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概述

调研大纲

　　概述

　　本报告研究全球与中国市场III-V族化合物半导体衬底材料的发展现状及未来趋势，分别从生产和消费的角度分析III-V族化合物半导体衬底材料的主要生产地区、主要消费地区以及主要的生产商。重点分析全球与中国市场的主要厂商产品特点、产品规格、不同规格产品的价格、产量、产值及全球和中国市场主要生产商的市场份额。主要生产商包括：

　　Sumitomo

　　日本JX

　　Freiberger

　　IQE

　　北京通美

　　云南锗业

　　先导稀材

　　中科晶电

　　针对III-V族化合物半导体衬底材料的特性，本报告可以将III-V族化合物半导体衬底材料分为下面几类，主要分析这几类产品的价格、销量、市场份额及增长趋势。主要包括

　　砷化镓

　　磷化铟

　　其他

　　针对III-V族化合物半导体衬底材料的主要应用领域，本报告提供主要领域的详细分析、每种领域的主要客户（买家）及每个领域的购买III-V族化合物半导体衬底材料的规模、市场份额及增长率。主要应用领域包括

　　光模块器件

　　传感器

　　射频器

　　LED

　　其他

　　由于磷化铟、砷化镓系元素周期表上的III族元素及V族元素的化合物，因此,磷化铟、砷化镓被称为III-V族化合物半导体材料。III-V族化合物半导体衬底材料在5G通信、数据中心、新一代显示、人工智能、可穿戴设备、无人驾驶等领域具有广阔的应用前景,是半导体产业重要的发展方向之一。

　　砷化镓衬底：砷和镓的化合物。砷化镓的禁带宽度大于硅，可以耐受更高电压；砷化镓的电子迁移率更是硅的6-7倍，因此高频性能十分优异。故在制作射频微波器件方面得到重要应用。

　　III-V族化合物半导体衬底材料行业的主要趋势之一是改进和开发新材料。研究人员正致力于开发具有更好性能的新型III-V族化合物半导体材料，例如更高的电子迁移率和更高的热稳定性的材料，这些新材料将使电子和光电设备的开发速度更快、效率更高。

　　III-V族化合物半导体衬底材料行业的另一个趋势是创新生产技术的使用。研究人员正在开发更高精度和更低的成本的新生产技术，这些技术包括外延生长和分子束外延（MBE），前延生长涉及在基板上生长薄层材料，后者涉及将单个原子沉积到基板上。

　　面向5G网络的III-V族化合物半导体材料的发展也是业界的一个重要趋势。5G网络需要高速和高频电子设备，而这通过使用III-V族化合物半导体材料成为可能。这些材料的开发将有助于创建速度更快、效率更高的5G设备。

　　III-V族化合物半导体衬底材料行业的另一个趋势是将这些材料用于电力电子领域。III-V族化合物半导体材料比传统的硅基半导体具有更好的电子性能，使其成为电力电子应用的理想选择。这包括电动汽车、可再生能源系统和高压电力系统等应用。

　　开发用于量子计算的III-V族化合物半导体材料也是业界发展的趋势。量子计算需要具有特定属性的材料，例如高电子迁移率和低噪声水平。III-V族化合物半导体材料非常适合这种应用，研究人员正在致力于开发满足量子计算系统要求的材料。

　　从区域分布来看，亚太地区有望继续主导III-V族化合物半导体衬底材料市场。这是由于该地区对高速和高频电子设备的需求不断增长，以及5G网络的日益普及。

　　III-V族化合物半导体衬底材料行业正处于增长期，并有望在未来几年继续扩大。新材料和改进材料的开发、创新生产技术的使用以及材料在各个行业的应用都是推动行业向前发展的趋势。

　　III-V族化合物半导体衬底材料产业链上游参与主体为原材料及生产设备供应商，提供红磷、金属铟、高纯砷、金属镓等原材料，以及提供PBN坩埚、晶体生长炉、研磨机、抛光机、切割机、检测设备等设备。

　　中游III-V族化合物半导体衬底材料制造是III-V族化合物半导体衬底材料产业链的核心环节，制造商通过将上游供应商提供的设备对原材料进行反应、加工、测试等一系列生产流程，生产出III-V族化合物半导体衬底材料。III-V族化合物半导体底衬材料的生产需要经过多晶合成、单晶生长后再经过切割、磨边、研磨、抛光、清洗等多道工艺后真空封装成品，其中多晶合成、单晶晶体生长是核心工艺。

图：III-V族化合物半导体衬底材料生产工艺

III-V族化合物半导体衬底材料行业分析

　　多晶合成：化合物半导体材料是由两种或两种以上元素以确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铟、砷化镓多晶，因此首先需要通过人工合成制备该等化合物多晶，将两种高纯度的单质元素按一定比例装入PBN坩埚中，在高温高压环境下合成化合物多晶。

　　单晶生长：化合物半导体单晶生长的制备方法有水平布里奇曼法（HB）、垂直布里奇曼法（VB）、液封切克劳斯基法（LEC）、垂直梯度冷凝法（VGF）。

　　在技术的迭代升级与产业融合的加速实施下，下游III-V族化合物半导体衬底材料可以被进一步运用到终端5G通信、新一代显示、无人驾驶、人工智能和可穿戴设备，广泛的应用场景将推动III-V族化合物半导体衬底材料产业进一步发展。

　　2022年全球III-V族化合物半导体衬底材料（折合2英寸）市场总销量为2781.6万片，预计到2029年市场总销量可达到5630.9万片，其中2023-2029年年复合增长率约为10.47%。2022年全球III-V族化合物半导体衬底材料市场总市场规模约为34.69亿元，预计到2029年将达到63.96亿元，其中2023-2029年年复合增长率约为9.08%。随着下游应用行业的增长以及新应用领域的拓展等因素，预计III-V族化合物半导体衬底材料市场将持续增长。

　　从区域生产来看，III-V族化合物半导体衬底材料技术在欧美、日韩、中国国家地区技术等较为成熟，其中欧美企业投入相关产品的研发和生产的时间早于其他国家，在研发生产方面处于国际领先地位，中国作为后起之秀则是得力于国家经济的大力发展以及政策的支持。

　　从区域消费来看，北美拥有最大市场份额，2022年销量为979.7万片，约占整体市场规模的35.22%，庞大的销售市场主要得益于美国发达的半导体制造行业。

　　从竞争格局来看，全球III-V族化合物半导体衬底材料市场集中度较为集中。全球Top 5企业主要是Sumitomo、北京通美、Freiberger、IQE和中科晶电，Top 5企业2022年的合并市场占有率为67.13%，未来还会呈现出向更分散的方向发展趋势。这主要是由于头部企业生产结构的转型，部分企业将研发生产重心移至III-V族化合物半导体衬底材料的下游应用产品上，还有就是排名靠后的企业开始掌握核心技术，奋起直追。

　　从产品分类来看，III-V族化合物半导体衬底材料主要分为砷化镓衬底材料和磷化铟衬底材料。其中，2022年全球市场中砷化镓衬底材料销量为2692.5万片，市场占比96.80%，远大于磷化铟衬底材料的市场份额。

　　从应用市场来看，2022年全球III-V族化合物半导体衬底材料下游需求最大的市场是LED，销量为1069.8万片，市场占比38.46%，随着下游应用领域的不断发展以及新应用市场的开发，未来光模块器件、传感器、射频器应用领域的III-V族化合物半导体衬底材料占比将会逐渐升高。