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化合物半导体行业报告:GaAs、SiC、GaN(43页)

行业报告下载 2021年09月06日 07:45 1 管理员

半导体材料共经历了三个发展阶段。第一阶段出现在 20 世纪 50 年代,以硅(Si)、 锗(Ge)为代表的第一代半导体材料,主要用于分立器件和芯片制造,并引发 了以集成电路为核心的微电子产业的迅速发展,在信息技术、航空航天、国防军 工、光伏等领域应用极其广泛。第二阶段是 20 世纪 90 年代,以砷化镓(GaAs)、 磷化铟(InP)等化合物为代表的化合物半导体材料,使半导体材料进入光电子 领域,主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件,也是制作高性能微 波、毫米波器件的优良材料,广泛应用在微波通信、光通信、卫星通信、光电器 件、激光器和卫星导航等领域。第三阶段是本世纪初,以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等为代表的宽禁带半导体材料,在禁带宽度、击穿电场强度、饱和电 子漂移速率、热导率以及抗辐射等关键参数方面具有显著优势,满足了现代工业 对高功率、高电压、高频率的需求,广泛用于制作高温、高频、大功率和抗辐射 电子器件,应用于半导体照明、5G 通信、卫星通信、光通信、电力电子、航空 航天等领域。半导体衬底材料包括硅材料和 GaAs、SiC、GaN 等化合物半导体材料。

凭借成 熟制程及较低成本的优势,第一代硅质半导体材料制作的元器件已成为了电子电 力设备中不可或缺的组成部分,硅也是目前技术最成熟、使用范围最广、市场占 比最大的衬底材料。但硅质半导体材料受限于自身性能,无法在高温、高频、高 压等环境中使用,化合物半导体材料因此崭露头角。化合物半导体材料拥有高电 子迁移率、直接能隙与宽能带等特性,恰好符合半导体产业发展所需,随着材料 制备技术与下游应用市场的成熟,以 GaAs、SiC、GaN 为代表的化合物半导体 衬底材料市场空间不断拓展。现阶段,全球 95%以上的半导体芯片和器件是用硅片作为基础功能材料而生产 的。硅片占整个半导体材料市场的 35%左右,市场空间约为 80 亿美元,硅基芯 片市场规模高达 4000 多亿美元。然而,随着物联网、5G 时代的到来,以砷化 镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等为代表的化合物半导体正快速 崛起中。据半导体行业观察的数据,2018 年 GaAs、GaN 与 SiC 的产业销售额 分别约为 3500 亿元、238 亿元和 64 亿元,化合物半导体的市场规模在不断扩 大。 国内第三代半导体器件市场拥有巨大增长空间,倒逼上游材料端发展。据赛迪 顾问统计,2019 年国内第三代半导体器件市场规模达到 86.29 亿元,增长率为 99.7%,到 2022 年,中国第三代半导体器件市场规模有望冲破 608.21 亿元, 增长率为 78.4%。第三代半导体器件广泛应用于“新基建”项目,也是实现“碳中 和“的重要路径。国内在 5G 通讯、新能源等新兴产业的技术水平、产业化规模 等方面处于国际优势地位,下游应用需求强劲将促进国内上游半导体行业的持续 发展,进一步提高半导体企业在国际市场的影响力。

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标签: 3C电子|微纳电子|家电

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