2020年砷化鎵行業市場規模及發展潛力分析

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砷化鎵是一種重要的半導體材料。屬Ⅲ－Ⅴ族化合物半導體。屬閃鋅礦型晶格結構，晶格常數5.65×10-10m，熔點1237℃，禁帶寬度1.4電子伏。由于其電子遷移率比硅大5～6倍，故在制作微波器件和高速數字電路方面得到重要應用。用砷化鎵制成的半導體器件具有高頻、高溫、低溫性能好、噪聲小、抗輻射能力強等優點。此外，還可以用于制作轉移器件──體效應器件。砷化鎵是半導體材料中，兼具多方面優點的材料,但用它制作的晶體三極管的放大倍數小，導熱性差，不適宜制作大功率器件。砷化鎵被譽為“半導體貴族”，是汽車尾燈、裝飾燈和LED等光電子產品的基板材料和襯底材料，也是雷達、電子計算機、人造衛星、宇宙飛船等高新產品中不可或缺的材料。

1962年，在林蘭英院士的帶領下，中國研制出了我國第一個GaAs單晶樣品。1964年，我國第一只GaAs二極管激光器被成功研制出來。由于在半導體材料上的諸多貢獻，林蘭英被譽為“中國太空材料之母”。2001年，北京有色金屬研究總院成功研制出國內第一根直徑4英寸VCZ半絕緣砷化鎵單晶，使我國成為繼日本、德國之后第三個掌握此項技術的國家。由于受到成本和技術上的限制，GaAs晶圓廠必須具備一定級別的投資規模和長時間制程技術的開發，因此這類企業擁有極高的準入門檻，國內能夠形成一定體量的廠商屈指可數。砷化鎵材料的應用領域主要分為微電子領域和光電子領域。在微電子領域，使用的化合物半導體材料屬于高端產品，主要用于制作無線通訊（衛星通訊、移動通訊）、光纖通訊、汽車電子等用的微波器件。在光電子領域，使用的化合物半導體材料屬于低端產品，主要用于制作發光二極管、激光器及其光電子器件。無線通訊、光纖通訊、汽車電子等領域的高速發展，是的砷化鎵器件和電路的需求量急劇增加，進而極大地增加了對半絕緣砷化鎵材料的需求量。作為半絕緣砷化鎵下游產業的砷化鎵集成電路市場平均增長近年都在40%以上，砷化鎵分立器件的市場仍有30%的年增長，加之衛星通訊系統和車載雷達用砷化鎵單晶的潛在市場早期的砷化鎵晶圓廠大部分皆集中于歐美等先進國家，其核心包含了砷化鎵IC設計與砷化鎵半導體制程技術。隨著砷化鎵半導體的應用普及與代工模式的成功，這些同時握有制程技術與IC設計技術的公司開始走向所謂的輕晶圓廠(Fab-lite)與純模組設計制造廠的商業模式，將多數制程外包給其他的晶圓代工廠，保留IC設計并同時提供模組化的射頻IC與射頻解決方案。在經過多年積淀過，我國臺灣地區在制程技術上擁有了極大優勢，收獲了全球諸多委外代工訂單，也形成了臺灣獨特的代工產業模式。砷化鎵產業最上游為基板制造，其次為關鍵材料砷化鎵磊晶圓，工藝具體包括MOCVD(有機金屬化學氣相沉積法)及MBE(分子束磊晶法)砷化鎵磊晶技術，至于中游為晶圓制造及封測等，整個產業鏈除晶圓制造外，設計與先進技術主要仍掌握在國際IDM大廠，下游則為手機、無線區域網路制造廠以及無線射頻系統商等。砷化鎵元件系無線通訊產業之關鍵性零組件，在通訊產業蓬勃快速發展，通訊元件輕、薄、短、小的趨勢下，近幾年來已成為手機及無線區域網路不可或缺的重要關鍵元件。雖然全球智慧型手機年出貨量已進入低度成長，但隨著VCSEL的應用導入手機及5G世代的開啟，砷化鎵元件的用量比起以前將有增無減，同時超高頻通訊的普及以及光通訊應用的崛起對于砷化鎵元件都有強勁的需求。目前中國的砷化鎵材料生產企業主要以LED用低阻砷化鎵晶片為代表的低端市場為主。利潤較高的微電子用4-6英寸半絕緣晶片還沒有形成產業規模。中國大陸從事砷化鎵材料研發與生產的公司主要有：北京通美晶體技術有限公司（AXT）、中科晶電信息材料（北京）有限公司、天津晶明電子材料有限責任公司（中電46所）、北京中科鎵英半導體有限公司、北京國瑞電子材料有限責任公司、揚州中顯機械有限公司、山東遠東高科技材料有限公司、大慶佳昌科技有限公司、新鄉神舟晶體科技發展有限公司（原國營542廠）等九家。據統計數據顯示，2012-2018年，我國砷化鎵元件市場經歷了快速增長期。2012年我國砷化鎵元件市場規模已達78.6億元，2014年我國砷化鎵元件市場規模突破百億元，到了2016年我國砷化鎵元件市場規模突破200億元，截止至2018年我國砷化鎵元件市場規模達到238.36億元，同比增長3.72%，增速放緩的原因主要是下游智能手機市場飽和，用于智能手機的PA需求量減少。我國砷化鎵行業主要集中在單晶制作以及LED領域的垂直整合，相比全球領先企業盈利水平一般。根據上市公司發布的數據來看，2018年，我國砷化鎵行業毛利率參差不齊且總體在較低水平，其中最高的是三安光電芯片、LED產品，為37.09%。目前，中國作為電子信息制造業大國，下游應用市場廣闊。據中金企信國際咨詢公布的《2020-2026年中國砷化鎵市場研究及投資建議預測報告》統計數據顯示：2019-2024年，中國砷化鎵元件市場CAGR在15%左右，快于全球市場同期增速，中國市場規模占全球比重將進一步提升。到2024年，中國砷化鎵元件市場規模將達到551.3億元。?預計2023年全球砷化鎵元件市場規模達到157億美元，5年CAGR為10%。根據數據，2018年全球砷化鎵元件市場總產值達到89億美元，較2017年增長0.45%，2012-2018年CAGR為7%。預計到2023年，全球砷化鎵元件市場規模將達到143億美元，2019-2024年CAGR為10%，增速加快。

目前砷化鎵技術和網絡架構本身也在不斷進步，且網絡架構建設中對砷化鎵材料的旺盛需求抵消了市場份額丟失所帶來的負面影響。在國防系統中，尤其在雷達應用，通信和電子戰中，砷化鎵器件仍然有著舉足輕重的地位，這些領域的發展將持續地為砷化鎵發展助力。