在其最新版《新兴半导体衬底2023报告》中，Yole集团旗下的Yole Intelligence调查了新兴半导体衬底的技术状况，包括GaSb、 InSb、大直径GaN、Ga2O3、大直径AlN、金刚石以及工程衬底和模版。此外，市场研究和战略咨询公司还研究了各种潜在应用，如电力电子、射频和光子学，包括激光二极管、LED、传感器和探测器。
调查数据显示：新兴衬底市场包括GaSb、InSb、大直径GaN、Ga2O3、大直径AlN、金刚石等等，2022年市值为6360万美元，预计从2022年至2028年，复合年增长率将达到27%；新衬底行业正朝着增大衬底直径和提高材料质量方向发展，以便在大批量应用中可以更快采用；新兴衬底的供应链通常没有很好地由老牌的初创企业和学术研究机构的子公司主导。
(资料图片仅供参考)
由于需要提高性能和考虑成本限制，半导体行业不断研究新材料、平台和设计。过去十年里，一些复合半导体，如用于射频的GaAs和用于电力电子的碳化硅，已成功与硅竞争并进入大众市场。
Taha Ayari博士是Yole集团旗下Yole Intelligence负责复合半导体和新兴衬底的技术和市场分析师，他认为，“在电动汽车/混合动力汽车、可再生能源和电力供应等多种应用推动了PE市场的发展，但硅基技术仍占主导地位。然而，宽带隙材料碳化硅和GaN（硅或蓝宝石上的横向氮化镓高电子迁移率）经过漫长的发展过程已经渗透到电力电子市场，预计到2028年将占PE市场的25%以上。Yole Intelligence预计，用于GaN设备和工程衬底（Soitec的SmartSiC™、SICOXS的SiCkrest和Qromis的QST）的大直径GaN将在未来五年里增长。”
另一方面，光子市场将与基于GaSb的设备一同稳步增长，如主要由高端和利基军事应用驱动的红外激光器和成像器。GaSb不断增长的同时，InSb市场状况如何？Yole Intelligence的分析师在这份新兴半导体衬底报告中回顾了这个问题。
关于用户、工业和汽车应用中使用的大直径GaN衬底，市场是稳定的，工业应用将得到强有力的推动。在疫情期间，UVC消毒/净化系统开始使用大直径AlN衬底。这将推动AlN衬底市场的增长，从2022-2028年，其复合年增长率达到22%，Ali Jaffal博士是Yole Intelligence专门研究复合半导体和新兴衬底的技术和市场分析师，他表示，“新兴衬底活动主要集中在提高材料质量、提高产量和降低生产成本的技术开发上。当然，这种推动需要得到市场需求和批量应用的支持，这定义了不同衬底的正确规格。这与增加衬底直径相结合，推动新兴衬底行业走向大规模生产。”
电力电子行业至少需要6英寸晶圆才能让老牌代工厂进行大批量生产。
这推动衬底厂商优化制造技术并增加晶圆尺寸。至于金刚石，我们已从EDP上开发出镶嵌金刚石法，可以提供高达28 x 28 mm²的产品，并在Orbray或Audiatec的硅或蓝宝石衬底上进行异质金刚石生长，直径可达6英寸左右。此外，已证明6英寸大直径GaN衬底使用HVPE和其他技术，但仍需做更多工作来提高材料质量并满足应用要求。同样，Ga2O3正使用不同的熔体生长技术，其中EFG最有希望在批量生产中获得6英寸具有可接受材料质量的晶圆。工程衬底使用了先进的分裂和键合技术来克服更大的单晶衬底和更好的材料质量的挑战。
来源：集微网
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