《新兴半导体衬底技术及市场趋势-2019版》
2019-05-26 19:32:08   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

电子和光子学应用为新兴半导体衬底市场创造了大量机遇。在此背景下,Yole预计新兴半导体衬底市场规模将从2019年的1亿多美元,到2024年增长至4亿多美元,2018~2024年期间的复合年增长率(CAGR)将达到24%。

Emerging Semiconductor Substrates: Market & Technology Trends 2019

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电子和光子学应用为新兴半导体衬底市场创造了大量机遇

硅并不是完美的半导体,随着它进一步被推向极限,替代平台和化合物半导体已经兴起。成功的案例包括射频(RF)和光子学应用的砷化镓(GaAs),功率和RF应用的碳化硅(SiC),LED应用的蓝宝石基氮化镓(GaN-on-Sapphire),以及RF和CMOS图像传感器应用的绝缘体上硅(SOI)等。

据麦姆斯咨询介绍,从射频应用开始,出现了很多市场驱动因素,包括5G基础设施和手机、国防应用和民用汽车雷达等等。例如,5G应用的多输入多输出(MIMO)技术,已用于高端4G LTE手机。MIMO已成为手机必备技术,需要更多的滤波器。此外,还需要更好的性能,这意味着新材料存在着巨大的市场机遇。

对于目前由交通运输电气化、可再生能源、马达驱动和众多电源应用驱动的电力电子市场,增强器件性能以降低功耗是一种普遍趋势,这为SiC等宽带隙材料创造了市场机遇。实际上,尽管衬底成本仍然很高,但SiC功率器件市场正在起飞。那么,氧化镓(Ga2O3)等其他宽带隙和超宽带隙半导体是否还有空间?

光子学应用

光子学应用

从紫外(UV)到红外(IR)光谱的光子学市场也带来了巨大机遇,包括从水净化和气体传感器,到红外成像仪。由于波长是由材料的带隙决定的(这是每种材料的固有属性),因此,市场正在开发不同的材料以将波长推向更短或更长的光谱区域。

电子和光子学应用为新兴半导体衬底市场创造了大量机遇。在此背景下,Yole预计新兴半导体衬底市场规模将从2019年的1.22亿美元,到2024年增长至超过4亿美元,2018~2024年期间的复合年增长率(CAGR)将达到24%。

本报告涵盖了目前最先进的晶体半导体衬底,包括锑化镓(GaSb)、锑化铟(InSb)、GaN、Ga2O3、氮化铝(AlN)和金刚石,还包括了GaN、AlN厚膜以及绝缘体基压电材料(piezo-on-insulator, POI)等工程衬底。

2018~2024年新兴半导体衬底材料市场预测

2018~2024年新兴半导体衬底材料市场预测

新兴材料的众多驱动因素

2018~2024年新兴半导体衬底材料的目标市场

2018~2024年新兴半导体衬底材料的目标市场

研究人员和工程师有很多想法,现在的问题是“哪种新兴半导体衬底有潜力改变竞争格局?”以及“针对哪些应用”?

从GaSb和InSb开始,基于这些材料的激光二极管(LD)和光电二极管(PD)已经应用于性能驱动的军事应用。但这并不是全部。例如,领先的锑化物晶圆和外延片供应商IQE正积极与一级(Tier1)原始设备制造商(OEM)合作,将基于锑化物的红外技术转移到消费类市场。Yole还注意到,多家主要的探测器厂商正在开发一些新兴的基于GaSb的2型超晶格(T2SL)技术,包括菲力尔(FLIR)、Semiconductor Devices公司和IRnova公司等。该技术预计将在未来几年逐步上量并渗透到消费类应用中。

体GaN晶圆已经在激光二极管领域广泛应用多年。最近,研究人员探索了它们在电力电子和RF领域的应用。我们注意到日本厂商(从材料供应商到设备供应商,如Toyoda Gosei)正不懈努力引领着垂直GaN-on-GaN功率器件的开发。与此同时,超宽带隙材料(Ga2O3)正获得越来越多的关注,目前已经展示了高达6英寸的晶圆,其成本可能比当前的SiC解决方案更低。未来的上量将取决于其他现有解决方案的技术/成本竞争。

目前为止,我们已经考量了体晶体材料,但并不止于此。市场还正在为更低的成本(即SiC和多晶SiC键合)或更好的性能开发厚膜和工程衬底,例如滤波器应用的POI。

本报告提供了Yole对这些衬底在RF、电力电子、光子学(包括激光二极管)、LED、传感器和探测器中应用潜力的深入研究和理解。

GaSb和InSb晶圆供应商地图(2019年一季度)

GaSb和InSb晶圆供应商地图(2019年一季度)

本报告涉及的部分公司:5NPLus, Adamant Namiki, Adroit Materials, Agnitron, Aim Laser Services, AIST, Aixtron, Akash Systems, Audiatec, Brolis Semiconductors, CETC, Cividec, Coherent, Crystal IS, Dowa, EasyGaN, EDP, Element6, Flir, Flosfia, Fraunhofer IAF, Furukawa, GCS, Genuv, Hamamatsu, Helios New Materials, Hexatech, II-VI, IntelliEPI, IQE, Irnova, Kyma, LumiGNTech, Lumilog, Lumistal, Micron Semiconductor Limited, Mitsubishi Chemical, Nanowin, NGK Insulators, Nichia,NICT, Novel Crytsal Technology, NTT, Osram, Panasonic, Philips Photonics, QMAT, Qorvo, Qromis, Raytheon, Renesas, RFHIC, SCIOCS, SemiConductor Devices, Seren Photonics, SETI, Sharp, Shenzen Deyi, Six Point Materials, Sofradir, Soitec, Sony, Soraa, Sumitomo Chemical Advanced Technologies, Sumitomo Electric Sumitomo Metal Mining, Teledyne Judson, Toyoda Gosei, Trinity, Unipress, Ushio, Veeco…

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