2017年中国化合物半导体行业情况分析

　　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

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　　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

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　　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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