2018年中国磷化铟（InP）行业市场规模及行业格局分析[图]

    常见的半导体材料以物理性能区分可划分为三代，其中第一代半导体以Si、Ge为代表，第二代半导体以GaAs、InP为代表，第三代半导体以GaN、SiC为代表。5G高频、高速、高功率的特点对功率放大器（PA）的高频、高速以及功率性能要求进一步提升，也对制备PA器件的半导体材料的性能要求更为严格。

    高工作频段要求半导体材料具备更高的饱和速度和电子迁移率。载流子饱和速度和电子迁移率越高，半导体器件工作速度则越快。因此5G高工作频段对半导体材料的饱和速度和电子迁移率要求更高。第二代半导体GaAs和InP的电子迁移率分别是Si的5倍和4倍左右，而第二代、第三代半导体的饱和速度均为Si的2倍以上，更为适合于5G射频器件应用。

半导体材料

数据来源：公开资料整理

    第一代、第二代、第三代半导体物理性能参数对比

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    智研咨询发布的《2020-2026年中国磷化铟产业发展态势及市场盈利预测报告》数据显示：全球半导体市场在2019年表现不佳，但有望在2020年重新增长。2019年全球半导体市场规模将同比下滑12.93%，受影响最严重的产品包括DRAM、NAND闪存、通用微处理器（MPU）、32位微控制器（MCU）和模拟应用专用集成电路（ASIC）；2020年全球半导体市场规模将达4480亿美元，同比实现5.9%增幅，半导体市场的颓势将得到逆转。2020年全球多国都将进入5G时代，智能手机市场将大幅扩大，加上自动驾驶汽车、物联网（IoT）、数据中心等产业的快速发展，将大大带动半导体市场的增长。

全球半导体市场规模及变动情况

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    磷化铟（InP）半导体材料同硅和砷化镓材料相比具有高的电光转换效率，高的电子迁移率，高的工作温度，以及强抗辐射能力的特点，因而在民用和军事领域的应用广泛，例如在太赫兹(THz)、激光器、太阳能电池、光电探测器和光纤网络系统等领域，包括入户光纤和数据中心传输，以及目前正在大力发展的5G移动网络等，这些都给InP衬底材料带来巨大的市场前景。InP半导体材料具有宽禁带结构，并且电子在通过InP材料时速度快，这意味着用这种材料制作的器件能够放大更高频率或更短波长的信号。例如，在卫星领域，利用InP芯片制造的接收机和放大器就可以获得100GHZ以上的频率。另外，InP基的太阳能电池目前报道最高可以获得44.7%的转化效率，因此其在卫星通信业和卫星太阳能电池领域潜力巨大。因此，InP是一种比GaAs更先进的半导体材料，在光纤通信、毫米波和无线应用等方面具有明显的优势。

InP主要应用领域

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    InP晶圆市场真正的增长是在光子应用领域。在光通信领域，InP在发射、光检测、调制、混合等诸多功能上都具有很高的性能，但由于其成本较高，经常受到其他半导体材料的挑战。尽管如此，InP仍然是用于电信和数据通信应用的收发器中激光二极管不可或缺的构件。随着5G的快速发展和数据通信业务的迅猛增长，InP晶圆和外延片的需求都将快速提升，到2024年，InP市场规模将达到1.72亿美元，2018年至2024年的复合年增长率为14%。

InP应用市场规模预测

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InP市场规模（4英寸）

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    未来的无线通信网络频率高达25GHZ，硅和砷化镓无法做到该频率，但是其他化合物半导体又过于昂贵，磷化铟成本低、节能，性能好，在高端产品的民用化过程中，InP器件将获得巨大的发展。目前全世界只有美国的AXT，日本的SUMITOMOELECTRIC，英国的WAFERTECH和法国的INPACT少数几家公司能够满足未来对大尺寸晶体衬底的要求，InP未来市场发展前景广阔。目前InP市场中，常用的有2英寸和3英寸衬底，4英寸和6英寸衬底则是未来竞争的焦点。

    由于InP晶体生长设备和技术门槛极高，国内只有少数厂家和科研单位可以制造InP单晶生长设备和生长InP衬底。中国电科13所最早设计了国产InP高压单晶炉并制备了我国第一根InP单晶，其余的生产企业还包括鼎泰芯源、北京世纪金光、云南锗业、广东天鼎思科新材料、广东先导半导体材料、深圳泛美、南京金美镓业等。其中珠海鼎泰芯源通过与中科院半导体所的团队进行联合攻关，已掌握了2-6英寸衬底生产技术，产能为10万片/年（折合2英寸）。我国InP材料行业虽然在材料合成、晶体生长、材料热处理和材料特性等方面取得进步，也掌握了2-6英寸衬底片的技术，但国内企业产能规模仍然较小，大尺寸InP生产能力不足，市场主要掌握在外资企业中。随着5G发展及贸易保护主义抬头，中国芯片产业自主安全可控迫在眉睫，有望快速推进InP等芯片材料国产替代进程。

中国InP单晶生长设备和生长单晶衬底主要企业

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