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什么樣的半導(dǎo)體會(huì)習(xí)慣貴族？它有什么神秘之處？他的特點(diǎn)是什么？它的制備方法和產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)鞘裁矗科浣K端應(yīng)用產(chǎn)品的市場(chǎng)分布如何？接下來(lái)，本文將介紹砷化鎵的材料屬性優(yōu)勢(shì)、制備工藝、具體應(yīng)用場(chǎng)景等，希望梳理砷化鎵的一些問(wèn)題。文章中的一些數(shù)據(jù)作者根據(jù)官方公布的數(shù)據(jù)進(jìn)行了一定程度的基本處理，所有圖片來(lái)源都注明了來(lái)源。此外，本文的公司排名與公司實(shí)力無(wú)關(guān)，沒(méi)有作者的主觀觀點(diǎn)，只是介紹問(wèn)題；同時(shí)，由于作者信息有限，如果介紹不當(dāng)，作者現(xiàn)在道歉！望知悉。

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什么是砷化鎵？

砷化鎵(GaAs)作為第二代半導(dǎo)體，價(jià)格昂貴，被稱為半導(dǎo)體貴族。砷化鎵是繼硅之后最成熟的化合物半導(dǎo)體材料，具有頻率高、電子遷移率高、輸出功率高、噪音低、線性好等優(yōu)點(diǎn)。它是光電子和微電子行業(yè)最重要的支撐材料之一。以砷化鎵為代表的第二代半導(dǎo)體廣泛應(yīng)用于高頻、高速、大功率、低噪聲、耐高溫、耐輻照等集成電路領(lǐng)域，已發(fā)展成為現(xiàn)代電子信息產(chǎn)品和信息高速公路的關(guān)鍵技術(shù)G芯片市場(chǎng)很好，產(chǎn)品供不應(yīng)求。砷化鎵(GaAs)近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，它是光電和手機(jī)網(wǎng)通高頻通信不可或缺的組成部分(loT)、車聯(lián)網(wǎng)及Al(人工智能)應(yīng)用激增，各國(guó)加快建設(shè)5G基礎(chǔ)設(shè)施，加蘋果iPhoneX引入面部識(shí)別功能，帶動(dòng)砷化鎵VCSEL對(duì)高級(jí)通信元件的需求大幅增加。面對(duì)砷化鎵行業(yè)的大商機(jī)，國(guó)內(nèi)外砷化鎵和光電廠都力搶進(jìn)。以下是砷化鎵材料與其它半導(dǎo)體材料的性能對(duì)比：

表1、砷化鎵材料與其他半導(dǎo)體材料的屬性比較

砷化鎵廣泛應(yīng)用于遙控、手機(jī)、DVD許多光電子領(lǐng)域，如計(jì)算機(jī)外設(shè)、照明等。此外，由于其電子遷移率是硅的6倍，砷化鎵已成為超高速、超高頻設(shè)備和集成電路的必需品。它也廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，是激光導(dǎo)彈的重要材料。它曾在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中表現(xiàn)出巨大的力量，贏得了砷化鎵擊敗鋼鐵的美譽(yù)。砷化鎵單晶片的價(jià)格約為同尺寸硅單晶片的20至30倍。盡管價(jià)格昂貴，但砷化鎵半導(dǎo)體的年銷售額仍超過(guò)10億美元。在十五計(jì)劃中，中國(guó)將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化，占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)。

砷化鎵的制造工藝

砷化鎵，作為一種化合物半導(dǎo)體，其生產(chǎn)過(guò)程類似于大多數(shù)化合物半導(dǎo)體碳化硅、磷化鎵，包括多晶合成、單晶生長(zhǎng)后切割、磨邊、研磨、拋光、清洗等工藝后真空包裝成品，其中多晶合成、單晶生長(zhǎng)是核心工藝。但它也有自己獨(dú)特的特點(diǎn)，本文將詳細(xì)介紹單晶片和襯底的特點(diǎn)：

1. 砷化鎵單晶

砷化鎵單晶砷化鎵單晶導(dǎo)帶為雙能谷結(jié)構(gòu)，最低能谷位于第一布里淵區(qū)中心，電子質(zhì)量為0.068m0 (m0為電子質(zhì)量，見(jiàn)載流子)，次低能谷位于<111>L點(diǎn)的方向比最低能谷高0左右.29eV，其電子有效質(zhì)量為0.55m0.價(jià)帶頂約位于布里淵區(qū)中心，價(jià)帶中輕空穴和重空穴的有效質(zhì)量分別為0.082m0和0.45m0。電子和空穴遷移率分別為8萬(wàn)cm/(V·s)和100～300cm/(V·s)，少數(shù)載流子的壽命為10-2~10-3μs。在其中摻入Ⅵ族元素Te、Se、S等或Ⅳ族元素Si，N型半導(dǎo)體可與之混合Ⅱ族元素Be、Zn可制成P型半導(dǎo)體，摻入Cr或提高純度產(chǎn)生高達(dá)107~108的電阻率Ω·cm半絕緣材料。

制備GaAs單晶方法包括區(qū)熔法和液封直拉法。可通過(guò)擴(kuò)散、離子注入、氣相或液相外延和蒸發(fā)等方法制成PN結(jié)、異質(zhì)結(jié)、肖特基結(jié)、歐姆接觸等。近十年來(lái)，由于分子束外延和金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)技術(shù)發(fā)展，可在GaAs異質(zhì)結(jié)和超晶格結(jié)構(gòu)是在單晶襯底上制備的，這些結(jié)構(gòu)已經(jīng)制成了高電子遷移率晶體管等新型半導(dǎo)體器件(HEMT)、異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)激光器等，為GaAs材料的應(yīng)用開發(fā)了更廣闊的前景。

2. 砷化鎵外延材料

外延材料的制備采用氣相沉積或液相沉積的方法，使砷化鎵或其他材料的單晶膜生長(zhǎng)在砷化鎵或其他材料的表面，統(tǒng)稱為砷化鎵外延材料。如果襯底和外延層由同一材料組成，則稱為同質(zhì)結(jié)外延層，如果由不同材料組成，則稱為異質(zhì)結(jié)外延層。延伸材料可為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。砷化鎵外延材料的制備方法與大眾化合物半導(dǎo)體相似，主要包括氣相外延法和液相外延法。氣相外延法：通過(guò)氣相運(yùn)輸和氣相反應(yīng)實(shí)現(xiàn)薄膜生長(zhǎng)的過(guò)程。砷化鎵外延層通常采用氯化物法和氫化物法生長(zhǎng)，Ga-AsCl3-H2已成為氯化物法的代表工藝，其特點(diǎn)是易于實(shí)現(xiàn)高純生長(zhǎng)。1970年，麻省理工學(xué)院華爾夫(Walf)砷化鎵氣相外延層的電子濃度和電子遷移率為n77k＝7×1013cm-3和μ77k＝2.1×105cm/(V·s)；液相外延法：砷化鎵飽和溶液在一定溫度下通過(guò)冷卻過(guò)飽和，然后在砷化鎵襯底上生長(zhǎng)砷化鎵膜。根據(jù)1969年的報(bào)告，結(jié)果是：77K電子濃度和電子遷移率為n77k＝7.6×1012cm-3、μ77k＝1.75×105cm/(V·s)。

3. 綜合而言

與單晶制備方法相比，砷化鎵晶體的主流生長(zhǎng)工藝包括LEC法、HB法、VB法以及VGF法等，其中Sumitomo砷化鎵單晶生產(chǎn)VB法為主，F(xiàn)reiberger以VGF和LEC北京通美以法律為主，而北京通美則以法律為主VGF法為主。目前，中國(guó)涉及砷化鎵襯底業(yè)務(wù)的公司很少。除北京通美外，廣東先進(jìn)材料有限公司等公司正在生產(chǎn)中LED砷化鎵襯底有一定規(guī)模。

對(duì)于各種方法的比較，本文介紹如下：

①目前單晶直徑 HB 法生長(zhǎng)的最大單晶直徑通常是 3 英寸，LEC 法生長(zhǎng)的單晶直徑最大 12 英寸，但使用 LEC 單晶晶體設(shè)備投入成本高，晶體不均勻，位錯(cuò)密度高。目前 VGF 法和 VB 單晶直徑最大可達(dá)8英寸，晶體均勻，位錯(cuò)密度低；②與其他方法相比，單晶質(zhì)量VGF晶體位錯(cuò)密度低，生產(chǎn)效率穩(wěn)定；③在生產(chǎn)成本方面，HB法律成本最低，LEC法律成本最高，VB法和VGF法生產(chǎn)的產(chǎn)品性能相似，但VGF該方法取消了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，以更低的成本穩(wěn)定生產(chǎn)單晶。下圖顯示了國(guó)內(nèi)公司與國(guó)家砷化鎵行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的比較：

圖1、半絕緣砷化鎵與國(guó)際先進(jìn)水平的比較

全球競(jìng)爭(zhēng)格局

砷化鎵晶體生長(zhǎng)、襯底和外延片在砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈上游生產(chǎn)加工。襯底是外延層半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，在芯片中起著承載和固定的關(guān)鍵作用。砷化鎵襯底的原料包括金屬鎵、砷等，由于自然界中沒(méi)有天然砷化鎵單晶，需要人工合成；砷化鎵襯底生產(chǎn)設(shè)備主要包括晶體生長(zhǎng)爐、研磨機(jī)、拋光機(jī)、切割機(jī)、檢測(cè)試設(shè)備等。砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用主要涉及5G通信，新一代顯示（Mini LED、Micro LED）、無(wú)人駕駛、人工智能、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域。

由于行業(yè)整體規(guī)模小，非標(biāo)準(zhǔn)化程度高，化合物半導(dǎo)體主要是OEM模式。歐美主導(dǎo)砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈，中國(guó)臺(tái)灣省廠商壟斷OEM。日本住友，德國(guó)住友Freiberger和美國(guó)的AXT總市場(chǎng)份額約占全球半絕緣襯底的90%。受襯底尺寸限制，目前的生產(chǎn)線主要是4英寸和6英寸晶圓，一些企業(yè)也開始引進(jìn)8英寸生產(chǎn)線，但尚未形成主流。因?yàn)樯榛�鎵是以Emitterbase-Collector以垂直結(jié)構(gòu)為主，晶體管數(shù)量?jī)H為100個(gè)數(shù)量級(jí)；硅晶圓是Source Gate Drain在平面設(shè)計(jì)中，晶體管的數(shù)量達(dá)到了數(shù)千萬(wàn)的數(shù)量級(jí)，因此砷化鎵在工藝研發(fā)上沒(méi)有硅晶圓代工業(yè)那么明顯。

4、6 英寸半絕緣砷化鎵拋光片的生產(chǎn)技術(shù)主要掌握日本居民電工（Sumitomo Electric Industries）、費(fèi)里伯格，德國(guó)（Freiberger Compound Material）、美國(guó) AXT 三家公司手中。這些公司的產(chǎn)品占砷化鎵市場(chǎng)的絕大多數(shù)。砷化鎵單晶生長(zhǎng)技術(shù)也晶率高，成本低VB/VGF轉(zhuǎn)移單晶生長(zhǎng)技術(shù)。到2015年，6寸襯底已占市場(chǎng)份額的90%以上。6英寸半絕緣砷化鎵產(chǎn)品的電阻率為107Ω·cm覆蓋到108Ω·cm，晶體軸向和徑向電阻率均勻性高。拋光片的加工幾何參數(shù)，如TTV、Warp、LTV也很小。拋光片的表面質(zhì)量狀態(tài)也很好，如顆粒少、表面鈍化等，產(chǎn)品保存時(shí)間長(zhǎng)。具體世界市場(chǎng)分布如下圖所示：

圖2顯示了砷化鎵材料的世界市場(chǎng)分布

注:圖片來(lái)源于北京通美招股說(shuō)明書

砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈

砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈

注:圖片來(lái)源于北京通美招股說(shuō)明書

全球砷化鎵襯底市場(chǎng)集中度較高。Yole據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年全球砷化鎵襯底市場(chǎng)的主要制造商包括Freiberger、Sumitomo和北京通美，其中Freiberger占比 28%、Sumitomo北京通美占21%和13%。砷化鎵晶體的主流生長(zhǎng)過(guò)程包括LEC法、HB法、VB法以及VGF法等，其中Sumitomo砷化鎵單晶生產(chǎn)VB法為主，F(xiàn)reiberger以VGF和LEC北京通美以法律為主，而北京通美則以法律為主VGF法為主。目前，中國(guó)涉及砷化鎵襯底業(yè)務(wù)的公司很少。除北京通美外，廣東先進(jìn)材料有限公司等公司正在生產(chǎn)中LED砷化鎵襯底有一定規(guī)模。由于下游應(yīng)用市場(chǎng)需求持續(xù)強(qiáng)勁，砷化鎵襯底AdvancedLinearDevices代理市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)擴(kuò)大。根據(jù)Yole據(jù)估計(jì)，2019年全球相當(dāng)于2英寸砷化鎵襯底市場(chǎng)銷量約為2000萬(wàn)件，預(yù)計(jì)到2025年全球相當(dāng)于2英寸砷化鎵襯底市場(chǎng)銷量將超過(guò)3500萬(wàn)件；2019年全球砷化鎵襯底市場(chǎng)規(guī)模約為 2 預(yù)計(jì)1億美元 2025 年度全球砷化鎵襯底市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 3.48 億美元，2019-2025年復(fù)合增長(zhǎng)率9.67%。

砷化鎵的用途

砷化鎵是目前主流的化合物半導(dǎo)體材料之一，其應(yīng)用可分為三個(gè)階段。砷化鎵襯底從20世紀(jì)60年代開始應(yīng)用于第一階段LED以及太陽(yáng)能電池，主要用于航天領(lǐng)域。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著移動(dòng)設(shè)備的普及，砷化鎵襯底開始用于生產(chǎn)移動(dòng)設(shè)備的射頻設(shè)備。自2010年以來(lái)，第三階段一直存在LED隨著智能手機(jī)的普及，砷化鎵襯底已進(jìn)入2017年等大規(guī)模應(yīng)用階段，iPhone X首次引入了VCSEL用于面部識(shí)別和生產(chǎn) VCSEL 砷化鎵襯底需要使用，砷化鎵襯底的應(yīng)用場(chǎng)景再次拓寬。2021年，隨著Apple、Samsung、LG、TCL等廠商加入Mini LED砷化鎵襯底的市場(chǎng)需求將迎來(lái)爆炸性增長(zhǎng)。目前，砷化鎵襯底主要用于下游設(shè)備，包括射頻設(shè)備LED、激光器。

(一)砷化鎵射頻器件應(yīng)用介紹

射頻設(shè)備是實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)送和接收的關(guān)鍵設(shè)備。射頻設(shè)備主要包括功率放大器、射頻開關(guān)、濾波器、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器等設(shè)備。其中，功率放大器是放大射頻信號(hào)的設(shè)備，直接決定了移動(dòng)終端和基站的無(wú)線通信距離和信號(hào)質(zhì)量。砷化鎵一直是制造射頻功率放大器的主流襯底材料之一。4G時(shí)代起，4G隨著基站建設(shè)和智能手機(jī)的不斷普及，對(duì)制造智能手機(jī)射頻器件的砷化鎵襯底需求開始增加。進(jìn)入5G時(shí)代之后，5G通信對(duì)功率、頻率和傳輸速度提出了更高的要求。砷化鎵襯底制成的射頻設(shè)備非常適合長(zhǎng)距離、長(zhǎng)通信時(shí)間的高頻電路。因此，在5中G砷化鎵在射頻器件中的材料優(yōu)勢(shì)更為顯著。隨著5G大量的基站建設(shè)將為砷化鎵襯底的需求帶來(lái)新的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力；同時(shí)，單部5G手機(jī)使用的射頻器件數(shù)量將比4G隨著手機(jī)數(shù)量的急劇增加，對(duì)砷化鎵需求的增長(zhǎng)。伴隨5G通信技術(shù)的快速發(fā)展和不斷推廣，5G基站建設(shè)及5G手機(jī)的推廣將穩(wěn)步增長(zhǎng)砷化鎵基射頻器件。

手機(jī)中射頻（RF）設(shè)備的成本越來(lái)越高。一個(gè)4G全網(wǎng)通手機(jī)，前端RF套件的成本已達(dá)8-10美元，包括超過(guò)10個(gè)射頻芯片，包括2-3個(gè)PA、2-4開關(guān)，6-10濾波器。未來(lái)隨著5G的到來(lái)，RF套件的成本很可能超過(guò)手機(jī)主芯片。此外，物聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)必然會(huì)將射頻設(shè)備的需求推向高潮。一般情況下，的射頻芯片通常占整個(gè)線路面板的30%-40%。據(jù)悉，一部iPhone 射頻芯片的成本高達(dá)24美元，據(jù)報(bào)道，蘋果今年對(duì)射頻芯片的投資將超過(guò)30美元。隨著智能手機(jī)迭代的加快，射頻芯片也將迎來(lái)一波高峰。

根據(jù)Yole預(yù)計(jì)2025年全球射頻器件砷化鎵襯底市場(chǎng)銷量將超過(guò)965.70萬(wàn)件，2019-2025年復(fù)合增長(zhǎng)率為6.32%。2025年全球射頻器件砷化鎵襯底市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)9800萬(wàn)美元，2019-2025年復(fù)合增長(zhǎng)率為 5.03%。據(jù)YOLE數(shù)據(jù)分析銷售和市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)如下：

圖4、砷化鎵襯底銷量及射頻器件市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

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(二)砷化鎵材料LED應(yīng)用介紹

LED它是由化合物半導(dǎo)體(砷化鎵、氮化鎵等)組成的固體發(fā)光器件，能將電能轉(zhuǎn)化為光能。由不同的材料制成 LED 會(huì)發(fā)出不同波長(zhǎng)、不同顏色的光，LED 根據(jù)發(fā)光顏色可分為單色 LED、全彩 LED 和白光 LED 等類型。LED 可根據(jù)芯片尺寸分為常規(guī) LED、Mini LED、Micro LED 等類型，包括常規(guī) LED 主要用于通用照明、戶外顯示屏等，Mini LED、Micro LED 應(yīng)用于新一代顯示。Mini LED2022年3月9日，背光市場(chǎng)成交量加快：TCL發(fā)布三款Mini LED新一代電視產(chǎn)品發(fā)布QD-Mini LED技術(shù)，除了TCL包括三星、索尼、LG創(chuàng)維、小米、華為、海信等國(guó)際品牌不斷研發(fā)推出Mini LED背光電視。據(jù)LEDinside，2022年整體Mini LED與2021年相比，背光電視萬(wàn)臺(tái)，比2021年翻倍。根據(jù)筆電Omdia根據(jù)最新調(diào)查，2021年配備了最新調(diào)查Mini LED背光筆電面板出貨量達(dá)到450萬(wàn)片，筆電滲透率飆升至1.6%，2022年Mini LED預(yù)計(jì)筆電面板出貨量為990萬(wàn)片，滲透率為3%。隨著Mini LED技術(shù)不斷成熟，良品率逐步提高，Mini LED每年背光成本下降15-20%，Mini LED已成為當(dāng)代主流顯示技術(shù)，滲透率有望加快。

Mini/Micro LED大規(guī)模應(yīng)用主要有兩個(gè)方向，一個(gè)是RGB直接顯示，使用Mini/Micro LED顯示方案可以實(shí)現(xiàn)更小的尺寸和更高的分辨率；另一種是使用Mini/Micro LED作為背光方案，應(yīng)用于背光方案TV、車載、筆記本電腦、顯示器等。其中，Mini LED背光技術(shù)可以有效地改善液晶顯示器在對(duì)比度和能耗方面的不足；同時(shí)，依托世界上最成熟、最具規(guī)模優(yōu)勢(shì)的液晶顯示產(chǎn)業(yè)鏈，預(yù)計(jì)將率先在消費(fèi)市場(chǎng)上大規(guī)模應(yīng)用。“Mini LED技術(shù)要求更高，主要是超大屏幕需求，價(jià)格高，消費(fèi)群體有限。MiniLED背光模塊可應(yīng)用于電視、筆記本電腦、平板電腦、顯示器等，提高這些應(yīng)用的顯示效果，提高產(chǎn)品溢價(jià)空間，更好地滿足消費(fèi)者的需求。

隨著LED照明普及率不斷提高，常規(guī)LED芯片和設(shè)備的價(jià)格不斷下降。常規(guī)LED芯片尺寸為mm，砷化鎵襯底技術(shù)要求相對(duì)較低，屬于砷化鎵襯底低端需求市場(chǎng)，產(chǎn)品附加值低，主要由國(guó)內(nèi)砷化鎵襯底企業(yè)占據(jù)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈；新一代顯示Mini LED 和 Micro LED芯片尺寸為亞毫米和微米，對(duì)砷化鎵襯底的技術(shù)要求很高，市場(chǎng)主要由世界第一梯隊(duì)制造商占據(jù)。據(jù)YOLE數(shù)據(jù)分析，LED設(shè)備銷售和市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)如下：

圖五、LED砷化鎵襯底銷量及市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

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根據(jù) Yole 預(yù)測(cè)，Mini LED 及 Micro LED 2025年，全球?qū)ι榛�鎵襯底的需求迅速增長(zhǎng) Mini LED 及 Micro LED 砷化鎵襯底(相當(dāng)于2英寸)的市場(chǎng)銷售將從 2019年的 207.90 萬(wàn)片增長(zhǎng)至 613.80 萬(wàn)片，年復(fù)合增長(zhǎng)率為 19.77%；2019 年全球 Mini LED及 Micro LED 砷化鎵襯底的市場(chǎng)規(guī)模約為 1,700 萬(wàn)美元，預(yù)計(jì)到 2025 年度全球砷化鎵襯底市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 7,000 一萬(wàn)美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為26.60%。

圖六、1990—2030年LED增長(zhǎng)預(yù)測(cè)圖

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(3)砷化鎵激光器應(yīng)用介紹

激光器是一種由大量光學(xué)材料和部件組成的綜合系統(tǒng)，采用受激輻射產(chǎn)生可見(jiàn)光或不可見(jiàn)光。利用砷化鎵電子遷移率高、光電性能好的特點(diǎn)，可用于人工智能、無(wú)人駕駛等應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù) Yole 激光器是砷化鎵襯底未來(lái)五年最大的應(yīng)用增長(zhǎng)點(diǎn)之一。預(yù)計(jì)到2025年，全球激光砷化鎵襯底(相當(dāng)于2英寸)的市場(chǎng)銷量將從2019年的106.2萬(wàn)增長(zhǎng)到330.3萬(wàn)，年復(fù)合增長(zhǎng)率為20.82%；預(yù)計(jì)到2025年，全球激光砷化鎵襯底的市場(chǎng)容量將達(dá)到 6,100 年復(fù)合增長(zhǎng)率為萬(wàn)美元 16.82%。據(jù)YOLE激光器件的銷售和市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)如下：

圖七、2019-2025 全球激光器件砷化鎵襯底預(yù)計(jì)銷量和市場(chǎng)規(guī)模

注:圖片來(lái)源于北京通美招股說(shuō)明書

在具體應(yīng)用方面，未來(lái)五年激光砷化鎵襯底的需求增長(zhǎng)主要是由于 VCSEL 需求拉動(dòng)。VCSEL它是一種垂直于襯底表面的半導(dǎo)體激光器。在應(yīng)用場(chǎng)景中，多個(gè)激光器經(jīng)常同時(shí)排列在襯底的多個(gè)方向，形成面部識(shí)別和全身識(shí)別的并行光源。目前，它已廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)中。

VCSEL作為3D隨著傳感技術(shù)的基本傳感器， 5G 由于物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的廣泛應(yīng)用，通信技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，VCSEL 市場(chǎng)規(guī)模不斷增長(zhǎng)，尤其是 VCSEL為發(fā)射源的 3D 三維相機(jī)將迎來(lái)一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期D 相機(jī)是一種可以記錄立體信息并顯示在圖像中的相機(jī)，可記錄物體的縱向尺寸、縱向位置和縱向移動(dòng)軌跡。此外，VCSEL作為 3D 在生物識(shí)別、智能駕駛、機(jī)器人、智能家居、智能電視、智能安全等方面，傳感器3D建模、人臉識(shí)別和VR/AR新興領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。

根據(jù)Yole預(yù)測(cè)，隨著3D傳感技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的深度應(yīng)用，VCSEL隨著砷化鎵襯底的需求增加，市場(chǎng)將繼續(xù)快速發(fā)展。2019年，全球VCSEL砷化鎵襯底(相當(dāng)于2英寸)的銷量約為93.89萬(wàn)件，預(yù)計(jì)將達(dá)到 2025年將增長(zhǎng)到29.32萬(wàn)片，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到21.32%；2019年全球 VCSEL 砷化鎵襯底市場(chǎng)規(guī)模約為2100萬(wàn)美元，預(yù)計(jì)將達(dá)到 2025 全球砷化鎵襯底市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)5600萬(wàn)美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為17.76%。據(jù)YOLE數(shù)據(jù)分析，VCSEL砷化鎵器件銷售及市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)如下：

圖八、VCSEL砷化鎵器件銷售市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

注:圖片來(lái)源于北京通美招股說(shuō)明書

目前，半導(dǎo)體激光行業(yè)的企業(yè)很少。一般來(lái)說(shuō)，涉足半導(dǎo)體激光行業(yè)的公司始終專注于半導(dǎo)體激光芯片的研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造。其部分產(chǎn)品包括高功率單管系列產(chǎn)品、高功率巴條系列產(chǎn)品和高效率VCSEL高功率半導(dǎo)體激光芯片的列產(chǎn)品，逐步實(shí)現(xiàn)高功率半導(dǎo)體激光芯片的定位。目前，許多公司跟上下游市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，不斷開發(fā)領(lǐng)先的產(chǎn)品、創(chuàng)新優(yōu)化制造技術(shù)、布局建設(shè)生產(chǎn)線，形成了半導(dǎo)體激光芯片、設(shè)備、模塊和直接半導(dǎo)體激光四類、多系列產(chǎn)品矩陣，為半導(dǎo)體激光行業(yè)垂直產(chǎn)業(yè)鏈公司。其中VCSEL該系列產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于光纖激光器、固體激光器和超快激光器D傳感與攝像、人臉識(shí)別與生物傳感等領(lǐng)域。