化合物半导体市场规模及份额

化合物半导体市场分析

2025年化合物半导体市场规模为359.5亿美元，预计到2030年将达到619.6亿美元，年复合增长率为11.5%。动力来自宽带隙材料的广泛使用，提高了电力电子、射频通信和光电子领域的效率。电动汽车充电基础设施的不断发展、5G 独立部署的加速以及优质显示器的需求共同提升了单位出货量和平均售价。亚太地区铸造产能的增长、美国和欧洲的国内制造激励措施以及汽车原始设备制造商的持续资本支出维持了投资周期。与此同时，对镓、锗和铟的地缘政治出口管制，加上与天气相关的原材料中断，凸显了供应链的脆弱性，并凸显了其战略价值。f 多元化采购。

全球化合物半导体 M市场趋势和见解

硅基氮化镓功率器件欧盟和中国电动汽车充电器

欧洲排放规则和中国的高速公路电气化推动了硅基氮化镓在 350 kW 及更高功率的快速充电器中的采用，与硅替代品相比，该充电器实现了 95% 的功率转换效率，并将安装成本降低了 40%。^{[1]HAL Science，“垂直 GaN 器件：可靠性挑战”，hal.science} 欧盟绿色协议为宽带隙晶圆厂提供 20 亿欧元（22.6 亿美元）资金，强化了这一转型，而中国的镓出口限制刺激了本地采购战略。

美国和亚太地区的 5G 大规模 MIMO 射频前端

向独立 5G 和 5G 的迁移64T64R 或更大的天线阵列需要 GaAs 和 GaN 功率放大器，可将基站能耗减少 40% 并实现毫米波覆盖。韩国的初步部署达到了 95% 的人口覆盖率，CHIPS 法案为美国晶圆厂提供了资金，用于国内 GaAs 扩张。

Micro/Mini-LED 在电视和 AR 可穿戴设备中的采用

面板制造商从 OLED 迁移到用于高端显示器的 micro-LED。 Apple 原型智能手机集成了蓝宝石基氮化镓 micro-LED，其 PPI 为 6,800，功耗比 OLED 低 50%，而汽车驾驶舱则采用了该技术来实现阳光下可读的仪表板。

欧洲商用电动汽车的 SiC 牵引逆变器

梅赛德斯-奔驰 eTruck 平台在 800 V 逆变器中使用 SiC MOSFET，效率达到 98%，并将冷却复杂性降低了 25%。英飞凌耗资 70 亿欧元（79.1 亿美元）的马来西亚晶圆厂的目标是到 2030 年占全球碳化硅发电产能的 30%。

200毫米碳化硅衬底短缺

制造商报告称，由于晶锭生长周期长达14天，且熔炉容量有限，200毫米碳化硅晶圆的供应缺口达40%。因此，汽车原始设备制造商以高价锁定了多年期交易，并且II-VI 等衬底制造商获得了定价权。

MOCVD 反应器的高资本支出

单个金属有机化学气相沉积反应器的成本为 3-800 万美元，一条 200 毫米 GaN 生产线需要多达 15 个单元，将进入壁垒提高到 4000 万美元以上。

细分市场分析

按材料类型：SiC 加速发展，GaAs 保持领先

2024 年，砷化镓材料的化合物半导体市场规模将保持 47.3% 的份额。在牵引逆变器和快速充电电源模块的支撑下，预计复合年增长率为 18.6%。氮化镓通过 650 V 双向 IC 的推出扩大了在储能双向充电器中的采用，从而占据了越来越多的份额。^{[2]EE Power，“潜力十足：2025 年是 GaN 年吗？” eepower.com} 磷化铟在激光雷达光子集成电路和亚太赫兹 6G 原型中仍然至关重要，尽管绝对数量较低。

细分市场的增长取决于宽带隙属性（高电子迁移率和高击穿电压），这是硅无法比拟的。 RF GaN-on-Si 领域的研究突破有望将 GaN 的用途扩展到 6G 基站 PA。由于镓和铟原料仍受到出口管制审查，成本压力持续存在，这提高了人们对回收资源和 AlYN 等材料替代品的兴趣。

按晶圆尺寸：200 毫米驱动器 Cost 优化

2024 年，150 毫米基板获得了 48.3% 的收入，而 200 毫米平台预计复合年增长率最快为 15.3%。汽车电源模块依赖于高芯片数量，因此青睐 200 毫米，以确保每晶圆芯片成本预计比 150 毫米生产线节省 30%。英飞凌马来西亚巨型晶圆厂验证了 200 毫米碳化硅生产线的规模经济性，该生产线设计到 2030 年将占全球供应量的 30%。

较小（≤ 100 毫米）的规格在卫星通信等小批量、性能关键的行业中保住了地位。虽然硅基氮化镓原型中出现了 300 毫米的机会，但薄膜应力、弓形控制和缺陷密度等技术障碍使商业采用超出了预测期。设备供应商优先考虑 200 毫米反应堆平台，以最大限度地提高利用率，目标是 85-90% 的负载，以摊销资本成本。

按设备类型：电力电子设备超越传统 LED

2024 年 LED 占收入的 40.3%，但电力电子设备正在快速发展。Orecast 的复合年增长率为 17.2%，推动化合物半导体市场走向电气化。特斯拉基于 SiC 的牵引逆变器设定了基准，实现了 5% 的续航里程增益，随后推动了商用卡车和公共汽车的类似采用。随着 5G 和卫星回程需要线性高效功率放大器，射频和微波设备稳步增长。

垂直腔表面发射激光器等光电子产品进入汽车 LiDAR 和高速光学互连，而光伏电池仍仅限于空间应用，其中砷化镓三结架构证明了高价是合理的。不断增长的功率器件组合提高了集成器件制造商的整体平均售价和利润率，从而支撑了宽禁带晶圆厂扩张的资本支出分配。

按最终用户行业：汽车转型塑造需求

电信和数据通信在 2024 年占据复合半导体市场份额的 28.2%，但汽车行业仍处于计划之中。在电动传动系统和先进驾驶辅助系统的支持下，该公司的复合年增长率为 19.4%。比亚迪的全平台 SiC 集成实现了 10% 的动力传动系统效率提升，验证了中档乘用车车型的价值创造。由于旗舰智能手机集成了 GaAs/GaN RF 前端和下一代 micro-LED 显示器，消费电子产品仍然是稳定的贡献者，尽管增长速度较慢。

工业和能源部门在太阳能逆变器和公用事业规模的电池储能系统中利用 SiC 和 GaN 来减少转换损耗。航空航天和国防领域的雷达和卫星有效载荷的平均售价继续居高不下。医疗保健代表了一个新兴的利基市场，化合物半导体为无线植入物和精密诊断激光器提供动力。

地理分析

亚太地区在 2024 年占据 58.8% 的收入，并公布到 2030 年复合半导体年增长率为 14.3%。该地区的市场规模得益于中国计划的每月 860 万片晶圆产能和台湾代工的主导地位。 2024 年实行的镓、锗和铟出口管制凸显了集中风险，促使地方政府向上游材料提供补贴。

北美在 390 亿美元的 CHIPS 激励措施下推进了国内供应链议程。 Skyworks 和 Qorvo 安排了砷化镓 (GaAs) 扩建项目，台积电 (TSMC) 价值 1,650 亿美元的亚利桑那州集群加速纳入化合物半导体先进封装能力。确保获得 III-V 器件的国防要求增加了动力。

欧洲将宽带隙半导体作为其绿色协议和欧洲芯片法案的支柱。德国拨款 20 亿欧元（22.6 亿美元）用于本地生产，而 Nexperia 则承诺投资 2 亿美元用于汉堡 SiC 生产线。^{[3]Navitas，“Navitas 展示 GaN 和 SiC 技术的进步”，navitassemi.com} 供应链本地化旨在减轻以亚洲为中心的冲击，例如北卡罗来纳州的石英矿中断，该中断威胁到了全球 70-90% 的高纯度石英。

竞争格局

行业集中度逐渐趋向中等水平。五家供应商占据了 SiC 功率领域 90% 以上的份额，但在英飞凌斥资 50 亿欧元（56.5 亿美元）收购 GaN Systems 并在马来西亚投资 79.1 亿美元的基础上，意法半导体在射频和光电子领域的多元化投资组合占据了 32.6% 的市场份额。 Onsemi 以 1.15 亿美元收购了 Qorvo 的 SiC JFET 生产线，加速了垂直整合。

衬底技术和外延工艺控制仍然是专利组合竞争的关键优势。专注于垂直 GaN 结构和 AlYN 化合物。^{[4]Total Telecom，“Nexperia 将在汉堡投资 2 亿美元”，totaltele.com} Transphorm 等无晶圆厂挑战者瞄准利基汽车电源模块，利用外包来提升资产效率。政府的激励措施决定了选址决策，美国和欧盟的拨款有利于国内晶圆厂的战略自主权。

第二梯队企业专注于专业市场，例如 InP 光子学、Micro-LED 外延晶圆和高效太空太阳能电池，这些市场的性能重于规模。工具供应商和材料供应商之间的战略联盟缩短了工艺质量周期，从而加快了客户资格认证并巩固了现有地位。