半导体材料系列(二)：二代半导体材料引领高速通信变革

　　第二代半导体 衬底材料因其优良的物理特性大规模应用于高频高功耗等应用场景。第二代半导体衬底材料即III-V 族化合物半导体材料，主要包括砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP），具有电子迁移率高、光电性能好等特点，是当前仅次于硅之外最成熟的半导体材料，在高频、高功耗、高压、高温等特殊应用领域，III-V 族化合物半导体材料作为衬底有独特的优势。

    　　5G、新一代显示、数据中心、无人驾驶、手机面部识别、可穿戴设备等市场需求的增长为III-V 族化合物半导体材料带来了广阔的需求空间。

    　　磷化铟衬底材料主要用于光模块、传感器、高端射频等领域，未来随着AI和下一代通信技术的发展而前景较好。使用磷化铟衬底制造的半导体器件，具备饱和电子漂移速度高、发光波长适宜光纤低损通信、抗辐射能力强、导热性好、光电转换效率高、禁带宽度较高等特性，因此磷化铟衬底可被广泛应用于制造光模块器件、传感器件、高端射频器件等。根据Yole预测，2026 年全球磷化铟衬底市场规模为2.02 亿美元，2019-2026 年复合增长率为12.42%。量子计算、人工智能（AI）加速芯片和下一代通信技术的兴起，对高性能半导体材料提出了更高要求，而磷化铟凭借其独特的物理特性，成为支撑这些前沿技术的关键材料之一。磷化铟衬底的发展将围绕大尺寸化、成本优化、异质集成三大核心方向持续推进。

    　　砷化镓衬底材料主要用于LED、射频、激光器等领域，未来市场规模随着新一代显示、物联网等新兴行业的快速增长而逐步扩大。使用砷化镓衬底制造的半导体器件，具备高功率密度、低能耗、抗高温、高发光效率、抗辐射、高击穿电压等特性，因此砷化镓衬底被广泛用于生产LED、射频器件、激光器等器件产品。砷化镓是光电及手机网通高频通讯不可或缺的元件，未来在新一代显示（Mini LED、Micro LED）、物联网、无人驾驶、人工智能、可穿戴设备等新兴市场需求的带动下，砷化镓衬底市场规模将逐步扩大。根据Yole 测算，2019 年全球砷化镓衬底市场规模约为2 亿美元，预计到2025 年全球砷化镓衬底市场规模将达到3.48 亿美元，2019-2025年复合增长率9.67%。砷化镓衬底市场的发展将呈现出技术升级推动国产替代、产业链协同创新加速、新兴应用领域持续拓展三大趋势。

    　　全球二代半导体衬底材料市场高度集中，呈现出日德企业占主导、中国企业追赶的态势。由于下游市场需求有限以及成本较高，磷化铟与砷化镓衬底市场规模相对较小。主流商用磷化铟衬底直径已从2 英寸逐步扩展至4英寸，部分领先企业正推进6 英寸晶圆的研发；从市场格局来看，磷化铟衬底材料市场头部企业集中度很高，主要供应商包括 Sumitomo、北京通美、日本JX 等。Yole 数据显示，2020 年全球前三大厂商占据磷化铟衬底市场 90%以上市场份额，其中Sumitomo 为全球第一大厂商，占比为42%；北京通美位居第二，占比36%。主流商用砷化镓衬底直径已从3 英寸扩展至6 英寸，部分领先企业正推进8 英寸晶圆的研发；从竞争格局来看，根据Yole 统计，2019 年全球砷化镓衬底市场主要生产商包括Freiberger、Sumitomo 和北京通美，其中Freiberger 占比28%、Sumitomo占比21%、北京通美占比13%；目前国内涉及砷化镓衬底业务的公司较少，除北京通美外，广东先导等公司在生产LED 的砷化镓衬底方面已具备一定规模。目前，主流商用砷化镓衬底直径已从3 英寸扩展至6 英寸，部分领先企业正推进8 英寸晶圆的研发。

    　　风险提示：技术迭代与市场替代风险，研发投入大且回报周期长，供应链脆弱与原材料依赖，成本高昂与规模经济不足，材料与工艺的固有局限性。 机构：国泰海通证券股份有限公司 研究员：钟浩/肖洁/鲍雁辛 日期：2025-10-27

*免责声明：文章内容仅供参考，不构成投资建议

*风险提示：股市有风险，入市需谨慎