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概述

調(diào)研大綱

　　概述

　　本報告研究全球與中國市場III-V族化合物半導體襯底材料的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢，分別從生產(chǎn)和消費的角度分析III-V族化合物半導體襯底材料的主要生產(chǎn)地區(qū)、主要消費地區(qū)以及主要的生產(chǎn)商。重點分析全球與中國市場的主要廠商產(chǎn)品特點、產(chǎn)品規(guī)格、不同規(guī)格產(chǎn)品的價格、產(chǎn)量、產(chǎn)值及全球和中國市場主要生產(chǎn)商的市場份額。主要生產(chǎn)商包括：

　　Sumitomo

　　日本JX

　　Freiberger

　　IQE

　　北京通美

　　云南鍺業(yè)

　　先導稀材

　　中科晶電

　　針對III-V族化合物半導體襯底材料的特性，本報告可以將III-V族化合物半導體襯底材料分為下面幾類，主要分析這幾類產(chǎn)品的價格、銷量、市場份額及增長趨勢。主要包括

　　砷化鎵

　　磷化銦

　　其他

　　針對III-V族化合物半導體襯底材料的主要應用領域，本報告提供主要領域的詳細分析、每種領域的主要客戶（買家）及每個領域的購買III-V族化合物半導體襯底材料的規(guī)模、市場份額及增長率。主要應用領域包括

　　光模塊器件

　　傳感器

　　射頻器

　　LED

　　其他

　　由于磷化銦、砷化鎵系元素周期表上的III族元素及V族元素的化合物，因此,磷化銦、砷化鎵被稱為III-V族化合物半導體材料。III-V族化合物半導體襯底材料在5G通信、數(shù)據(jù)中心、新一代顯示、人工智能、可穿戴設備、無人駕駛等領域具有廣闊的應用前景,是半導體產(chǎn)業(yè)重要的發(fā)展方向之一。

　　砷化鎵襯底：砷和鎵的化合物。砷化鎵的禁帶寬度大于硅，可以耐受更高電壓；砷化鎵的電子遷移率更是硅的6-7倍，因此高頻性能十分優(yōu)異。故在制作射頻微波器件方面得到重要應用。

　　III-V族化合物半導體襯底材料行業(yè)的主要趨勢之一是改進和開發(fā)新材料。研究人員正致力于開發(fā)具有更好性能的新型III-V族化合物半導體材料，例如更高的電子遷移率和更高的熱穩(wěn)定性的材料，這些新材料將使電子和光電設備的開發(fā)速度更快、效率更高。

　　III-V族化合物半導體襯底材料行業(yè)的另一個趨勢是創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)的使用。研究人員正在開發(fā)更高精度和更低的成本的新生產(chǎn)技術(shù)，這些技術(shù)包括外延生長和分子束外延（MBE），前延生長涉及在基板上生長薄層材料，后者涉及將單個原子沉積到基板上。

　　面向5G網(wǎng)絡的III-V族化合物半導體材料的發(fā)展也是業(yè)界的一個重要趨勢。5G網(wǎng)絡需要高速和高頻電子設備，而這通過使用III-V族化合物半導體材料成為可能。這些材料的開發(fā)將有助于創(chuàng)建速度更快、效率更高的5G設備。

　　III-V族化合物半導體襯底材料行業(yè)的另一個趨勢是將這些材料用于電力電子領域。III-V族化合物半導體材料比傳統(tǒng)的硅基半導體具有更好的電子性能，使其成為電力電子應用的理想選擇。這包括電動汽車、可再生能源系統(tǒng)和高壓電力系統(tǒng)等應用。

　　開發(fā)用于量子計算的III-V族化合物半導體材料也是業(yè)界發(fā)展的趨勢。量子計算需要具有特定屬性的材料，例如高電子遷移率和低噪聲水平。III-V族化合物半導體材料非常適合這種應用，研究人員正在致力于開發(fā)滿足量子計算系統(tǒng)要求的材料。

　　從區(qū)域分布來看，亞太地區(qū)有望繼續(xù)主導III-V族化合物半導體襯底材料市場。這是由于該地區(qū)對高速和高頻電子設備的需求不斷增長，以及5G網(wǎng)絡的日益普及。

　　III-V族化合物半導體襯底材料行業(yè)正處于增長期，并有望在未來幾年繼續(xù)擴大。新材料和改進材料的開發(fā)、創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)的使用以及材料在各個行業(yè)的應用都是推動行業(yè)向前發(fā)展的趨勢。

　　III-V族化合物半導體襯底材料產(chǎn)業(yè)鏈上游參與主體為原材料及生產(chǎn)設備供應商，提供紅磷、金屬銦、高純砷、金屬鎵等原材料，以及提供PBN坩堝、晶體生長爐、研磨機、拋光機、切割機、檢測設備等設備。

　　中游III-V族化合物半導體襯底材料制造是III-V族化合物半導體襯底材料產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，制造商通過將上游供應商提供的設備對原材料進行反應、加工、測試等一系列生產(chǎn)流程，生產(chǎn)出III-V族化合物半導體襯底材料。III-V族化合物半導體底襯材料的生產(chǎn)需要經(jīng)過多晶合成、單晶生長后再經(jīng)過切割、磨邊、研磨、拋光、清洗等多道工藝后真空封裝成品，其中多晶合成、單晶晶體生長是核心工藝。

圖：III-V族化合物半導體襯底材料生產(chǎn)工藝

III-V族化合物半導體襯底材料行業(yè)分析

　　多晶合成：化合物半導體材料是由兩種或兩種以上元素以確定的原子配比形成的化合物，由于自然界中不存在天然的磷化銦、砷化鎵多晶，因此首先需要通過人工合成制備該等化合物多晶，將兩種高純度的單質(zhì)元素按一定比例裝入PBN坩堝中，在高溫高壓環(huán)境下合成化合物多晶。

　　單晶生長：化合物半導體單晶生長的制備方法有水平布里奇曼法（HB）、垂直布里奇曼法（VB）、液封切克勞斯基法（LEC）、垂直梯度冷凝法（VGF）。

　　在技術(shù)的迭代升級與產(chǎn)業(yè)融合的加速實施下，下游III-V族化合物半導體襯底材料可以被進一步運用到終端5G通信、新一代顯示、無人駕駛、人工智能和可穿戴設備，廣泛的應用場景將推動III-V族化合物半導體襯底材料產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展。

　　2022年全球III-V族化合物半導體襯底材料（折合2英寸）市場總銷量為2781.6萬片，預計到2029年市場總銷量可達到5630.9萬片，其中2023-2029年年復合增長率約為10.47%。2022年全球III-V族化合物半導體襯底材料市場總市場規(guī)模約為34.69億元，預計到2029年將達到63.96億元，其中2023-2029年年復合增長率約為9.08%。隨著下游應用行業(yè)的增長以及新應用領域的拓展等因素，預計III-V族化合物半導體襯底材料市場將持續(xù)增長。

　　從區(qū)域生產(chǎn)來看，III-V族化合物半導體襯底材料技術(shù)在歐美、日韓、中國國家地區(qū)技術(shù)等較為成熟，其中歐美企業(yè)投入相關產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)的時間早于其他國家，在研發(fā)生產(chǎn)方面處于國際領先地位，中國作為后起之秀則是得力于國家經(jīng)濟的大力發(fā)展以及政策的支持。

　　從區(qū)域消費來看，北美擁有最大市場份額，2022年銷量為979.7萬片，約占整體市場規(guī)模的35.22%，龐大的銷售市場主要得益于美國發(fā)達的半導體制造行業(yè)。

　　從競爭格局來看，全球III-V族化合物半導體襯底材料市場集中度較為集中。全球Top 5企業(yè)主要是Sumitomo、北京通美、Freiberger、IQE和中科晶電，Top 5企業(yè)2022年的合并市場占有率為67.13%，未來還會呈現(xiàn)出向更分散的方向發(fā)展趨勢。這主要是由于頭部企業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，部分企業(yè)將研發(fā)生產(chǎn)重心移至III-V族化合物半導體襯底材料的下游應用產(chǎn)品上，還有就是排名靠后的企業(yè)開始掌握核心技術(shù)，奮起直追。

　　從產(chǎn)品分類來看，III-V族化合物半導體襯底材料主要分為砷化鎵襯底材料和磷化銦襯底材料。其中，2022年全球市場中砷化鎵襯底材料銷量為2692.5萬片，市場占比96.80%，遠大于磷化銦襯底材料的市場份額。

　　從應用市場來看，2022年全球III-V族化合物半導體襯底材料下游需求最大的市場是LED，銷量為1069.8萬片，市場占比38.46%，隨著下游應用領域的不斷發(fā)展以及新應用市場的開發(fā)，未來光模塊器件、傳感器、射頻器應用領域的III-V族化合物半導體襯底材料占比將會逐漸升高。