化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析報(bào)告VIP

1、化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析報(bào)告人：袁清升丁酉年作一、化合物半導(dǎo)體概述一、化合物半導(dǎo)體概述二、化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析二、化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析三、我國(guó)化合物半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)三、我國(guó)化合物半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)四、化合物半導(dǎo)體投資策略與建議四、化合物半導(dǎo)體投資策略與建議概要概要一、化合物半導(dǎo)體概述一、化合物半導(dǎo)體概述定義與分類定義與分類優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展及特點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展及特點(diǎn)二、化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析二、化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析三、我國(guó)化合物半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)三、我國(guó)化合物半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)四、化合物半導(dǎo)體投資策略與建議四、化合物半導(dǎo)體投資策略與建議概要概

2、要化合物半導(dǎo)體是區(qū)別于硅和鍺等單質(zhì)的一類半導(dǎo)體化合物半導(dǎo)體是區(qū)別于硅和鍺等單質(zhì)的一類半導(dǎo)體主要包括砷化鎵、磷化銦、氮化鎵、碳化硅、氧化鋅、鈣鈦礦、氧化鎵等化學(xué)元素組成為化合物主要包括砷化鎵、磷化銦、氮化鎵、碳化硅、氧化鋅、鈣鈦礦、氧化鎵等化學(xué)元素組成為化合物的材料。的材料?；衔锇雽?dǎo)體器件是用以上材料替代硅材料制成的半導(dǎo)體器件?；衔锇雽?dǎo)體器件是用以上材料替代硅材料制成的半導(dǎo)體器件。砷化鎵、磷化銦、氮化鎵、碳化硅是四種已經(jīng)得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的化合物半導(dǎo)體。砷化鎵、磷化銦、氮化鎵、碳化硅是四種已經(jīng)得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的化合物半導(dǎo)體。與化合物半導(dǎo)體相關(guān)的定義與化合物半導(dǎo)體相關(guān)的定義分類分類通常所說(shuō)的化合物半

3、導(dǎo)體多指晶態(tài)無(wú)機(jī)化合物半導(dǎo)體，主要是二元化合物如：砷化鎵、磷化銦等通常所說(shuō)的化合物半導(dǎo)體多指晶態(tài)無(wú)機(jī)化合物半導(dǎo)體，主要是二元化合物如：砷化鎵、磷化銦等按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類：按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類：晶態(tài)無(wú)機(jī)化合物，如：晶態(tài)無(wú)機(jī)化合物，如：III-V族半導(dǎo)體；族半導(dǎo)體；氧化物半導(dǎo)體，如用于制造氣敏器件的氧化鋅氧化物半導(dǎo)體，如用于制造氣敏器件的氧化鋅ZnO等；等；IV-IV族半導(dǎo)體族半導(dǎo)體按照發(fā)展歷程分類：按照發(fā)展歷程分類：第一代半導(dǎo)體是第一代半導(dǎo)體是Si、Ge等單質(zhì)半導(dǎo)體材料；等單質(zhì)半導(dǎo)體材料；第二代半導(dǎo)體以第二代半導(dǎo)體以GaAs和和InP等材料為代表；等材料為代表；第三代半導(dǎo)體材料以第三代半導(dǎo)體材料以GaN和

4、和SiC等材料為代表。等材料為代表。優(yōu)勢(shì)介紹優(yōu)勢(shì)介紹化合物半導(dǎo)體相對(duì)于硅、具有化合物半導(dǎo)體相對(duì)于硅、具有直接禁帶結(jié)構(gòu)，且禁帶寬度更大；直接禁帶結(jié)構(gòu)，且禁帶寬度更大；電子飽和漂移速度更高等特點(diǎn)；電子飽和漂移速度更高等特點(diǎn)；性能優(yōu)異性能優(yōu)異光電性能優(yōu)異、高速、高頻、大功率光電性能優(yōu)異、高速、高頻、大功率耐高溫和高輻射等特征；耐高溫和高輻射等特征；具有先天優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于具有先天優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于光電及微波器件光電及微波器件電力電子器件。電力電子器件。產(chǎn)業(yè)鏈介紹產(chǎn)業(yè)鏈介紹半導(dǎo)體主要由四個(gè)組成部分組成，通常將半導(dǎo)體和集成電路等價(jià)：半導(dǎo)體主要由四個(gè)組成部分組成，通常將半導(dǎo)體和集成電路等價(jià)：集成電路集成電路(約

5、占約占81%)；光電器件光電器件(約占約占10%)；分立器件分立器件(約占約占6%)；傳感器傳感器(約占約占3%)集成電路按產(chǎn)品種類又主要分為四大類：微處理器，存儲(chǔ)器，邏輯器件，模擬器件。集成電路按產(chǎn)品種類又主要分為四大類：微處理器，存儲(chǔ)器，邏輯器件，模擬器件。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈：?jiǎn)尉бr底-材料制造-外延生長(zhǎng)-設(shè)計(jì)-芯片加工-封裝測(cè)試。第二代及第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈展示第二代及第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈展示1.砷化鎵：砷化鎵：GaAs單晶棒單晶棒-GaAs襯底片襯底片-外延外延-集成電路設(shè)計(jì)集成電路設(shè)計(jì)-器件制造器件制造-封裝測(cè)試封裝測(cè)試 GaAs產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)了一定程度的分工，但是IDM模式依舊是主

6、流，全球占比前五的企業(yè)中，除了專業(yè)的代工臺(tái)灣穩(wěn)懋，其余均是集設(shè)計(jì)、芯片制造和封裝測(cè)試為一體的IDM企業(yè)。2.磷化銦：磷化銦： InP與GaAs產(chǎn)業(yè)鏈非常相似，境外企業(yè)重合較大，境內(nèi)企業(yè)數(shù)量較少，只在襯底環(huán)節(jié)有少量公司。3.氮化鎵：氮化鎵：GaN單晶襯底單晶襯底- GaN外延生長(zhǎng)外延生長(zhǎng)-設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)- GaN 器件制造器件制造-封裝測(cè)試。封裝測(cè)試。 GaN器件具有明確的產(chǎn)業(yè)鏈分工， GaN電力電子器件和微波射頻器件除了GaN襯底環(huán)節(jié)外，其他環(huán)節(jié)以IDM企業(yè)為主。4.碳化硅：碳化硅： SiC電力電子器件多為IDM企業(yè)，產(chǎn)業(yè)分工不顯著，少有專門的設(shè)計(jì)公司。光電器件光電器件應(yīng)用領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域及產(chǎn)

7、業(yè)特點(diǎn)電力電子器件電力電子器件航空航天航空航天光子、量子等高端集成電路光子、量子等高端集成電路微波射頻器件微波射頻器件1、發(fā)展模式逐漸由、發(fā)展模式逐漸由IDM模式轉(zhuǎn)化為代工生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)化為代工生產(chǎn)2、化合物半導(dǎo)體制造不追求最先進(jìn)的制程工藝、化合物半導(dǎo)體制造不追求最先進(jìn)的制程工藝3、各國(guó)政府高度重視，發(fā)布計(jì)劃推動(dòng)發(fā)展、各國(guó)政府高度重視，發(fā)布計(jì)劃推動(dòng)發(fā)展4、國(guó)際龍頭企業(yè)加緊布局，兼并重組日益加劇、國(guó)際龍頭企業(yè)加緊布局，兼并重組日益加劇產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)特特點(diǎn)點(diǎn)軍工軍工一、化合物半導(dǎo)體概述一、化合物半導(dǎo)體概述二、化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析二、化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析襯底材料襯底材料材料外延材料外延器件制造器件制造三、

8、我國(guó)化合物半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)三、我國(guó)化合物半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)四、化合物半導(dǎo)體投資策略與建議四、化合物半導(dǎo)體投資策略與建議概要概要襯底材料概述襯底材料概述化合物半導(dǎo)體單晶襯底材料：化合物半導(dǎo)體單晶襯底材料：主要有主要有GaAs、InP、GaN、SiC等。等。GaAs和和InP的制造方法均相同：的制造方法均相同：均使用均使用VGF或或LEC等熔融液態(tài)凝固結(jié)晶。等熔融液態(tài)凝固結(jié)晶。 GaN主要使用氫化物氣相外延法主要使用氫化物氣相外延法薄膜外延法。薄膜外延法。SiC單晶襯底單晶襯底主要使用基于籽料晶的主要使用基于籽料晶的PVT法。法。國(guó)內(nèi)開(kāi)始批量生產(chǎn)4英寸SiC導(dǎo)電襯底并開(kāi)發(fā)出6英寸樣品；但國(guó)產(chǎn)

9、SiC襯底仍存在相對(duì)較高的位錯(cuò)缺陷密度。國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)出射頻器件用2英寸SiC高阻襯底材料；目前能夠批量供應(yīng)2英寸GaN襯底，已開(kāi)發(fā)出4英寸GaN襯底樣品。InP單晶襯底制造技術(shù)與GaAs幾乎一致GaASInP液封提拉法垂直梯度冷凝法垂直布里奇法5G改進(jìn)的LEC和VGF法將成為未來(lái)InP單晶生長(zhǎng)的主流技術(shù)襯底材料的主流制造技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)襯底材料的主流制造技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)在產(chǎn)品質(zhì)量和不斷降低成本的要求下，不斷改進(jìn)的LEC和VGF法將是主流方向主要是PVT、HTCVD和LPE法；目前主流方法是PVT法；SiC大尺寸和高質(zhì)量SiC生長(zhǎng)技術(shù)是未來(lái)趨勢(shì)HVPE法GaN同質(zhì)外延依然是GaN器件的技術(shù)改進(jìn)方向Ga

10、N襯底材料市場(chǎng)分析襯底材料市場(chǎng)分析-1-11、 GaAs襯底襯底（1）主要產(chǎn)品GaAs襯底主要為半絕緣GaAS和半導(dǎo)體GaAS；（2）市場(chǎng)規(guī)模半絕緣砷化鎵1.4億美元；半導(dǎo)體砷化鎵3.7億美元；（3）產(chǎn)品價(jià)格半絕緣砷化鎵6英寸110-150美元/片；半導(dǎo)體砷化鎵4英寸20-30美元/片；2、 InP襯底襯底（1）主要產(chǎn)品 InP襯底主要分為半絕緣InP和半導(dǎo)體InP ；（2）市場(chǎng)規(guī)模半絕緣InP 5000萬(wàn)美元；半導(dǎo)體InP 3000萬(wàn)美元；（3）產(chǎn)品價(jià)格半絕緣InP 2英寸200-300美元/片；半導(dǎo)體InP2英寸150-200美元/片；襯底材料市場(chǎng)分析襯底材料市場(chǎng)分析-2-23、GaN襯底

11、襯底（1）主要產(chǎn)品GaN襯底主要分為單晶襯底和厚膜襯底（2）市場(chǎng)規(guī)模GaN 襯底全球2-3億美元；國(guó)內(nèi)2500萬(wàn)元；（3）產(chǎn)品價(jià)格半絕緣GaN 2英寸3000美元/片；4、 SiC襯底襯底（1）主要產(chǎn)品SiC襯底主要分為半絕緣型和半導(dǎo)電型；（2）市場(chǎng)規(guī)模國(guó)際1.6億美元；國(guó)內(nèi)6億元；（3）產(chǎn)品價(jià)格n型SiC6襯底6英寸7000元/片；半絕緣型襯底6英寸20000元/片；材料外延技術(shù)發(fā)展材料外延技術(shù)發(fā)展外延是指以襯底晶格向外延伸的形式生長(zhǎng)新晶體的過(guò)程，是一種薄膜生長(zhǎng)工藝；外延是指以襯底晶格向外延伸的形式生長(zhǎng)新晶體的過(guò)程，是一種薄膜生長(zhǎng)工藝；主要采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積或分子束外延方法主要采用金屬

12、有機(jī)化學(xué)氣相沉積或分子束外延方法1、 GaAs異質(zhì)結(jié)雙載流子贗高遷移率晶體管的外延結(jié)構(gòu)是異質(zhì)結(jié)雙載流子贗高遷移率晶體管的外延結(jié)構(gòu)是GaAs外延片的發(fā)展趨勢(shì)；外延片的發(fā)展趨勢(shì)；2、GaNGaN-on-SiC外延片主要用于制造微波射頻器件外延片主要用于制造微波射頻器件3、 SiCSiC的無(wú)偏移或小偏移外延是發(fā)展的重要方向。的無(wú)偏移或小偏移外延是發(fā)展的重要方向。國(guó)內(nèi)已成功批量生產(chǎn)6英寸N型SiC外延片，6寸P型SiC外延材料實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。GaN外延材料方面，已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的6英寸Si基GaN外延材料和器件，GaN外延層厚度超過(guò)5m（耐壓600V）。材料外延市場(chǎng)分析材料外延市場(chǎng)分析1 1、 GaAs G

13、aAs外延片外延片（1 1）市場(chǎng)規(guī)模：）市場(chǎng)規(guī)模：預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)1.81.8億美元；億美元；（2 2）產(chǎn)品價(jià)格：）產(chǎn)品價(jià)格：半絕緣砷化鎵外延片半絕緣砷化鎵外延片6 6英寸英寸150-200150-200美元美元/ /片；片；3 3、 SiCSiC外延片外延片（1 1）市場(chǎng)規(guī)模：）市場(chǎng)規(guī)模：預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)1 1億美元；億美元；（2 2）產(chǎn)品價(jià)格：）產(chǎn)品價(jià)格：SiCSiC外延片外延片6 6英寸英寸80008000元元/ /片；片；2 2、 GaN GaN外延片外延片（1 1）市場(chǎng)規(guī)模：）市場(chǎng)規(guī)模：預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)1 1億美元；億美元；（2 2）產(chǎn)品價(jià)格：）產(chǎn)品價(jià)格：GaN-on-SiCGaN-on-SiC外延片外延片

14、4 4英寸英寸30003000美元美元/ /片；片；器件制造技術(shù)發(fā)展器件制造技術(shù)發(fā)展1、 GaAs器件：器件：微波器件主流制造工藝包括微波器件主流制造工藝包括HBT工藝、工藝、pHEMT工藝或者兩者的結(jié)合；工藝或者兩者的結(jié)合；2、GaN器件：器件：GaN器件工藝分為器件工藝分為HEMT、HBT射頻工藝射頻工藝和和SBD、PowerFET電力電子工藝兩大類；電力電子工藝兩大類；3、 SiC器件：器件：SiC電力電子器件制造技術(shù)包括二極管工藝電力電子器件制造技術(shù)包括二極管工藝和晶體管工藝，與和晶體管工藝，與Si電力電子器件的功能和電力電子器件的功能和結(jié)構(gòu)類似。結(jié)構(gòu)類似。已形成了系列化GaN微波功率

15、器件和單片微波集成電路（MMIC）產(chǎn)品。開(kāi)發(fā)了5G通信用GaN功率MMIC。已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了耐壓超過(guò)900V的Si上GaN電力電子器件，性能與國(guó)際先進(jìn)水平有一定差距，暫未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。器件制造市場(chǎng)分析器件制造市場(chǎng)分析1 1、 GaAsGaAs器件器件光電領(lǐng)域：照明、顯示和通信；光電領(lǐng)域：照明、顯示和通信；微電子領(lǐng)域：射頻器件、光纖通信和驅(qū)動(dòng)器件；微電子領(lǐng)域：射頻器件、光纖通信和驅(qū)動(dòng)器件；2 2、GaNGaN器件器件射頻器件：射頻器件：PAPA、LNALNA、開(kāi)關(guān)器、開(kāi)關(guān)器、MMICMMIC，面向通信基站、，面向通信基站、衛(wèi)星、雷達(dá)等市場(chǎng)；衛(wèi)星、雷達(dá)等市場(chǎng)；電力電子器件：電力電子器件：SBDSB

16、D、常關(guān)型、常關(guān)型FETFET、常開(kāi)型、常開(kāi)型FETFET，面向，面向無(wú)線充電、電源開(kāi)關(guān)、逆變器、換流器；無(wú)線充電、電源開(kāi)關(guān)、逆變器、換流器；3 3、 SiCSiC器件器件SiCSiC器件以電力電子器件為主，市場(chǎng)上主要產(chǎn)品有器件以電力電子器件為主，市場(chǎng)上主要產(chǎn)品有SBDSBD和和MOSFETMOSFET。市場(chǎng)規(guī)模：市場(chǎng)規(guī)模：20202020年會(huì)達(dá)到年會(huì)達(dá)到130130億美元。億美元。市場(chǎng)規(guī)模：超過(guò)市場(chǎng)規(guī)模：超過(guò)100100億元人民幣。億元人民幣。市場(chǎng)規(guī)模：超過(guò)市場(chǎng)規(guī)模：超過(guò)150150億美元。億美元。小結(jié)：以小結(jié)：以SiCSiC為例談產(chǎn)業(yè)鏈為例談產(chǎn)業(yè)鏈一、化合物半導(dǎo)體概述一、化合物半導(dǎo)體概述二

17、、化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析二、化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析三、我國(guó)化合物半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)三、我國(guó)化合物半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)四、化合物半導(dǎo)體投資策略與建議四、化合物半導(dǎo)體投資策略與建議概要概要機(jī)遇機(jī)遇一、一、“超越摩爾定律超越摩爾定律”為產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)新機(jī)遇為產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)新機(jī)遇二、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)巨大產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化需求強(qiáng)烈二、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)巨大產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化需求強(qiáng)烈三、國(guó)家政策密集發(fā)布為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供保障三、國(guó)家政策密集發(fā)布為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供保障四、前期四、前期LEDLED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展使得產(chǎn)業(yè)配套較為完善產(chǎn)業(yè)的發(fā)展使得產(chǎn)業(yè)配套較為完善五、代工生產(chǎn)線建設(shè)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供制造業(yè)支撐五、代工生產(chǎn)線建設(shè)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供制造業(yè)支撐挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)國(guó)際社

18、會(huì)對(duì)中國(guó)的技術(shù)禁運(yùn)國(guó)際社會(huì)對(duì)中國(guó)的技術(shù)禁運(yùn)企業(yè)非常弱小企業(yè)非常弱小抗風(fēng)險(xiǎn)能力較弱抗風(fēng)險(xiǎn)能力較弱市場(chǎng)需求可能不及預(yù)期市場(chǎng)需求可能不及預(yù)期設(shè)計(jì)企業(yè)非常弱小，難以填充代工生產(chǎn)線的產(chǎn)能設(shè)計(jì)企業(yè)非常弱小，難以填充代工生產(chǎn)線的產(chǎn)能一、化合物半導(dǎo)體概述一、化合物半導(dǎo)體概述二、化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析二、化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分析三、我國(guó)化合物半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)三、我國(guó)化合物半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)四、化合物半導(dǎo)體投資策略與建議四、化合物半導(dǎo)體投資策略與建議概要概要1.1.技術(shù)合作技術(shù)合作1 引進(jìn)襯底制造技術(shù)引進(jìn)襯底制造技術(shù)2引進(jìn)臺(tái)灣代工制造技術(shù)引進(jìn)臺(tái)灣代工制造技術(shù)3建立合資公司，獲得技術(shù)授權(quán)建立合資公司，獲得技術(shù)授權(quán)投資策略與建議投資策略與建議1-1-對(duì)外收購(gòu)對(duì)外收購(gòu)2.2.對(duì)外收購(gòu)對(duì)外收購(gòu)收購(gòu)設(shè)備制造企業(yè)收購(gòu)設(shè)備制