CSE原创 中国化合物半导体产业图鉴与趋势研判
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CSE原创 中国化合物半导体产业图鉴与趋势研判

  • 产品概述

  化合物半导体产业是一个高度专业化和技术密集型的领域,它专注于制造由两种或更多种元素组成的半导体材料。这些材料通常包括第三族至第五族元素(如砷化镓GaAs、氮化镓GaN)或第二族至第六族元素(如碲化镉CdTe),它们拥有比硅更优的电子特性,例如更高的电子迁移率、更好的热导率和直接带隙,这使得它们在高频、高速、高功率及光电器件应用中表现卓越。

  目前,化合物半导体产业是一个迅速走向成熟的产业,涵盖从晶体生长、晶圆制造、前端工艺处理直至测试与封装设备等关键环节。以化合物半导体产业链中重要的衬底市场为例,据国际研究机构预测,在2023年至2029年间,其价值预计将以17%的复合年增长率(CAGR)攀升,至2029年,该市场规模有望达到33亿美元。这一显著的增长势头得到了一直在升级的关键基础设施的支持。

  在SiC方面,国内产业链已经初步形成,并且正在加速布局。中国在SiC衬底和外延片制造方面取得了显著进展,部分企业如天科合达、山东天岳等6英寸衬底已经批量生产并占据一定市场占有率,8英寸衬底开始小规模发货,多家企业更是相继公布12英寸样片。中游的器件和模块制造环节也逐渐成熟,多家公司正在扩大其SiC功率器件的产能。下游应用市场大多分布在在新能源汽车、充电桩、光伏逆变器等领域,随着政策支持和技术进步,SiC器件的应用前景广阔。

  GaN在中国的发展势头迅猛,尤其是在快充技术和5G通信基站建设的推动下。上游材料企业已经实现了GaN单晶衬底的小批量产业化,并且正在进行更大尺寸衬底的研发。中游制造方面,厂商专注于GaN功率器件、射频器件和光电器件的开发与生产。下游应用场景最重要的包含消费电子科技类产品中的快速充电器、无线充电设备,电信基础设施中的高频放大器以及LED照明显示和蓝绿激光器等。此外,由于GaN在军事和航空航天领域的特殊性能需求,该领域也是重要的发展趋势之一。

  GaAs作为第二代半导体材料,在中国的产业链相对成熟,特别是在光电器件和无线通信组件方面存在广泛应用。近年来,随着5G网络建设和物联网市场的扩张,对于高性能GaAs器件的需求持续增长。InP在国内的发展虽然起步较晚,但因其优异的电学特性而在某些特定应用中显示出巨大潜力。目前,国内少数几家科研机构和企业掌握了2-6英寸InP衬底的生产的基本工艺。InP大多数都用在高端光通信产品,如高速激光器、探测器及调制器,特别是在数据中心内部连接和长途传输网路中有重要地位。

  展望2025年,化合物半导体产业预计将迎来持续的增长和技术革新。尽管SiC在电动车市场增长放缓的背景下承受很多压力,但随着电力建设项目的持续推动,库存问题有望得到缓解,市场将继续保持增长。氮化镓GaN则凭借其高频高效的优势,在数据中心和卫星通信领域展现出强劲的发展势头,成为新一代无线基础设施建设的首选材料。

  政府对化合物半导体行业的支持一如既往地坚定,通过实施税收减免、提供研发资金等政策措施,积极促进产业进步。这不仅激发了国内企业的创新活力,还吸引了大量资本投入,加速了研发技术和产品商业化的步伐。

  随着产业链结构一直在优化,设计与制造环节的专业分工趋势愈发明显,专业代工厂数量预期将有所增加,从而提升了行业的灵活性和响应速度。

  此外,区域集中度的提升也将是2025年的显著特征之一。这一些因素综合作用,巩固了中国在全球化合物半导体市场中的主体地位,为行业未来的蓬勃发展奠定了坚实基础。

  中国化合物半导体产业链已经基本形成,具备了一定的国际竞争力。尤其是在光电子领域实现了自主发展,微波射频技术开始国产化,功率电子领域也推动了产业链能力的提升。并且,在全产业链上无明显卡点,在装备方面国产化发展空间更大。

  国内化合物半导体产业已形成了五大重点区域,包括京津冀鲁、长三角、珠三角、闽三角和中部地区。这些区域的布局有助于分散风险并促进产业的均衡发展。京津冀鲁地区是技术创新的重要策源地,长三角地区成为化合物半导体产品的生产重镇,珠三角以其开放的市场环境和强大的资金支持,吸引着国内外资本和技术的汇聚,闽三角地区通过独特的地理位置优势,促进了海峡两岸半导体产业的合作交流;而中部地区,则以其较低的经营成本和政策优惠,为产业高质量发展提供了广阔的空间。例如,处于中部的武汉光谷等地区通过九峰山论坛等活动,积极推动化合物半导体全产业链的发展,形成了较为完善的科研、中试和生产基地。这些区域努力打造化合物半导体产业高地,吸引国内外企业合作。

  随着化合物半导体技术在新能源汽车、光电存储与充电系统(光储充)、轨道交通、以及新型显示科技等多个关键领域的应用不断深化和扩展,市场需求呈现出迅速增加的趋势。尤其是在国内新能源乘用车市场,这一趋势尤为显著。根据最新数据,在2024年的前三个季度里,支持800V平台的新能源车辆中,采用SiC器件的车型比例已经攀升至74%,较上一年度提升了15个百分点。这一明显地增长不仅体现了行业对高效能、高性能组件需求的提升,也彰显了化合物半导体技术在推动绿色能源转型中的重要作用。

  2024年,各地政府积极做出响应国家战略部署,纷纷出台了一系列鼓励化合物半导体产业高质量发展的政策措施,旨在促进技术革新、加速产业升级,并构建更完善的产业链生态。在长期资金市场上,化合物半导体领域的投资热度持续高涨,多家企业成功完成超过5亿元人民币的大额融资。基于政策和资金支持,产内多个标志性项目取得了显著进展。例如,重庆三安的8英寸SiC衬底工厂于9月成功点亮并通线,士兰微电子位于厦门的8英寸碳化硅芯片生产线月进入了土方工程的收尾阶段。这些项目的顺利推进,不仅体现了国内企业在化合物半导体领域不断攀升的技术实力,也为未来市场的供应稳定性和产品质量提升提供了强有力的支撑。05技术创新与突破

  国内科研团队在化合物半导体领域取得多项技术突破。例如,芯联集成在5月宣布成功下线英寸碳化硅工程批次,标志着国产8英寸碳化硅晶圆生产迈入国产化阶段。三安光电与厦门大学合作,成功研发出超8瓦大功率InGaN蓝光激光器,应用于显示、材料加工、通信等领域。九峰山实验室成功点亮集成到硅基芯片内部的激光光源,为智能设备和数据中心的未来发展奠定了基础。这些成就不仅展示了中国科研人员的创新能力,也标志着中国在全球半导体产业竞争中的地位得到了显著提升。【以上内容仅供参考】

  2025九峰山论坛暨化合物半导体产业博览会将于4月23-25日在武汉光谷科技会展中心启幕,本届论坛将延续“1个主论坛+N个专题论坛+N个特色活动”的多元化架构,为参会者提供全方位、多层次的交流体验,化合物半导体产业博览会也将首次超过2万平方米,拟邀展商数量超越300家,规模创新高!

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