憑借成熟制程及成本較低的優(yōu)勢(shì)，第一代硅質(zhì)半導(dǎo)體芯片已成為人們生活中不可或缺的重要器件。然而，硅質(zhì)半導(dǎo)體受制于無(wú)法在高溫、高頻以及高電壓等環(huán)境中使用的材料限制，讓化合物半導(dǎo)體逐漸嶄露頭角。

襯底與外延質(zhì)量成決定化合物半導(dǎo)體器件特性關(guān)鍵

化合物半導(dǎo)體主要指砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC) 等第二、第三代半導(dǎo)體，相比第一代單質(zhì)半導(dǎo)體，在高頻性能、高溫性能方面較優(yōu)。

全球知名研究咨詢公司集邦咨詢旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究院指出，現(xiàn)行化合物半導(dǎo)體的供應(yīng)鏈關(guān)系，主要透過(guò)襯底廠商提供適當(dāng)?shù)木A，并由外延廠進(jìn)行所需之反應(yīng)層材料成長(zhǎng)，隨后再透過(guò)IDM廠或各自獨(dú)立的代工廠進(jìn)行加工，最終再由終端產(chǎn)品商加工統(tǒng)整后販賣至消費(fèi)者手中。

考慮到化合物半導(dǎo)體襯底在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生部分缺陷，所以制作器件前需透過(guò)如MOCVD、MBE等外延程序，再次成長(zhǎng)所需的反應(yīng)層，借此降低并滿足器件性能表現(xiàn)；在襯底方面，目前化合物半導(dǎo)體主要以6吋襯底為主，并試圖滿足GaAs、 SiC、GaN on Si / SiC等各類器件生產(chǎn)之需求。

由于化合物半導(dǎo)體屬二元以上結(jié)構(gòu)，在襯底及外延的制備上，相較于傳統(tǒng)硅材料困難，因此，如何有效控制襯底與外延質(zhì)量，是決定化合物半導(dǎo)體器件的特性關(guān)鍵。

新冠疫情席卷全球，化合物半導(dǎo)體應(yīng)用受波擊

化合物半導(dǎo)體并不是近年的產(chǎn)物，不過(guò)，直到近期化合物半導(dǎo)體才真正開始普及和興起，尤其近年中國(guó)開始大規(guī)模投資，亦使得產(chǎn)業(yè)漸趨繁榮。然而，受到中美貿(mào)易摩擦及突如其來(lái)的新冠肺炎疫情影響，化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用也受到波及。

拓墣產(chǎn)業(yè)研究院指出，基于砷化鎵或氮化鎵的射頻器件受到不小震蕩。其中，砷化鎵技術(shù)相較成熟，但由于市場(chǎng)仍以手機(jī)射頻為主，以致受到影響較大，預(yù)估2020年?duì)I收將小幅下跌。而氮化鎵器件仍處于開發(fā)階段，目前主要應(yīng)用于基站射頻技術(shù)，預(yù)計(jì)2020年?duì)I收則呈現(xiàn)小幅增長(zhǎng)。

功率器件方面，雖然受大環(huán)境影響，但其已是化合物半導(dǎo)體的發(fā)展重點(diǎn)，成長(zhǎng)動(dòng)能依舊顯著。碳化硅材料因襯底生產(chǎn)難度大，功率器件成長(zhǎng)幅度受限，后續(xù)有待襯底技術(shù)持續(xù)精進(jìn)；氮化鎵功率器件技術(shù)發(fā)展則相對(duì)成熟，雖大環(huán)境不佳導(dǎo)致成長(zhǎng)放緩，但向上幅度仍明顯。

中國(guó)廠商與國(guó)際大廠技術(shù)差距將逐漸縮小

雖然受到中美貿(mào)易摩擦和疫情影響拖累全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但化合物半導(dǎo)體憑借自身材料特性和新興應(yīng)用需求，各家IDM廠相繼推出相關(guān)措施應(yīng)對(duì)?？莆郑≦orvo）、意法半導(dǎo)體、安森美以及中國(guó)三安光電和英諾賽科等廠商都紛紛通過(guò)新品、并購(gòu)或新建生產(chǎn)線等方式積極參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，以擴(kuò)大影響力。

拓墣產(chǎn)業(yè)研究院分析，目前來(lái)看，在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域，中國(guó)廠商雖然和國(guó)際廠商相比仍有技術(shù)差距，但隨著中國(guó)國(guó)家大基金的支持以及廠商的不斷布局，技術(shù)差距將不斷縮小。當(dāng)前唯有真實(shí)掌握市場(chǎng)需求，廠商才有機(jī)會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中當(dāng)中成長(zhǎng)及獲利。

封面圖片來(lái)源：拍信網(wǎng)