直接介绍目前国际市场上中国可以买到的价格最昂贵的“镓化合物”——6英寸半绝缘砷化镓晶片为例好了。
所谓的“半绝缘砷化镓晶片”，是一种光电集成电路的重要衬底材料。
而目前国际市场上价格最高的就是6英寸半绝缘砷化镓晶片，价格在200美元左右。
事实上6英寸半绝缘砷化镓晶片中国早在2004年就在实验室制造出来了，当时《光学仪器》期刊还专门发了一篇消息稿。
因为“6英寸半绝缘砷化镓晶片生产技术”也是当时“863项目”之一，具有指标性意义：
由中国科学院半导体研究所和北京中科镓英半导体有限公司共同承担的“863项目”——直径6英寸半绝缘砷化镓单晶生长技术研究成果，不久前通过了专家鉴定。鉴定委员会认为，该项目研制出的晶体技术指标均达到同期国内领先、国际先进水平，并且晶片加工技术指标也达到了国际先进水平。
所谓的“863项目”，指的是“国家高技术研究发展计划”，指的是国家重点攻克的一些具有指标性意义的科研项目，这些项目往往都是国际上非常前沿和先进的项目。
2016年，随着国家重点研发计划的出台，863计划结束了自己的历史使命。
“6英寸半绝缘砷化镓晶片生产技术”能被列为“863项目”之一，足以看出当时国家对半导体的重视。
可是，尽管“6英寸半绝缘砷化镓晶片生产技术”在2004年已经被中国相关研究机构掌握了，但是这并不意味着中国当时所掌握的“6英寸半绝缘砷化镓晶片生产技术”可以进行工业化批量生产。
事实上一直到2023年，兰台查遍了国内相关企业的各种公告，发现并没有一家相关企业可以明确表示，自己能够批量生产6英寸半绝缘砷化镓晶片。
相关网页截图
最接近量产的新闻是2023年6月9日，云南锗业的董秘在某投资平台回应投资者关于产6英寸半绝缘砷化镓晶片是否已经可以批量生产时，表示现阶段云南锗业的试生产的“6英寸半绝缘砷化镓晶片”已经开始供应部分客户了：
公司子公司6英寸砷化镓完成了部分客户认证并开始供应。
相关网页截图
然后2023年6月19日，云南锗业再次发表公告表示这种供应只是“小批量”供应：
砷化镓晶片生产线已完成部分6英寸规格生产线的改造，并正在接受客户的认证，目前有小批量的交货。
事实上，这种“小批量供应”距离大规模工业化生产，还有很长一段距离。
实验室生产
02、
为什么说“小批量供应”距离大规模工业化生产还有很长的距离？
其实2016年的时候，中国电子科技集团公司第四十六研究所的研究员赵巧云女士就发表了一篇《砷化镓材料发展状况概述》的学术论文，论文里就提到在2016年的时候，中国当时就有至少一家公司“试制造” 6英寸半绝缘砷化镓晶片了，这家公司就是“四十六所”下辖的晶明科技：
晶明公司是国内目前从事半绝缘砷化镓单晶材料研制的单位之一，4英寸半绝缘抛光片具备月产1-2万片的能力，6英寸半绝缘抛光片尚处于研制阶段。
相关网页截图
而另外一家国内半绝缘砷化镓单晶材料的知名厂家中科晶电，它的生产设备和技术全是从国外进口的，这一点在某创投平台上被披露了出来：
公司从美国引进砷化镓（GaAs）化合物半导体材料生产专有技术，基于该项技术，公司组织研发力量积极创新，成功研发了具备国际先进、国内领先水平的核心技术及关键设备，并获得多项国家级发明专利和实用新型专利授权，打破了行业国际巨头的技术垄断，填补了国内技术空白，经过数年经营发展，公司现已迈入集团化运营阶段，成为国内外实力最强、产品线最齐全的砷化镓衬底材料生产商之一，公司具备原材料提纯、多晶合成、单晶生长、晶片加工及年产数百万片各领域用2-6英寸砷化镓衬底材料的能力。
不过在某平台关于中科晶电的介绍里提到，中科晶电具备“加工及年产数百万片各领域用2-6英寸砷化镓衬底材料的能力”。
这里“数百万片”包括6英寸半绝缘砷化镓单晶材料吗？
至少从兰台搜集到的各种信息看，应该是不包括的。
这里兰台再强调一下，目前6英寸6英寸半绝缘砷化镓单晶材料并涉及任何“出口管制”，不存在任何保密的意义；所以国内哪家企业能批量生产，一定会强烈提升公司股价的。
相关论文截图
首先，2016年赵巧云研究员的相关论文里明确提到了中科晶电的强项在4英寸半绝缘砷化镓单晶材料的制造上，2016年时国内还没有一家公司可以批量生产6英寸半绝缘砷化镓单晶材料：
中科晶电在08年金融危机时及时做出战略调整，由原来的以海外市场为主、逐渐转型为以国内客户为主，同时根据国内产品需求，把原以2英寸晶片主导产品转变为4英寸晶片产品，具备2-4英寸砷化镓衬底月产20万片以上的生产能力，基本占领了国内市场的 70% 以上，一跃成为国内半导体材料行业的领军企业。
国内与国外主要差距主要是单晶质量的差距，4英寸产品已经具备了和国外相当的加工水平，6 英寸产品由于加工经验和设备限制，尚有一定差距。
看到这儿，可能有朋友会问，2016年的时候中科晶电没办法批量化生产，不代表2023年中科晶电还是没办法批量化生产啊？
可是兰台查询了相关资料，发现情况并不乐观。
相关网页截图
中科晶电目前把生产基地转移到了山西忻州，兰台在2023年2月的《忻州日报》的网络平台上找到了一篇宣传忻州中科晶电信息材料有限公司副总经理王鼎的文章，里面明确提到了截止2023年，6寸半绝缘砷化镓片依然主要依靠进口：
虽然中科晶电一直处于国内的龙头老大地位，但是距离日本、美国、德国的晶体生长技术还有很大差距，特别是在高端产品部分，国内几乎所有的12寸半导体硅片、6寸半绝缘砷化镓片、碳化硅片等高端半导体晶片都是依赖进口。在这种时代背景之下，这已经不单单是一份养家糊口的工作，更是背负时代使命的事业。面对这样的挑战，王鼎引领公司技术团队，结合多年积累的科研经验，通过改善长晶炉室环境优化了砷化镓长晶率。同时他也参与了多个技术改造项目，其中对现有4寸砷化镓晶体VGF生长装料进行了创新性改动，并改善了晶体生长的热场环境，在保证成品率的同时，将晶体的内部缺陷减少4-5倍。
那么，是不是除了云南锗业、中科晶电这些企业外，国内就没有其他企业在尝试批量生产6寸半绝缘砷化镓片了吗？
兰台查到2019年的时候，湖南一家半导体材料公司宣称它们最新的工厂已经在湘潭建成投产，未来将实现年产7万片6寸半绝缘砷化镓片（晶圆）的目标：
据悉，时变半导体项目由湖南时变通讯科技有限公司投资建设，项目总投资15亿元，分两期开发建设。一期建筑面积13000平方米，内含1500平方米的洁净室；二期工程建成后可实现就业1000余人，预计每年将生产约7万片6英寸砷化镓晶圆和约10亿只手机终端专用的可编程宽带滤波器和双工器。
但是很遗憾，在2019年之后，兰台完全没有查到该公司能够批量生产6寸半绝缘砷化镓片的新闻。
前面已经多次提到了，6寸半绝缘砷化镓片目前没有被任何国家列为出口管制商品，国内哪家企业能够批量生产绝对是提升股价的利器。
所以，兰台有理由认为，截止2023年7月，国内依然没有一家公司可以大批量生产6寸半绝缘砷化镓片。
由此可见，从实验室制造到大规模工业化生产的难度有多高。
