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全球GaN衬底行业竞争:日本厂商占据主导地位 中国企业积极研发追赶

字体大小: 2021-08-09 15:30

中国报告网提示:衬底,分为绘图衬底,和化工学衬底两种。绘图衬底指的是将图片或文字充满整个版面使其为底纹。化工学衬底最常见的为氮化物衬底材料等。

        衬底,分为绘图衬底,和化工学衬底两种。绘图衬底指的是将图片或文字充满整个版面使其为底纹。化工学衬底最常见的为氮化物衬底材料等。

        衬底的选择根据应用的需求而变化。目前市场上GaN晶体管主流的衬底材料为蓝宝石、SiC和Si,GaN衬底由于工艺、成本问题尚未得到大规模商用。蓝宝石衬底一般用于制造蓝光LED,通常采用MOCVD法外延生长GaN。SiC衬底一般用于射频器件,Si则用于功率器件居多。除了应用场景外,晶格失配度、热膨胀系数、尺寸和价格都是影响衬底选择的因素之一。

晶体管不衬底的关系

 

晶体管材料

GaN

SiC

Si

衬底

GaN

功率

 

 

SiC

功率/射频

功率

 

Si

功率/射频

 

全覆盖

蓝宝石

功率/LED

 

 

数据来源:观研天下整理

SiC JBS的成本构成
 
数据来源:观研天下整理

        目前,碳化硅衬底虽与GaN更为匹配,但碳化硅衬底成本高昂。与硅衬底相比,氮化硅衬底的GaN器件成本高100倍,衬底处理时间相差200-300倍,因此众多厂商在积极推进GaN onSi布局。

GaN不同衬底路径布局概览图
 
数据来源:公开资料整理

        在区域分布方面,亚太地区占据了全球GaN衬底市场的主要份额,占比为36.34%。除此之外,北美与欧洲地区也成为GaN衬底的重要市场,2019年分别占有28.18%、23.94%的市场份额,其主要原因是GaN在汽车行业中应用为北美与欧洲市场提供较大机遇。

2019年全球GaN衬底市场份额占比情况(按区域分)
 
数据来源:观研天下整理

        其中,亚太地区的日本厂商在GaN衬底占据领先位置,包括住友电工、三菱化学、住友化学等。而我国GaN核心材料、器件原始创新能力相对薄弱,但是近几年国产企业积极与高校或研究生研究合作,提高自身创新能力与市场竞争力,争取早日摆脱日本厂商垄断。目前,国内碳化硅衬底主要有天科合达、天岳、中电科等,从事GaN单晶生长的企业主要有苏州纳维、东莞中镓、上海镓特和芯元基等。

全球GaN衬底市场竞争格局
 
数据来源:观研天下整理

我国主要GaN衬底企业与高校或研究所研究合作情况

企业

产品

合作高校或研究所

中稼半导体

GaN衬底

北京大学

苏州纳维

GaN衬底

中科院苏州纳米所

山东天岳

SiC衬底

山东大学

天科合达

SiC衬底

中科院物理研究所

保定同光

SiC衬底

中科院半导体研究所

东莞天域

SiC外延片

中科院半导体研究所

华功半导体

GaN外延和器件

北京大学、中山大学

数据来源:观研天下整理

        展望未来,随着国内GaN产业高速增长以及5G商用的扩大(5G基站的布建密度高于4G,而基站内部使用的材料多为GaN材料),预计到2022年国内GaN衬底市场规模将达到5.67亿元。

2018-2022年我国GaN衬底市场规模及预测情况
 
数据来源:观研天下整理(WYD)


          更多深度内容,请查阅观研报告网:
        《2021年中国GaN衬底行业分析报告-行业现状与市场商机研究
        《2021年中国SIC功率器件行业分析报告-产业深度研究与发展潜力评估

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