2024年全球第三代半导体材料市场现状分析 技术和市场规模均保持高速发展【组图】

卢敏

行业主要上市公司:华润微(688396);三安光电(600703);士兰微(600460);斯达半导(603290);天岳先进(688234)等

本文核心数据:市场规模,渗透率,市场预测

1、全球第三代半导体材料行业发展环境

第三代半导体材料引发全球瞩目,并成为半导体技术研究前沿和产业竞争焦点,美、日、欧等国都在积极进行战略部署。主要国家政府的部署情况如下:

图表1:全球部分国家/地区第三代半导体材料行业发展环境分析

2、全球第三代半导体材料行业技术进展

——碳化硅:8英寸SiC晶圆开始商业化量产

2022年4月Wolfspeed莫霍克谷工厂8英寸SiC衬底正式投产,9月又宣布再次投资13亿美元,在北卡罗来纳州建设8英寸SiC衬底工厂;Onsemi 8英寸SiC晶圆衬底样品面世,预计在2024年实现样品认证,2025年实现规模出货;Soitec发布首款8英寸SiC衬底产品;Sumitomo Metal子公司Sicoxs开建8英寸SiC复合衬底产线。此外,SiC外延供应商Showa Denko宣布8英寸SiC外延片样品开始供货。晶圆代工领域除汉磊、X-Fab外,韩国DB HiTek和联电也在加快8英寸晶圆制造布局。

图表2:国际SiC代表企业技术进展情况

——氮化镓:制备出6英寸GaN单晶

Toyoda Gosei与大阪大学合作,采用钠助溶剂液相法,在蓝宝石衬底上生长出高质量籽晶,然后再经过HVPE法生长出6英寸GaN单晶。GaN衬底激光剥离技术取得进展,包括诺贝尔物理学奖获得者天野浩在内的日本研究团队发表GaN衬底激光减薄新技术,通过背面激光照射法来剥离器件层,最大幅度减少GaN衬底的消耗;该技术可在器件制造之后开展,将GaN衬底生产效率提升3倍,同时省去衬底抛光工艺,有助于帮助降低GaN晶圆制造成本,也有望应用于 SiC单晶切割。韩国IVworks与美国Applied Materials合作,利用MBE方法制备适用1200V的6英寸和8英寸GaN外延片,并通过混合 MBE设备监测GaN薄膜层的厚度,以此提高产量。

3、全球第三代半导体材料行业发展现状

——市场规模

目前,第三代半导体材料研发较为成熟的材料有SiC和GaN,ZnO、金刚石、氮化铝等材料的研究则尚属于起步阶段。从SiC和GaN的整体市场规模来看,2018-2022年,全球SiC和GaN材料的市场规模逐年增长。2022年,综合Yole、IHS的数据显示,全球SiC和GaN的整体市场规模达36.1亿美元,较2021年增长了49.42%。经初步估计,2023年全球SiC和GaN的整体市场规模或达到43亿美元。

图表3:2018-2023年全球第三代半导体材料(SiC功率器件、GaN射频器件)市场规模(单位:亿美元)

——渗透率

整体来看,目前第三代半导体的发展已进入快速成长期,根据Yole的数据,第三代半导体功率器件(含SiC和GaN)2022年占整体半导体功率器件市场的比例为约5%-6.5%%。

图表4:2022年全球第三代半导体材料功率器件渗透率(单位:%)

4、市场预测:到2029年市场规模可达218亿美元

随着5G、新能源汽车、国防军事应用的增加,全球第三代半导体材料市场在未来五年将保持较高增速增长。综合Yole等公司数据,CASA预计到2026年SiC电力电子市场规模将达48亿美元,GaN电力电子器件市场规模将超过20亿美元,合计规模将超92亿美元,2029年市场可达178亿美元以上;综合Yole及Trendforce数据,GaN射频器件及模组市场未来几年将保持18%的增速,到2026年市场规模约为24亿美元,按此增速到2029年规模可达39亿美元,第三代半导体材料总体规模可达218亿美元。

图表5:2024-2029年全球第三代半导体材料(SiC、GaN)市场规模预测(单位:亿美元)

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国第三代半导体材料行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

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卢敏

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卢敏(前瞻产业研究院研究员)

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