砷化镓产业链包括设计、衬底、外延、制造、封测、器件等

GaAs 衬底：日本住友电工、德国弗莱贝格Freiberg、美国 AXT等

GaAs 外延：英国 IQE、台湾全新光电VPEC、日本住友化学、美国英特磊IntelliEPI等

代工：台湾稳懋半导体 2017 年市占率 72．7％，全球第一大

器件：2018 年全球 88．7 亿美元，前四大厂商占比达到73．4％，分别为Skyworks（32．3％）、Qorvo（26％）、Broadcom（9．1％）、稳懋半导体（6％）

中国大庆佳昌、中科晶电、云南鑫耀、廊坊国瑞、天津晶明、新乡神州、扬州中显、中科嫁英、海威华芯、有研新材等

InP 磷化铟

InP 衬底是数据通信收发器不可或缺的材料，2018 年抛光片和外延片市场7700 万美元，主流尺寸2－6英寸

80％ 的衬底市场份额由日本住友电工和美国AXT两家公司占有，国内包括中国电科13所、鼎泰芯源、北京世纪金光、云南锗业、广东天鼎思科、广东先导、深圳泛美、南京金美镓业等

86． 第三代：宽禁带半导体

第三代半导体材料又被称为宽禁带高温半导体材料，主要包括碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、氮化铝（AlN）等，优点是禁带宽度大（＞2．2ev）、击穿电场高、热导率高、抗辐射能力强、发光效率高、频率高，不会产生砷化镓（GaAs）、镓离子、铟离子等污染物，常用于高温、高频、抗辐射及大功率器件

GaN 氮化镓

GaN 氮化镓是1928 年由Jonason 等人合成的一种Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体材料，高熔点 1700℃，高电离度 0．5，宽带隙Eg＝3．4 eV、导热率高、化学性能稳定（几乎不被任何酸腐蚀）等特点，晶体一般是六方纤锌矿结构，主要应用于光电子、高温大功率器件和高频微波器件

一片2英寸的氮化镓晶片可以生产出1万盏亮度为节能灯10倍、发光效率为节能灯3－4倍、寿命为节能灯10倍的高亮度LED照明灯，可以制造出5，000个平均售价在100美元以上的蓝光激光器

氮化镓器件GaN 器件的功率密度是砷化镓（GaAs）器件的十倍，工作电压高五倍，电流高两倍，可以在1～110GHz 范围的高频波段应用，这覆盖了移动通信、无线网络、点到点和点到多点微波通信、雷达应用等波段

2018 年全球氮化镓功率器件市场规模约 4 亿美元，2023 年将达到 13 亿美元

制备：外延生长－器件隔离－欧姆接触（制作源极、漏极）－氮化物钝化－栅极制作－场板制作－衬底减薄－衬底通孔等环节

GaN 产业链：设计、衬底、外延片、制造、封装、器件等

外延分为GaN－on－Si、GaN－on－SiC、GaN－on－sapphire、GaN－on－GaN 四种

GaN－on－Si：目前行业生产良率较低，但是在降低成本方面有着巨大的潜力，主要用于制造电力电子器件，技术趋势是优化大尺寸外延技术

GaN－on－SiC：结合了 SiC 优异的导热性和的GaN 高功率密度和低损耗的能力，是 RF 的合适材料，主要用于制造微波射频器件

GaN－on－sapphire：主要应用在 LED 市场，蓝宝石衬底 GaN LED 芯片市场占有率达到 90％以上 GaN－on－GaN：同质衬底主要应用市场是蓝／绿光激光器，应用于激光显示、激光存储、激光照明等领域

制造：美国环宇通讯半导体（GCS）、稳懋半导体、日本富士通、Cree、台湾嘉晶电子、台积电、欧洲联合微波半导体公司（UMS），中国三安集成、海威华芯等

IDM 独立设计生产供应商：住友电工和 Cree 是行业的龙头企业，市场占有率均超过 30％，其次为 Qorvo 和MACOM，中国苏州能讯、英诺赛科、江苏能华等

SiC 碳化硅

SiC 碳化硅是第三代半导体材料代表之一，是C元素和Si元素形成的化合物，具有热导率高（比硅高 3 倍）、与GaN 晶格失配小（4％ ）等优势

四大优势：高压、高频、高温、寿命

2017 年全球市场规模 4 亿美元，2023 预计 16．44 亿美元，年复合增长率 26．6％

主要领域有智能电网、轨道交通、电动汽车、新能源并网、通讯电源等，4H－SiC 适用于微电子领域，通常用于高频、高温、大功率器件，6H－SiC 适用于光电子领域

碳化硅升华熔点2700度，且没有液态，只有固态和气态，主要为Lely 改良法，有三种技术路线，物理气相运输法（PVT）、溶液转移法（LPE）、高温化学气相沉积法（HT－CVD），但效率极其缓慢，最快也仅每小时0．1－0．2mm的生长速度，因此长几天几夜也就几厘米

PVT 类似锅盖上的水蒸气凝结过程，加热碳化硅粉体，然后利用温度梯度差，在顶部凝结生长晶体

产业链：设计、衬底、外延片、制造、封装、器件等

衬底：美国科锐Cree、II－VI、Dow Dcorning，日本罗姆 Rohm、Stell 等，中国山东天岳、天科合达、河北同光、北京世纪金光、中科节能、中电科装备等

外延：美国科锐Cree、日本罗姆Rohm、中国厦门瀚天天成、东莞天域等

器件：美国科锐Cree、日本罗姆Rohm、三菱、德国英飞凌、ST意法半导体等，中国泰科天润、瀚薪、扬杰、科能芯等

二十六 、 制造材料

87． 分类：气体、光掩膜、光刻胶三大

除晶圆材料外，制造材料可以分为以下几类：靶材，CMP 抛光材料、光刻胶、高纯试剂、电子特种气体、光掩膜等，硅片、气体、光掩模和光刻胶四种材料占整体比例 67％ 以上

下面一一介绍

88． 光刻胶：美日垄断

光刻胶由感光树脂、增感剂、溶剂三种主要成份组成、对光敏感的混合液体。利用光化学反应，经曝光、显影、刻蚀等工艺将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上的图形转移介质

应用分类：PCB 印制电路板光刻胶、LCD液晶显示器光刻胶、半导体光刻胶三大类

全球市场规模 40 亿美元，中国 50 亿元

在光刻工艺中，光刻胶被均匀涂布在衬底上，经过曝光（改变光刻胶溶解度）、显影（利用显影液溶解改性后光刻胶的可溶部分）与刻蚀等工艺，将掩膜版上的图形转移到衬底上，形成与掩膜版完全对应的几何图形，技术分类：正性、负性

技术路线：紫外宽谱300－450nm→G线436nm→i线365nm→KrF248nm→ArF193nm→EUV13．5nm

全球日本JSR合成橡胶、东京应化、住友化学、富士电子Fujifilm、信越化学、美国罗门哈斯、韩国东进等

中国北京科华、苏州瑞红、潍坊星泰克、南大光电、容大感光、上海新阳等