2020年砷化镓行业市场规模及发展潜力分析
砷化镓是一种重要的半导体材料。属Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体。属闪锌矿型晶格结构，晶格常数5.65×10-10m，熔点1237℃，禁带宽度1.4电子伏。由于其电子迁移率比硅大5～6倍，故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。此外，还可以用于制作转移器件──体效应器件。砷化镓是半导体材料中，兼具多方面优点的材料,但用它制作的晶体三极管的放大倍数小，导热性差，不适宜制作大功率器件。砷化镓被誉为“半导体贵族”，是汽车尾灯、装饰灯和LED等光电子产品的基板材料和衬底材料，也是雷达、电子计算机、人造卫星、宇宙飞船等高新产品中不可或缺的材料。
1962年，在林兰英院士的带领下，中国研制出了我国第一个GaAs单晶样品。1964年，我国第一只GaAs二极管激光器被成功研制出来。由于在半导体材料上的诸多贡献，林兰英被誉为“中国太空材料之母”。2001年，北京有色金属研究总院成功研制出国内第一根直径4英寸VCZ半绝缘砷化镓单晶，使我国成为继日本、德国之后第三个掌握此项技术的国家。由于受到成本和技术上的限制，GaAs晶圆厂必须具备一定级别的投资规模和长时间制程技术的开发，因此这类企业拥有极高的准入门槛，国内能够形成一定体量的厂商屈指可数。砷化镓材料的应用领域主要分为微电子领域和光电子领域。在微电子领域，使用的化合物半导体材料属于高端产品，主要用于制作无线通讯（卫星通讯、移动通讯）、光纤通讯、汽车电子等用的微波器件。在光电子领域，使用的化合物半导体材料属于低端产品，主要用于制作发光二极管、激光器及其光电子器件。无线通讯、光纤通讯、汽车电子等领域的高速发展，是的砷化镓器件和电路的需求量急剧增加，进而极大地增加了对半绝缘砷化镓材料的需求量。作为半绝缘砷化镓下游产业的砷化镓集成电路市场平均增长近年都在40%以上，砷化镓分立器件的市场仍有30%的年增长，加之卫星通讯系统和车载雷达用砷化镓单晶的潜在市场早期的砷化镓晶圆厂大部分皆集中于欧美等先进国家，其核心包含了砷化镓IC设计与砷化镓半导体制程技术。随着砷化镓半导体的应用普及与代工模式的成功，这些同时握有制程技术与IC设计技术的公司开始走向所谓的轻晶圆厂(Fab-lite)与纯模组设计制造厂的商业模式，将多数制程外包给其他的晶圆代工厂，保留IC设计并同时提供模组化的射频IC与射频解决方案。在经过多年积淀过，我国台湾地区在制程技术上拥有了极大优势，收获了全球诸多委外代工订单，也形成了台湾独特的代工产业模式。砷化镓产业最上游为基板制造，其次为关键材料砷化镓磊晶圆，工艺具体包括MOCVD(有机金属化学气相沉积法)及MBE(分子束磊晶法)砷化镓磊晶技术，至于中游为晶圆制造及封测等，整个产业链除晶圆制造外，设计与先进技术主要仍掌握在国际IDM大厂，下游则为手机、无线区域网路制造厂以及无线射频系统商等。砷化镓元件系无线通讯产业之关键性零组件，在通讯产业蓬勃快速发展，通讯元件轻、薄、短、小的趋势下，近几年来已成为手机及无线区域网路不可或缺的重要关键元件。虽然全球智慧型手机年出货量已进入低度成长，但随着VCSEL的应用导入手机及5G世代的开启，砷化镓元件的用量比起以前将有增无减，同时超高频通讯的普及以及光通讯应用的崛起对于砷化镓元件都有强劲的需求。目前中国的砷化镓材料生产企业主要以LED用低阻砷化镓晶片为代表的低端市场为主。利润较高的微电子用4-6英寸半绝缘晶片还没有形成产业规模。中国大陆从事砷化镓材料研发与生产的公司主要有：北京通美晶体技术有限公司（AXT）、中科晶电信息材料（北京）有限公司、天津晶明电子材料有限责任公司（中电46所）、北京中科镓英半导体有限公司、北京国瑞电子材料有限责任公司、扬州中显机械有限公司、山东远东高科技材料有限公司、大庆佳昌科技有限公司、新乡神舟晶体科技发展有限公司（原国营542厂）等九家。据统计数据显示，2012-2018年，我国砷化镓元件市场经历了快速增长期。2012年我国砷化镓元件市场规模已达78.6亿元，2014年我国砷化镓元件市场规模突破百亿元，到了2016年我国砷化镓元件市场规模突破200亿元，截止至2018年我国砷化镓元件市场规模达到238.36亿元，同比增长3.72%，增速放缓的原因主要是下游智能手机市场饱和，用于智能手机的PA需求量减少。我国砷化镓行业主要集中在单晶制作以及LED领域的垂直整合，相比全球领先企业盈利水平一般。根据上市公司发布的数据来看，2018年，我国砷化镓行业毛利率参差不齐且总体在较低水平，其中最高的是三安光电芯片、LED产品，为37.09%。目前，中国作为电子信息制造业大国，下游应用市场广阔。据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国砷化镓市场研究及投资建议预测报告》统计数据显示：2019-2024年，中国砷化镓元件市场CAGR在15%左右，快于全球市场同期增速，中国市场规模占全球比重将进一步提升。到2024年，中国砷化镓元件市场规模将达到551.3亿元。 预计2023年全球砷化镓元件市场规模达到157亿美元，5年CAGR为10%。根据数据，2018年全球砷化镓元件市场总产值达到89亿美元，较2017年增长0.45%，2012-2018年CAGR为7%。预计到2023年，全球砷化镓元件市场规模将达到143亿美元，2019-2024年CAGR为10%，增速加快。
目前砷化镓技术和网络架构本身也在不断进步，且网络架构建设中对砷化镓材料的旺盛需求抵消了市场份额丢失所带来的负面影响。在国防系统中，尤其在雷达应用，通信和电子战中，砷化镓器件仍然有着举足轻重的地位，这些领域的发展将持续地为砷化镓发展助力。