第一情报 ---材料工业

2018年世界半导体材料发展动向

供稿人:温一村  供稿时间:2020-6-9   关键字:半导体材料  第三代半导体  
全球半导体材料销售创历史新高

根据国际半导体产业协会(SEMI)公布的全球半导体材料市场报告,2018年全球半导体材料市场规模增长10.6%,市场收入达到519亿美元,刷新了2011年的471亿美元记录,2018年晶圆制造材料和封装材料的市场收入分别为322亿美元和197亿美元,相比于2017年晶圆制造材料和封装材料的市场收入278亿美元和191亿美元,同比增长15.9%和3%。

从各个地区表现看(表1),中国台湾以114亿美元的市场规模连续第9年成为全球最大半导体材料市场,年增长率为11%,韩国自2017年的75.1亿美元增长至2018年的87.2亿美元,超越中国大陆跃居第二,中国大陆从2017年的76.3亿美元增长至2018年的84.4亿美元,但增长幅度较小,落居第三,再次是日本。整体来看,韩国2018年半导体材料市场规模增加16%,增长幅度最大,接下来是欧洲增长14%,中国台湾与中国大陆各增长11%。北美、其他地区(包括新加坡、马来西亚、菲律宾、东南亚以及规模较小区域市场)和日本市场为个位数增长。

表1: 2017-2018年全球半导体材料市场规模(十亿美元)

地区

2017

2018

增长率

中国台湾

10.30

11.45

11%

韩国

7.51

8.72

16%

中国大陆

7.63

8.44

11%

日本

7.05

7.69

9%

其他地区

5.81

6.21

7%

北美

5.29

5.61

6%

欧洲

3.36

3.82

14%

总计

46.94

51.94

11%

资料来源:国际半导体产业协会,2019.4

 

根据国际半导体产业协会预测,2019年全球半导体材料市场增长率将在2%左右,未来一年半导体材料市场需面对不确定因素,包括中美贸易摩擦、汇率和国际金属价格变动等。而且,在日本企业在半导体材料市场占有率达到55%的情况下,日圆汇率变化可能影响半导体材料市场发展。

第三代半导体国际竞争日趋激烈

以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石和氮化铝(AlN)等材料为代表的宽禁带半导体材料被称为第三代半导体材料。与第一、第二代半导体材料相比,第三代半导体具有宽禁带、高击穿电场、高热导率、高抗辐射能力及高载流子迁移率等诸多优点,因而适宜制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,也被称为高温半导体材料。从目前第三代半导体材料和器件研究情况看,发展较为成熟的是GaN和SiC半导体材料,金刚石和AlN尚处于起步阶段。

研发投入方面,2018年,以美国、欧盟等为首的发达国家继续加大在SiC、GaN等第三代半导体领域的研发支持力度,其中美国力度最大,美国能源部、国防先期研究计划局和国家航空航天局和电力美国(Power America)等机构纷纷制定与第三代半导体相关的研究项目,2018年项目支持总金额合计超过4亿美元,欧盟先后启动 “硅基高效毫米波欧洲系统集成平台(SERENA)”项目和“5G GaN2”项目,以抢占第五代移动通信(5G)发展先机,英国政府投资5100万英镑成立化合物半导体应用创新中心,支持化合物半导体实验室建设。

技术层面,目前应用最为广泛的第三代半导体材料——SiC同质外延和Si基GaN异质外延片的商业化最大尺寸为6英寸,2018年4月,无晶圆厂公司Qromis与比利时微电子中心IMEC宣布,Qromis将在IMEC的Si晶圆先导工艺线上,基于200毫米热膨胀系数(CTE)匹配衬底开发高性能增强型p-GaN电力电子器件。

产业层面上,受电动汽车、光伏等市场拉动,第三代半导体电力电子器件供不应求,国际电力电子器件厂商纷纷启动扩产,如美国II-VI、日本昭和电工、日本罗姆、美国X-Fab和中国台湾的汉磊科技等均已发布扩产计划。此外,2018年国际第三代半导体SiC和GaN领域(除LED外)企业间并购活动也相对活跃,共有6起并购案例,披露交易金额接近100亿美元,其中,美国Microchip收购Microsemi的交易对价达到83.5亿美元,是2018年国际第三代半导体领域最大的并购交易,从被收购企业所在产业链环节来看,以器件环节为主,其次是材料生长和加工环节,从并购类型来看,以产业链横向并购为主,此外,部分电路保护企业通过跨界收购的方式切入SiC电力电子器件领域。目前来看,虽然GaN射频器件价格基本达到用户可接受范围,但SiC、GaN电力电子器件价格仍然较高,未来行业重点方向包括进一步降低成本、提高产品可靠性、加大市场渗透力度等。

 


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