磷化銦襯底技術(shù)進(jìn)步 推動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模快速增長(zhǎng)

　　磷化銦襯底是重要的III-V族化合物半導(dǎo)體襯底材料，主要是由于磷化銦系元素周期表上的III族元素的化合物。相比硅、鍺單元素半導(dǎo)體襯底，磷化銦襯底在高頻、高功耗、高壓、高溫性能方面更為優(yōu)異，但是制造成本更為高昂。

　　磷化銦襯底生產(chǎn)需要經(jīng)過(guò)多晶合成、單晶生長(zhǎng)后再經(jīng)過(guò)切割、磨邊、研磨、拋光、清洗等多道工藝后真空封裝成品，其中多晶合成、單晶晶體生長(zhǎng)是核心工藝。（1）多晶合成：由于自然界中不存在天然的磷化銦多晶，因此首先需要通過(guò)人工合成制備磷化銦多晶，將兩種高純度的單質(zhì)元素按一定比例裝入PBN坩堝中，在高溫高壓環(huán)境下合成磷化銦多晶。（2）單晶生長(zhǎng)：垂直梯度冷凝法（VGF）生產(chǎn)單晶是主流且最為高效的方法之一，相較其他方法而言，VGF法的先進(jìn)之處如下：VGF法生長(zhǎng)的單晶直徑最大可達(dá)8英寸，生長(zhǎng)的晶體較為均勻且位錯(cuò)密度較低；VGF法取消了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，能以更低成本穩(wěn)定生產(chǎn)單晶。

　　20世紀(jì)90年代以來(lái)，磷化銦技術(shù)得以迅速發(fā)展，并逐漸成為主流半導(dǎo)體材料之一。由于下游市場(chǎng)需求有限以及成本較高，磷化銦襯底市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)較小。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2021年全球及中國(guó)磷化銦襯底產(chǎn)業(yè)深度研究報(bào)告》顯示，2021年，全球磷化銦襯底市場(chǎng)規(guī)模還不到10億元，年出貨量約為65萬(wàn)片（折合2英寸）。未來(lái)，在數(shù)據(jù)中心、5G通信、可穿戴設(shè)備等新興市場(chǎng)需求的帶動(dòng)下，磷化銦襯底市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，成本也將隨著規(guī)模效應(yīng)而降低，進(jìn)一步促進(jìn)下游應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。

　　近年來(lái)，為推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展，我國(guó)推出了一系列支持半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，如《關(guān)于加快培育發(fā)展制造業(yè)優(yōu)質(zhì)企業(yè)的指導(dǎo)意見》、《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》、《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》、《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策》、《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》、《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》等。由此可見，磷化銦襯底材料行業(yè)前景光明。

　　新思界產(chǎn)業(yè)研究員認(rèn)為，磷化銦襯底的性能會(huì)直接影響下游芯片和器件產(chǎn)品的各項(xiàng)性能，尤其是在芯片和器件尺寸不斷縮小的趨勢(shì)下，磷化銦襯底的位錯(cuò)密度、電阻率均勻性、平整度、表面顆粒度等核心性能指標(biāo)將直接影響到器件的良率和成本，影響到其在下游應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。因此，磷化銦襯底廠商需要不斷研發(fā)新的技術(shù)和工藝，以持續(xù)提升產(chǎn)品的性能指標(biāo)，滿足下游外延、芯片和器件企業(yè)的需求。

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