新冠肺炎喜忧参半

新冠肺炎喜忧参半

以下文章来源于化合物半导体联盟 ，作者化合物半导体杂志

化合物半导体联盟

《化合物半导体》（CSC）是全球最重要和最权威的杂志Compound Semiconductor的“姐妹”杂志，亦是中国唯一专注于化合物半导体产业的权威杂志，重点介绍国外先进技术和产业化经验，促进国内产业发展，为国内读者提供行业的专业知识。

这场新冠肺炎疫情是化合物半导体行业某些部门销售额飙升的背后原因，而对于其他的行业则要么是受到了巨大打击，要么也是继续沿着现有的轨道发展。

---理查德·史蒂文森(Richard Stevenson)

从个体层面上来看，我们已在新冠肺炎疫情中受尽了痛苦。亲人的失去，以及我们许多人不得不待在家里数周之久，生活不再像以前那样有趣。

然而，当谈到商业时，情况就完全不同了，因为我们并不都在分担痛苦。虽然数百万人被裁掉，无数人的工资被削减，但也有一些人受益于新冠肺炎。众所周知，亚马逊(Amazon)的所有者杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)的财富几乎翻了一番，同时一些PPE设备的供应商和分销商通过收取高额利润来中饱私囊。其他许多公司也做得很好，由于一些公司股价飙升，他们增加了投资，并扩大了养老基金。

但是，化合物半导体产业又如何呢？是赢家，输家还是两者兼而有之？

对于任何制造商来说，结果总是受到两个关键因素的影响。其一是大量生产产品的能力。是否有可靠的材料供应？生产设施是否能够高产能运转？然而，光在这方面取得成功并不能保证盈利，因为决定财务上的成功的另一个重要因素是市场对所生产产品的强劲需求。

与任何类别的产品制造商一样，化合物半导体行业的生产设施也受到物流问题的困扰，疫情期间通过引入新的做法来最大限度地减少新冠肺炎的传播，使得生产效率也受到了限制。不过，好消息是，这场新冠肺炎疫情对化合物半导体行业造成的影响相当小—肯定比汽车行业要小，例如，在汽车行业，特斯拉在上海和加州的工厂关闭了几个月。帮助芯片制造商一直是各国政府所支持的，政府热衷于维持经济活动，并将半导体生产视为一项关键活动。

在半导体行业内，各公司也采取了大致相似的做法。欧洲两家大型企业，意法半导体（ST Microelectronics）和英飞凌（Infineon），有时会缩减产量，但由于没有停产，它们已经能够迅速恢复到正常的生产水平。对于砷化镓射频（GaAs RF）行业的两个最大厂商Qorvo和Skyworks来说，情况与此类似。后者暂时关闭了在墨西哥的工厂，但很快又恢复了生产，而Qorvo并没有停止，美国政府将这家芯片制造商视为一项必不可少的业务。

当谈到需求时，整个化合物半导体行业的情况要复杂得多。为了理解冠状病毒的影响，人们需要逐个部门地考虑后果。这需要掌握所有领域的专业知识，从发光二极管（LED）到激光、电力电子和射频。Yole Développement提供了如此全面的报道，该公司拥有一个市场分析师团队，负责所有关键领域。他们揭示了新冠肺炎所带来的后果是难以置信的多种多样。这场新冠肺炎疫情对一些部门几乎没有影响，变化都是是由其他因素引起的；但是，这场疫情也是一些惊人的成功和销量下降背后的原因。

Covid的一线希望…

受到此次疫情非常积极影响的一个市场是在深紫外光域（UVC）中发光LED，即波长在280 nm以下的LED。十多年来，紫外线LED一直被认为是消毒的重要光源，而今年，紫外线LED被证明可以杀死Covid-19病毒，因此引起了大张旗鼓的宣传。

固态照明和显示器事业部经理帕斯·穆基什(Pars Mukish)告诉《化合物半导体》，他预计深紫外发光二极管（UVC LED）市场在2019年至2020年期间翻了一番，从1.44亿美元攀升至3.08亿美元。从今年开始，增长将放缓，到2025年，复合年增长率仍将保持在52%这一仍然非常良好的水平。到那时，该行业的价值将达到25亿美元。

穆基什（Mukish）说，“这些数字考虑到了疫苗的发展，”他解释道，这场新冠肺炎疫情为UVC LED产业带来了巨大的火花。去年的销量增长得益于过去十年的稳步发展，其中包括在每瓦成本惊人降低等方面的改进--从2015年的每毫瓦近100美元下降到去年年底的每毫瓦仅1美元左右。

基于UVC LED的灯具的销量也在快速上升。全球照明制造商Signify(前身为飞利浦照明)对此提供了一个发展前景。该公司表示，预计2019年至2020年间，紫外灯的全球收入增长了73%。为了顺应这一趋势，去年6月，该公司宣布将产能提高8倍。

值得注意的是，为固化胶粘剂提供光源的UVA LED行业并不在同一轨道上。穆基什（Mukish）解释说，由于该紫外光LED发射的波长只比可见的LED短一点，蓝光LED的制造商涌入了这个市场，压低了价格。请注意，这些芯片制造商不能朝着这个方向进一步发展并瞄准UVC LED，因为它有一个明显不同的、更为复杂的架构。

人们可能会认为，用于地铁和长途网络的磷化铟（InP）边缘发射激光器制造商，以及用于数据中心的GaAs垂直腔面发射激光器（GaAs VCSELs）制造商，将从这新冠肺炎疫情中受益。随着互联网流量达到新的高度，现在我们许多人每天的大部分工作时间都花在视频通话上，增加网络容量的需求也越来越大。不过，穆基什（Mukish）认为，这种压力不会产生立竿见影的效果。相反，加强基础设施建设需要时间，这将有助于加快我们世界的数字化进程。

令人惊讶的是，新冠肺炎对SiC市场也产生了积极的影响。毕竟，这种病毒的爆发阻碍了汽车的销售。然而，世界各国政府的回应一直是试图通过帮助加快该行业的电气化来支持该行业的发展--中国计划将对该行业的补贴延长至2022年，而德国、法国、西班牙和英国的公民提供鼓励购买电动汽车的经济激励措施。这对SiC行业来说是个好消息。Yole表示，预计到2025年，对电动汽车行业的销售将增长，占SiC市场的60%。

Yole的化合物半导体技术和市场分析师Ezgi Dogmus表示，在电动汽车中部署碳化硅已经在高端汽车上开始进行了，比如特斯拉（Tesla）制造的汽车。埃隆·马斯克(Elon Musk)的公司在其Model 3、S和X中部署了这种材料。Dogmus补充说：“我们知道今年还会有其他OEMs采用SiC器件。”

得益于将这些器件部署在Tesla 3，X和S车型中，SiC的销售正在快速增长。

几年前，当特斯拉（Tesla）在其汽车上使用SiC材料时，相应功率器件订单的增加引发了人们对SiC衬底供应的担忧。领先的芯片制造商纷纷与最大的SiC衬底生产商Wolfspeed谈判长期供应合同，以确保他们不会错过这个绝佳机遇。Dogmus说，从那以后，人们对衬底供应的担忧已经有所减少。他说，目前市场正受益于众多供应商的进入和扩张。在中国，像北京天科合达半导体股份有限公司（TankeBlue）和山东天岳先进材料科技有限公司（SICC）这样的公司都有庞大的扩产计划。

随着碳化硅衬底生产商数量的增加，芯片制造商也从美国GTAT公司向市场推出的碳化硅晶柱中受益。多穆斯说，GTAT与安森美半导体建立了合作伙伴关系，最近又与英飞凌建立了合作伙伴关系。“对于拥有内部碳化硅材料的公司来说，这是一种有趣的方法，可以帮助他们生长和生产自己的碳化硅材料，还可以减少SiC材料对其他外部公司的依赖。”

还有灰色的云

在汽车行业内，对电气化的投资是以牺牲激光雷达为代价的。与这项技术相关的项目一直被推迟，这项技术涉及激光芯片。穆基什（Mukish）说：“当你看一看激光雷达（LiDAR）市场时，它是相当巨大的，目前还没有那么多汽车品牌在实施它。”长远的前景是很有希望的，Yole预测，LiDAR市场将从2019年的16亿美元增长到2025年的38亿美元。

智能手机市场遭遇了关门歇业、旅行限制和勒紧裤带的局面。与2019年相比，2020年全球出货量有所下降，尤其是前两个季度。

对于VCSELs制造商来说，智能手机销量下降只是问题的一部分。在面部识别系统中，也已经从使用一对前置的VCSELs，转向使用一个后置的发射器进行摄影或增强现实。穆基什（Mukish）表示:“这将对风投的数量和收入产生直接影响。”他补充说，Yole已相应下调了他的预测。然而，尽管存在这种逆向阻力，预计到2025年VCSELs市场仍将以18.4%的复合年增长率持续攀升，总价值将达到27亿美元。

在垂直腔面发射激光器（VCSEL）销售中占主导地位的是Lumentum，该公司从IQE采购其外延片。Lumentum在2019年享有49%的市场份额，这得益于其与苹果公司的合同，苹果为用于3D传感的VCSEL创造了最高的销量。然而，由于苹果在2019年末收购了Finisar，其供应正在多样化，来自II-VI的VCSELs数量显着增加。

Yole的化合物半导体和新兴衬底技术和市场分析师Poshun Chiu表示，尽管2020年智能手机出货量减少，但GaAs微电子的收入同比增长。他认为，全球销量的增长是因为最新的手机需要为5G和新的无线协议WiFi6配备功率放大器，这为GaAs提供了一个从硅、SOI和锗技术等领域夺走市场份额的机会。随着收入的增加，GaAs芯片及其相关外延片的产量也在增加。

Chiu表示：“ 5G和Wi-Fi 6 ，这一新的连接是一个很大的卖点，其正在推动消费者更换新手机。”他还指出，许多OEM厂商最近都发布了采用这些技术的机型。展望未来，5G手机将开始包含以毫米波运行的放大器，这可能会增加GaAs微电子器件的需求。

Yole对可见光LED市场的最后一次预测是在2019年，当时分析师预测该年的销售额为174亿美元，到2024年的复合年增长率为5%。然而，它最近的一些分析表明，这场新冠肺炎疫情已经对这个行业造成了影响—商业照明、室外景观照明和室外大屏显示器的下降超过了背光电视、平板电脑和笔记本电脑的销售增长。预计2019年至2020年总收入将下降8%左右，2021年略有增加。

根据穆基什（Mukish）的说法，甚至在此次新冠肺炎疫情之前，可见光LED市场就已经处于低迷状态了。普通照明最初是LED的杀手级应用，但在台湾和中国厂商进入后，最终导致了产能过剩和强大的价格压力，最终导致了一场大屠杀。正是这种状况，而不是新冠肺炎疫情所引起的任何后果，才导致Cree/WolfSpeed出售了基于LED的部分业务，并专注于射频和电力电子产品。

这场新冠肺炎疫情不会加速LED行业的商品化进程。“它已经商品化了，” 穆基什（Mukish）认为，他认为疫情可能会推动这一行业的进一步整合。

为了获得更高的利润率，当今一些领先的LED制造商瞄准了两个利基领域：外部汽车照明和园艺。

基于LED的前照灯继续发展，现在为汽车制造商提供了一个机会，通过使其不论在白天还是黑夜都能立即被辨认出来，来提升他们的品牌影响力。最新的进步之一是将特定品牌的照明与相机相结合，创造出一种提供可控性(如光束方向)的智能前照灯。

穆基什（Mukish）解释说：“只有少数几家公司能够供应这类器件，主要用于前照灯，因为这是你需要非常高功率和非常高功率密度器件的地方，这意味着你需要掌握热管理等方面的专业知识。”他说，欧司朗是汽车照明的主要供应商，这一有利可图的市场也为Lumiled带来了收入。

后者是园艺照明领域的关键参与者，在园艺照明领域，在这个领域的成功取决于对发射波长的精确微调，而不是优化功率密度。科学家们正在开始发现加速特定植物、水果和蔬菜生长所需的最佳光谱。

发光二极管（LED）的商品化导致普通照明和屏幕背光这些大型成熟市场的利润变得微薄。园艺照明，需要微调发射波长以加速植物生长，提供了一个更有利可图的机会。

独立成功

GaN基电力电子是一个没有从疫情中获得任何好处却仍能快速增长的市场。其芯片正被部署在手机快速充电器中。销量增长如此之快，以至于GaN电力市场在2019年至2020年间几乎翻了一番。

Yole的艾哈迈德·本·斯利曼(Ahmed Ben Slimane)是化合物半导体和新兴衬底公司的技术和市场分析师，他告诉《化合物半导体》，氮化镓（GaN）功率器件的销售在2019年底开始起飞，当时雷诺的王牌Oppo手机开始配备65 W氮化镓（GaN）充电器。

本·斯里曼说：“我们已经确定了两家瞄准这一消费市场的主要公司：Power Integration和Navitas。”“他们的产品和设计都赢得了不同的OEM厂商。”因此几款智能手机现在都配备了GaN充电器。

快速增长的市场总是会吸引竞争。本·斯利曼（Ben Slimane）表示，Transphorm、GaN Systems和InnoScience都发布了令人印象深刻的产品性能数据，这将帮助它们进入GaN快速充电器市场，这也将是意法半导体(STMicroElectronics)和德州仪器(Texas Instruments)等大型IDM制造商们的目标。

与功率GaN市场一样，micro LED市场也没有受到新冠肺炎的影响。对于micro LED来说，这是因为市场正在形成。去年，随着第一款商业产品的发布，它确实达到了一个重要的里程碑。

根据穆基什（Mukish）的说法，该行业的下一步是进一步开发这项技术，并发布一种“真正的”消费产品。穆基什（Mukish）解释说：“我说的是真正的消费品，因为当你看一看三星的产品时，你会发现这是一款标价近15万美元的豪华电视。”虽然如此昂贵的商品是我们大多数人买不起的，但由于奢侈品高端电视市场的出现，在销售涓涓细流开始之前，价格可能不需要像人们预期的那样暴跌。

贸易战

对于射频GaN器件制造商来说，最大的两个市场是国防和电信基础设施。射频GaN已经在无线基础设施中使用，并已用于4G LTE基站。对于正在为中国部署5G基础设施的华为以及其欧洲的竞争对手诺基亚(Nokia)和爱立信(Ericsson)来说，GaN是首选的技术。

据本·斯利曼(Ben Slimane)称，这场新冠肺炎疫情对5G的射频氮化镓（GaN）市场没有太大影响。真正阻碍销售的是中美之间正在进行的贸易战，华为受到贸易限制的严重影响，这也拖累了Skyworks和Qorvo的收入。

据本·斯利曼(Ben Slimane)说：“2021年将是值得关注的重要一年。”“新总统上任，这可能会带来一个新的对华战略。”

随着乔·拜登(Joe Biden)的上任，美国在应对气候变化方面的地位也将发生巨大转变，这可能会进一步刺激电动汽车制造商和该供应链中的其他制造商。今年的另一个重大变化将是一种有效疫苗的广泛推广，这将有助于确保所有化合物半导体工厂的平稳运行。正如Yole的分析所示，我们的行业没有受到新冠肺炎疫情的任何重大打击，长期增长的轨迹似乎将在这十年中继续下去。

电动汽车行业正在推动碳化硅功率器件的销售增长。资料来源:化合物半导体季度市场监测，2020年第四季度。模块II，Yole DéDevelopment。

尽管2020年上半年手机出货量大幅下降，但得益于5G的推出和转向Wi-Fi 6标准，GaAs DIE的收入继续攀升。来源：化合物半导体季度市场监测，2020年第四季度。模块II，Yole DéDevelopment。

得益于采用这项技术的65W快速充电器的快速增长，GaN电源器件市场的收入正在迅速增长。来源：化合物半导体季度市场监测，2020年第四季度。模块I，Yole DéDevelopment。

基于GaN器件的65W快速充电器正在推动GaN电力电子市场的快速增长。

美国和中国之间的紧张关系正在阻碍GaN射频市场的增长。来源：化合物半导体季度市场监测，2020年第四季度。模块II，Yole DéDevelopment。

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《化合物半导体》中国版(CSC)是全球最重要和最权威的杂志Compound Semiconductor的“姐妹”杂志，亦是中国唯一专注于化合物半导体产业的权威杂志，重点介绍国外先进技术和产业化经验，促进国内产业发展，为国内读者提供化合物半导体行业的专业知识。内容涵盖晶体的特性研究，器件结构的设计，生产中用到的材料、设备、软件、测量、厂房设施，以及有关市场分析和动态。

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