Развивающийся рынок субстратов растет со среднегодовым темпом роста 27% с 63,6 млн долларов в 2022 году до 264 млн долларов к 2028 году.

21 июня 2023 г.

В связи с необходимостью повышения производительности и ограничения затрат в полупроводниковой промышленности постоянно исследуются новые материалы, платформы и конструкции. В предыдущее десятилетие некоторые составные полупроводники, такие как арсенид галлия (GaAs) для радиочастот (RF) и карбид кремния (SiC) для силовой электроники, успешно конкурировали с кремнием и вышли на массовый рынок.

Итак, какая новая полупроводниковая подложка изменит правила игры? В своем новом отчете «Новые полупроводниковые подложки 2023» Yole Intelligence (часть Yole Group) исследует технологический статус новых полупроводниковых подложек, включая антимонид галлия (GaSb), антимонид индия (InSb), объемный нитрид галлия (GaN), оксид галлия. (Га2О3), объемный нитрид алюминия (AlN) и алмаз, а также инженерные подложки и шаблоны. Кроме того, компания, занимающаяся исследованиями рынка и стратегическим консалтингом, изучает различные потенциальные области применения, такие как силовая электроника, радиочастоты и фотоника, включая лазерные диоды, светоизлучающие диоды (СИД), датчики и детекторы.

В том числе GaSb, InSb, объемный GaN, Ga2О3объемный AlN и алмаз, а также инженерные подложки и шаблоны, развивающийся рынок подложек оценивался в 63,6 млн долларов в 2022 году, и, по оценкам, среднегодовой темп роста рынка составит 27% до более чем 264,5 млн долларов к 2028 году.

«На рынке силовой электроники, ориентированном на несколько приложений, таких как EV/HEV (электрические и гибридные электромобили), возобновляемые источники энергии и источники питания, по-прежнему доминируют технологии на основе кремния», — отмечает Таха Аяри, доктор философии, специалист по технологиям и технологиям. рыночный аналитик, Compound Semiconductor и Emerging Substrates, Yole Intelligence. «Тем не менее, широкозонные материалы SiC и GaN (боковой GaN HEMT на кремнии или сапфире) проникли на рынок силовой электроники после длительного процесса разработки, и ожидается, что к 2028 году они составят более 25% рынка силовой электроники», — он добавляет. «Пользуясь этим импульсом, Yole Intelligence ожидает, что объемный GaN для вертикальных устройств GaN и инженерных подложек (SmartSiC от Soitec, SiCkrest от SICOXS и QST от Qromis) будет расти в ближайшие пять лет».

С другой стороны, рынок фотоники демонстрирует стабильный рост благодаря устройствам на основе GaSb, таким как инфракрасные (ИК) лазеры и устройства формирования изображений, в основном ориентированным на высокотехнологичные и нишевые военные приложения. В отчете также рассматривается состояние рынка InSb.

Что касается объемных подложек GaN для потребительских, промышленных и автомобильных приложений, то рынок считается стабильным, с более сильным толчком к промышленным приложениям. Во время пандемии в системах УФ-дезинфекции/очистки начали использовать объемные субстраты AlN. Это может привести к тому, что совокупный годовой темп роста (CAGR) рынка подложек AlN в 2022–2028 годах составит 22%, что является самым высоким показателем среди всех появляющихся подложек для фотоники.

«Работа с новыми субстратами сосредоточена в основном на технологическом развитии для улучшения качества материалов, повышения выхода продукции и снижения производственных затрат», — отмечает Али Джаффал, доктор философии, аналитик по технологиям и рынку, специализирующийся на составных полупроводниках и новых субстратах в Yole Intelligence. «Конечно, этот толчок должен поддерживаться рыночным спросом и массовым применением, что определяет правильную спецификацию различных субстратов. Это происходит вместе с увеличением диаметра подложки, что дает толчок развивающейся индустрии подложек для перехода к массовому производству».

Для отрасли силовой электроники размер пластины не менее 6 дюймов необходим, чтобы существующие литейные цеха могли работать в больших объемах. Это подталкивает производителей подложек к оптимизации технологий производства и увеличению размеров пластин. Для алмаза был разработан метод мозаичного алмаза от плотности травления (EDP), который обеспечивает до 28 мм x 28 мм, и гетерогенного роста алмазов на кремниевых или сапфировых подложках от Orbray или Audiatec до диаметра примерно 6 дюймов. Кроме того, 6-дюймовые объемные подложки из GaN были продемонстрированы с использованием гидридной парофазной эпитаксии (HVPE) и других методов, хотя для улучшения качества материала и удовлетворения требований приложений все еще требуется дополнительная работа. Аналогично, для Ga2О3, используются различные методы выращивания из расплава, причем EFG (выращивание с подачей пленки с определенными краями) является наиболее перспективным для получения 6-дюймовых пластин с приемлемым качеством материала при массовом производстве. Что касается инженерных подложек, передовые методы разделения и соединения используются для преодоления проблем с более крупными монокристаллическими подложками и лучшим качеством материала.

Субстраты

www.yolegroup.com