在VCSEL和破坏性LED设备的推动下，外延设备市场迅速膨胀

概述：

勘误表–由于我们的最新调查，有关MtM设备的外延生长设备市场的市场数据已经更新。请注意以下相关更改。复合半导体外延片正严重涉足“摩尔以外”产业。在未来五年中，外延设备市场将受到VCSEL和破坏性LED装置的轰动。具有破坏性的基于非硅的“ Moore than Moore”器件导致更具竞争力的外延生长前景。

YoleDéveloppement （Yole）半导体制造技术和市场分析师Amandine Pizzagalli宣布：“到2019年，“摩尔以上”设备的外延生长设备市场价值接近9.9亿美元。“在激进的情况下，预计到2025年将超过60亿美元。”从技术角度来看，MOCVD服务于大部分的III-V化合物半导体外延工业，例如GaAs和GaN基器件。高温（HT）CVD服务于大多数主流的硅基组件和SiC器件... 

Yole的新技术和市场报告《用于超过摩尔设备的外延生长设备》包括整个基于硅和基于非硅的应用。它提供了“摩尔以外”应用和相关设备中使用的外延半导体衬底的全面概述。该分析通过晶圆市场预测展示了技术趋势。Yole的分析师在其新报告中重点介绍了外延生长设备市场趋势，并按数量和价值进行了详细的预测。此外，竞争格局和主要外延设备供应商的市场份额也是本报告的一部分。传统上，半导体行业一直以硅衬底为主导。尽管迄今为止，硅是最主要的市场，拥有超过80％的市场份额，但替代的非硅基衬底，如GaAs，GaN，SiC和InP，在“摩尔定律”行业中正获得增长。实际上，随着硅解决方案无法提供预期性能的苛刻要求，出现了新的应用。结果，半导体厂商已经考虑了创新的基板材料。

首先，GaN材料是继硅衬底之后的主要外延市场，主要由传统的LED GaN器件驱动。但是，整个可见光LED产业目前正在将其业务多样化，以基于GaAs基板的更专业的UV和IR LED为主。另外，LED制造商正在开发新型LED，以继续在消费类显示器中创造价值，例如miniLED和microLED。苹果公司首先在其2021年高端智能手表型号中采用该功能。在最佳情况下，microLED也可能会扩散到智能手机产品中，这肯定会重塑Epi-ready晶圆市场。另一方面，WBG材料（如SiC衬底）已在电力电子市场中找到了机会。在此，为运输，可再生能源，电机驱动和某些电源应用的电气化需要降低功耗。尽管SiC的市场价格很高，但此类衬底还是高压应用的重要资产，因此被认为是某些MOSFET和二极管产品的技术选择。展望未来，光子学产品的激光二极管（如VCSEL）工作在IR光谱中，并且通常在GaAs上进行处理，正在严重打入外延增长市场。另外，对于在6 GHz以下的子频段和28 GHz至39 GHz范围内的第一个毫米波小型蜂窝小区，GaAs对于诸如小型蜂窝小区实现之类的RF产品特别有利。因此，随着手机从4G过渡到5G，我们预计GaAs仍将是6GHz以下而不是CMOS的主流技术。它是唯一能够满足因天线板空间减少以及载波聚合和MIMO技术带来的不断提高的功率水平和线性度要求的技术。选择正确的基板技术将在很大程度上取决于与设备要求相关的技术性能以及成本。

“到目前为止，外延生长设备市场主要由LED和电源应用驱动，” Yole的Amandine Pizzagalli解释道。“实际上，中国的大量补贴导致了过多的LED产能积累。与实际生产的相比，MOCVD市场目前处于GaN LED生产严重过剩的状况。MOCVD的投资在未来几年尤其难以预测，并且可能会逐年变化。如果政府决定严格阻止主要的LED制造商生产更多的GaN晶片，则情况可以逆转。”因此，在《外来摩尔设备》报告中，外延生长设备中考虑了传统LED和microLED市场的不同情况。对于传统的基于LED GaN的器件，MOCVD的投资趋势不会跟随LED晶圆的需求。关于LED GaN器件的特定优点和缺点可能会像过去那样发生。但是，鉴于中国最近的竞争趋势，一般的照明和背光市场已经商品化。因此，外延供应商预计这些市场不会带来可观的收入。但是，就缺陷和均匀性而言，对microLED外延的要求比传统LED更为严格。有可靠的路线图可改进工具和设备，以使缺陷大于1µm达到约0.1缺陷/ cm2或更低。与传统的LED制造相比，洁净室需要更严格的操作条件，包括自动化和晶圆清洗。对于小于10μm的最小裸片尤其如此，这将具有较小的致命缺陷。与此同时，相比之下，MEMS产业是整个外延生长设备市场的一小部分，因为它们的生产能力非常成熟。MOCVD反应器市场可能会受到可能向基于化合物半导体的设备（如激光二极管，microLED和VCSEL）向MBE过渡的技术影响。实际上，MBE可以在VCSEL的产量和均匀性方面带来更大的优势，也可以为高频5G RF应用带来更大的优势。对于SiC功率，MOCVD制造商正在尝试识别和开发新的MOCVD技术，以解决主要使用HT CVD的SiC市场的问题。

来源：Yole