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磷化铟衬底行业概况

(1)磷化铟简介

磷化铟是磷和铟的化合物,磷化铟作为半导体材料具有优良特性。使用磷化铟衬底制造的半导体器件,具备饱和电子漂移速度高、发光波长适宜光纤低损通信、抗辐射能力强、导热性好、光电转换效率高、禁带宽度较高等特性,因此磷化铟衬底可被广泛应用于制造光模块器件、传感器件、高端射频器件等。20世纪90年代以来,磷化铟技术得以迅速发展,并逐渐成为主流半导体材料之一。由于下游市场需求有限以及成本较高,磷化铟衬底市场规模相对较小。未来,在数据中心、5G通信、可穿戴设备等新兴市场需求的带动下,磷化铟衬底市场规模将持续扩大,成本也将随着规模效应而降低,进一步促进下游应用领域的发展。

(2)磷化铟行业发展情况

磷化铟产业链上游为晶体生长、衬底和外延片的生产加工环节。从衬底生产的原材料和设备来看,其中原材料包括金属铟、红磷、坩埚等;生产设备涉及晶体生长炉、研磨机、抛光机、切割机、检测与测试设备等。产业链中游包括集成电路设计、制造和封测环节。产业链下游应用主要涉及光通信、无人驾驶、人工智能、可穿戴设备等多个领域。

磷化铟产业链

 

磷化铟产业链上游企业包括衬底厂商及外延厂商,如北京通美、日本JX、Sumitomo及其他国内衬底厂商以及IQE、台湾联亚光电、台湾全新光电、II-VI、台湾英特磊等外延厂商,器件领域包括Finisar、Lumentum、AOI、Mitsubishi等企业,下游主机厂商包括华为、中兴、Nokia、Cisco等企业,终端应用包括中国移动、中国电信、中国联通、腾讯、阿里巴巴、Apple、Google、Amazon、Meta等企业。

磷化铟单晶批量生长的技术主要包括LEC法、VGF法和VB法。北京通美和Sumitomo分别使用VGF和VB技术可以生长出直径6英寸磷化铟单晶,日本JX使用LEC技术可以生长出直径4英寸的磷化铟单晶。

从市场格局来看,磷化铟衬底材料市场头部企业集中度很高,主要供应商包括Sumitomo、北京通美、日本JX等。中金企信数据显示,2020年全球前三大厂商占据磷化铟衬底市场90%以上市场份额,其中Sumitomo为全球第一大厂商,占比为42%;北京通美位居第二,占比36%。

全球磷化铟衬底竞争格局

 数据整理:中金企信国际咨询

受益于下游市场需求的增加,磷化铟衬底材料市场规模将持续扩大。根据中金企信预测,2026年全球磷化铟衬底(折合二英寸)预计销量为128.19万片,2019-2026年复合增长率为14.40%;2026年全球磷化铟衬底市场规模为2.02亿美元,2019-2026年复合增长率为12.42%。

2019-2026年全球磷化铟衬底预计销量和市场规模

数据整理:中金企信国际咨询

(3)磷化铟下游应用情况

磷化铟是III-V族半导体材料,其最早于20世纪60年代应用于航天太阳能电池中,1969年,磷化铟首次被用于二极管中,20世纪80年代,磷化铟首次被用于晶体管中。20世纪90年代,磷化铟被用于电信用电吸收调制激光器中,因其具有饱和电子漂移速度高、发光损耗低的特点,在光电芯片衬底材料中拥有特殊的优势,磷化铟开始在光通信市场实现商业化应用,成为光模块半导体激光器和接收器的关键材料。此外,由于磷化铟具有高频低噪、击穿电压高等特点,随着高电压大功率器件的应用频率提升,磷化铟在2010年以来开始应用于雷达激光器件和射频器件。

磷化铟衬底主要应用下游器件包括光模块器件、传感器件、射频器件,对应下游终端领域包括5G通信、数据中心、人工智能、无人驾驶、可穿戴设备等领域。


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