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2017年中国化合物半导体行业概况及未来发展趋势分析【图】

    第一代半导体材料Si的应用,标志着人类迈进了信息化时代;从2000年开始,化合物半导体市场逐步扩大,以砷化镓(GaAs)、氮化镓、碳化硅为首的半导体材料应用增多。

半导体材料的发展

数据来源:公开资料整理

    一、与传统Si半导体相比的优势

    对第一代的单晶半导体Si相比,化合物半导体在电子迁移率、禁带宽度、功耗等指标上都有更好的特性。在无线通信、汽车电子、电网、高铁、卫星通信、军工雷达、航空航天等领域应用中具备硅基无法比拟的优势。

    二、第二代半导体代表:GaAs

    GaAs主要适用于高频及无线通信领域中的IC器件。由GaAs制出的高频、耐高温、防辐射的器件已经被应用在无线通信、光通信、激光器等领域,在全球范围内广泛应用于移动设备、网络基础设施、国防和航空航天等产业

砷化镓微波功率半导体各应用领域占比

数据来源:公开资料整理

    在手机无线网络中,系统中的无线射频模组必定含有两个关键的砷化镓半导体零组件:射频功率放大器(HBT工艺)和射频开关器(pHEMT)。目前一部4G手机平均使用7颗PA和4个射频开关器,未来随着4G手机、5G手机渗透率不断提升,手机用的砷化镓元件还将不断增长。

全球手机用GaAs元件需求总量

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中国手机用GaAs元件需求总量

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    砷化镓产业链包括外延片、IC设计、晶圆制造、封装测试四个环节,采用IDM模式的厂商主要有Skyworks、Qorvo、Avago等;外延片厂商主要有IQE、Emcore、全新等;IC设计厂商主要有Microchip、Microsemi、和茂、锐迪科等;晶圆制造厂商主要有GCS、稳懋、宏捷科技、三安光电等;封测厂商主要有同欣、菱生、台达电等。

全球砷化镓半导体产业链主要厂商

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    三、第三代半导体代表:GaN

    GaN是宽禁带半导体的核心代表,较高的禁带宽度决定了由其制造的半导体器件可以在高压、高温的环境中正常工作。过去十年,GaN已在多个行业领域产生了重大影响,在光电方面它已对高亮发光二极管(HBLED)的发展和增殖发挥重要作用,在无线通讯方面它已被用于高功率射频(RF)设备如高电子迁移率晶体管(HEMT)和单片微波集成电路(MMIC)。现在在电源应用中广泛采用GaN有着巨大的潜力。

GaN的应用划分,适合高频率应用

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    由于氮化镓的应用范围主要在中低功率产品,Yole由此预估,氮化镓半导体材料在2015年至2021年期间成长率达到83%,其中电源应用占比较大,达到近60%;相比而言,碳化硅由于市场空间小,成长相对缓慢,成长率在21%左右。

GaN的应用划分,适合高频率应用

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    2019年GaN半导体器件市场规模科将达22亿美元,维持20%以上的年均增速,成为化合物半导体市场增速最快的细分领域之一。需求量的增加主要来自于GaN材料器件带来的器件在性能方面的提高,以及由于重量、尺寸等缩小打来的便捷性和经济性。

GaN半导体器件市场预测

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    相关报告:智研咨询发布的《2017-2022年中国化合物半导体市场分析及发展趋势研究报告

本文采编:CY329

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