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標題: 十张图带你了解砷化镓产业发展情况 5G对于第二半导体材料砷化镓意... [打印本頁]

作者: admin 時間: 2020-9-27 15:06
標題: 十张图带你了解砷化镓产业发展情况 5G对于第二半导体材料砷化镓意...
砷化镓是第二代半导体质料，重要用于无线通信等范畴。按照Strategy Analytics的钻研陈述，2018年，全世界砷化镓元件市场（含IDM厂商之组件产值）总产值约为88.7亿美元，到达汗青新高，比拟2017年的88.3亿美元同比增加0.45%。按照Yole估计，2018-2024年，全世界砷化镓元件市场范围年均复合增加速率为10%，此中微电子范畴为CAGR为3%，光电子范畴CAGR为54%。到2024年，全世界砷化镓元件市场范围将到达157.1亿美元。

第二代半导体质料砷化镓制备工艺成熟，下流利用以通讯为主

集成电路重要分成硅基半导体与化合物半导体二大类，以硅质料为衬底质料的半导体归属为第一代半导体，以砷化镓质料为衬底的化合物半导体则属第二代，以氮化镓等质料为衬底的化合物半导体属第三代半导体。硅基半导体集成电路重要在数码应用，如微处置器、逻辑IC、存储器等；化合物半导土城當舖, 体集成电路重要在摹拟利用，如挪动通信、全世界定位体系、卫星通信、通信基站、国防雷达、航天、军事兵器等功率型、低噪声放大器等相干MMIC集成芯片。今朝第二代半导体国产化处于初期阶段。第三代半导体主如果以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表，凭仗其宽禁带、高热导率、高击穿电场、高抗辐射能力等特色，在很多利用范畴具有前两代半导体质料没法对比的长处，有望冲破第1、二代半导体质料利用技能的成长瓶颈，市场利用潜力庞大。

从20世纪50年月起头，已开辟出了多种砷化镓单晶发展法子。今朝主流的工业化发展工艺包含：液封直拉法（LEC）、程度布里其曼法（HB）、垂直布里其曼法（VB）和垂直梯度凝集法（VGF）等。

相较于常见的硅半导体，砷化镓半导体具备高频、抗辐射、耐高电压等特征，是以遍及利用在主流的商用无线通信、光通信和先辈的国防、航空及卫星用处上，此中无线通信的普及更是催生砷化镓代工谋划模式的首要推手。以手机与无线网路（Wi-Fi）为例，体系中的无线射频模组一定含有的关头零组件便是功率放大器（Power Amplifier）、射频开关器（RF Switch）及低杂讯放大器（Low N擀筋棒,oise Amplifier）等，今朝射频功率放大器极大部门因此砷化镓半导体系体例作。砷化镓半导体因其质料特征而成为无线通信、光通信和先辈的国防、航空及卫星之首要关头组件，亦同时建构分歧于硅等其他半导体之晶圆代工技能、设计流程与验证模式以知足无线通信体系的快速成长，进而保持其范畴之独有性与怪异性。

就今朝的技能趋向和技能成长程度来看，今朝，砷化镓从大类标的目的来看重要于通讯范畴和国防与航空航天范畴，其占比别离到达60%、10%。

预测下一世代的5G技能，其资料传输速率将是现行4G LTE的100倍，今朝只有砷化镓功率放大器可以应付如斯快速的资料传输，也会更进一步拉大砷化镓与硅制程功率放大器之间性价比的差距。

比年物联网（IoT）观点鼓起，使无线通信和汽车防撞雷达利用发展快速，数位消费电子产物具有无线传输功效的比率也逐年晋升，砷化镓利用可说是具有至关康健的成漫空间；别的，化合物半导体元件将延续在通信和光电元件市场饰演关头脚色，比方III-V族半导体雷射具有体积小和整合性高档长处，在工业和商用范畴的利用愈来愈遍及，此中面射型雷射（VCSEL）最合适大量量产，估计在生物辨识、虚拟实境（AR/VR）及汽车防撞体系（ADAS）等范畴开辟出新利用，将来将成为砷化镓在举措装配上首要关头元件。

全世界砷化镓总产值到达汗青新高，产物以微电子为主

在砷化镓的晶圆尺寸上，六寸晶圆所占的产出比率，财产界已于2008年跨越50%而成为主流制造尺寸。按照Strategy Analytics的钻研陈述，2018年，全世界砷化镓元件市场（含IDM厂商之组件产值）总产值约为88.7亿美元，到达汗青新高，比拟2017年的88.3亿美元同比增加0.45%。

按照Yole，今朝全世界砷化镓重要利用于微电子范畴，占比高达95.7%，微电子范畴的产委託徵信社,物包含HB台北汽車借款,T、pHEMT、BiHEMT等；光电子范畴今朝比重仅占4.3%，光电子范畴的产物包含LD、VCSEL、PD等。

全世界砷化镓财产链分工成熟，中国大陆地域介入度较低

一、全世界砷化镓财产链分工成熟

砷化镓财产最上游为基板制造，其次为关头质料砷化镓磊晶圆，工艺详细包含MOCVD（有机金属化学气相沉积法）及MBE（份子束磊晶法）砷化镓磊晶技能，至于中游为晶圆制造及封测等，全部财产链除晶圆制造外，设计与先辈技能重要仍把握在国际IDM大厂，下流则为手机、无线区域网路制造厂和无线射频体系商等。

按照Strategy Analytics的钻研陈述，2018年全世界砷化镓元件市场（含IDM厂商的组件产值）中，Skyworks的市占率最高，为32.3%，其次为Qorvo，市占率为26.0%。

二、中国大陆大区介入度较低

1962年，在林兰英院士的率领下，中国研制出了我国第一个GaAs单晶样品。1964年，我国第一只GaAs二极管激光器被乐成研制出来。因为在半导体质料上的诸多进献，林兰英被誉为“中国太空质料之母”。

2001年，北京有色金属钻研总院乐成研制出海内第一根直径4英寸VCZ半绝缘砷化镓单晶，使我国成为继日本、德国以后第三个把握此项技能的国度。

因为遭到本钱和技能上的限定，GaAs晶圆厂必需具有必定级此外投资范围和长时候制程技能的开辟，是以这种企业具有极高的准入门坎，海内可以或许构成必定体量的厂商寥寥可数。在颠末多年积淀过，我国台湾地域在制程技能上具有了极大上风，收成了全世界诸多委外代工定单，也形成为了台湾怪异的代工财产模式。

从海内大陆地域来看，我国砷化镓行业财产链中，我国原质料较为丰硕，具有较大竞争力；单晶制造环节已有较多企业结构，工艺较为成熟，重要知足海内需求，竞争力一般，直接面对国际领先企业在华工场的竞争，好比美国AXT公司在中国结构了工场；外延片制造环节中国大陆地域几近空缺，部门上市企业结构了LED芯片的制造，较为低端；IC设计、晶圆制造、封装测试等环节也重要环抱LED芯片的垂直整合，通信元件方面的结构才刚起步，竞争力缺失。

5G将为砷化镓财产链带来新一轮扩大周期

无线通信产物是砷化镓财产最重要发展动力，而手机（Cellular）利用还是砷化镓元件最大市场，其次则是Wi-Fi及根本扶植的需求。以Cellular市场来看，跟着砷化镓的技能成熟、本钱低落及利用者敌手机功效上的请求，功率放大器的利用量起头增长。凡是2G手机必要搭载1至2颗PA，3G手机必要3至4颗，成长至4G LTE，RF前端（front-end）必需因应的频段数目从4个大幅增长到了30个，而跟着5G技能和利用逐步到位，必要将更多的PA整合在RF前端模组中（FEMs）以便声援更繁杂的5G频段。

除既有商品的高度利用、举措网路流量爆增推升4G LTE、光纤网路装备布建需求外，将来几年物联网（IoT）观点普及，将使得砷化镓的利用日趋遍及普及全世界行将迎来5G期间，估计2020年正式商转，5G尺度化事情计画在2017年间加快推动，国际电信尺度制订组织3GPP（第三代互助火伴规划）R15针对非自力组网5G New Radio（5G NR）的尺度已于2017年末完成；针对自力组网5G NR的尺度，则在2018年6月完成，象征着5G将进入商用摆设的关头时代。大范围的全世界性5G摆设将于2020年起头。按照爱立信（Ericsson）显示，估计到2023年末，eMBB（加强型举措宽频）的5G用户数将跨越10亿，占举措用户总数的12%。

按照Yole估计，2018-2024年，全世界砷化镓元件市场范围年均复合增加速率为10%，此中微电子范畴为CAGR为3%，光电子范畴CAGR为54%。到2024年，全世界砷化镓元件市场范围将到达157.1亿美元。

以上数据及阐发均来自于前瞻财产钻研院《中国砷化镓行业市场远景展望与投资计谋计划阐发陈述》。

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本陈述第1章阐发了中国砷化镓行业的成长情况；第2章对国表里砷化镓行业的成长状态、竞争款式、收支口环境举行了阐发；第3章对重要砷化镓品种的市场需求、竞争款式、市场...

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