半導體材料行業分析：二代半導體材料引領高速通信變革.pdf

半導體材料行業分析：二代半導體材料引領高速通信變革。第二代半導體襯底材料因其優良的物理特性大規模應用于高頻高功耗等 應用場景。第二代半導體襯底材料即III-V族化合物半導體材料，主要包 括砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP），具有電子遷移率高、光電性能好等特 點，是當前僅次于硅之外最成熟的半導體材料，在高頻、高功耗、高壓、 高溫等特殊應用領域，III-V族化合物半導體材料作為襯底有獨特的優勢。 5G、新一代顯示、數據中心、無人駕駛、手機面部識別、可穿戴設備等市 場需求的增長為III-V族化合物半導體材料帶來了廣闊的需求空間。

磷化銦襯底材料主要用于光模塊、傳感器、高端射頻等領域，未來隨著AI 和下一代通信技術的發展而前景較好。使用磷化銦襯底制造的半導體器 件，具備飽和電子漂移速度高、發光波長適宜光纖低損通信、抗輻射能力 強、導熱性好、光電轉換效率高、禁帶寬度較高等特性，因此磷化銦襯底 可被廣泛應用于制造光模塊器件、傳感器件、高端射頻器件等。根據Yole 預測，2026年全球磷化銦襯底市場規模為2.02億美元，2019-2026年復合 增長率為12.42%。量子計算、人工智能（AI）加速芯片和下一代通信技術 的興起，對高性能半導體材料提出了更高要求，而磷化銦憑借其獨特的物 理特性，成為支撐這些前沿技術的關鍵材料之一。磷化銦襯底的發展將圍 繞大尺寸化、成本優化、異質集成三大核心方向持續推進。

砷化鎵襯底材料主要用于LED、射頻、激光器等領域，未來市場規模隨著 新一代顯示、物聯網等新興行業的快速增長而逐步擴大。使用砷化鎵襯底 制造的半導體器件，具備高功率密度、低能耗、抗高溫、高發光效率、抗 輻射、高擊穿電壓等特性，因此砷化鎵襯底被廣泛用于生產LED、射頻器 件、激光器等器件產品。砷化鎵是光電及手機網通高頻通訊不可或缺的元 件，未來在新一代顯示（Mini LED、Micro LED）、物聯網、無人駕駛、人 工智能、可穿戴設備等新興市場需求的帶動下，砷化鎵襯底市場規模將逐 步擴大。根據Yole 測算，2019年全球砷化鎵襯底市場規模約為2億美元， 預計到2025年全球砷化鎵襯底市場規模將達到3.48 億美元，2019-2025 年復合增長率9.67%。砷化鎵襯底市場的發展將呈現出技術升級推動國產 替代、產業鏈協同創新加速、新興應用領域持續拓展三大趨勢。

全球二代半導體襯底材料市場高度集中，呈現出日德企業占主導、中國企 業追趕的態勢。由于下游市場需求有限以及成本較高，磷化銦與砷化鎵襯 底市場規模相對較小。主流商用磷化銦襯底直徑已從2英寸逐步擴展至4 英寸，部分領先企業正推進6英寸晶圓的研發；從市場格局來看，磷化銦 襯底材料市場頭部企業集中度很高，主要供應商包括 Sumitomo、北京通 美、日本JX等。Yole 數據顯示，2020 年全球前三大廠商占據磷化銦襯 底市場 90%以上市場份額，其中Sumitomo為全球第一大廠商，占比為 42%；北京通美位居第二，占比36%。主流商用砷化鎵襯底直徑已從3英 寸擴展至6英寸，部分領先企業正推進8英寸晶圓的研發；從競爭格局來 看，根據Yole統計，2019年全球砷化鎵襯底市場主要生產商包括 Freiberger、Sumitomo和北京通美，其中Freiberger占比28%、Sumitomo 占比21%、北京通美占比13%；目前國內涉及砷化鎵襯底業務的公司較 少，除北京通美外，廣東先導等公司在生產LED的砷化鎵襯底方面已具 備一定規模。目前，主流商用砷化鎵襯底直徑已從3英寸擴展至6英寸， 部分領先企業正推進8英寸晶圓的研發。