化合物半导体市场增长与规模 - 化合物半导体正逐渐成为主流，因其在功率、速度和效率上相比硅具有优势 [2] - 整个化合物半导体衬底市场预计将以14%的复合年增长率增长，规模将从2025年的13亿美元增长至2031年的28亿美元，增长超过一倍 [2] - 开放式外延片市场预计将与衬底市场同步增长，从2025年的11亿美元增长到2031年的24亿美元 [2] - 衬底市场总额预计从2025年的12.9亿美元增长到2031年的27.9亿美元，开放式外延片市场从11亿美元增长到23.9亿美元，年复合增长率均为14% [3] 关键材料与应用领域 - 不同化合物半导体材料主导不同应用：SiC和GaN在电力电子领域领先，GaAs和GaN广泛用于射频系统，InP和GaAs是光子学和激光器的关键，GaN和GaAs是照明和显示技术的关键 [2] - 功率应用占据主导地位，n型碳化硅(SiC)的增长由电动汽车电气化、800V架构及8英寸晶圆普及推动 [3] - 功率氮化镓(GaN)应用已从消费级快充扩展到汽车和数据中心，但其外延晶圆市场规模仍小于碳化硅 [4] - 射频市场保持稳定，主要由手机领域的砷化镓（GaAs）和电信及国防领域的氮化镓（GaN）主导 [4] - 光子学市场发展势头最为强劲，受人工智能数据中心和带宽升级推动，加速了磷化铟（InP）的普及、6英寸平台和高速激光器的应用 [4] - LED技术成熟且价值较低，MicroLED的普及将在本世纪晚些时候重新开始，首先应用于可穿戴设备和AR领域 [4] 主要增长驱动市场 - 人工智能驱动的数据中心扩张正迅速成为主要需求来源，全球服务器部署数量预计将大幅增长 [5] - 人工智能带宽需求需要更快的光互连，通过共封装光学器件（CPO）将磷化铟激光器集成到硅光子平台中，传输速率可从目前的每通道100G扩展到未来的400G [7] - 汽车行业是规模最大、发展最成熟的市场，碳化硅（SiC）是主牵引逆变器的关键材料，氮化镓（GaN）在车载充电器和直流/直流转换器系统中逐渐普及 [7] - 车辆应用扩展到电力转换之外，包括使用GaN和GaAs的照明和显示系统，用于自动驾驶LiDAR的InP和GaAs激光器，以及用于车辆连接的基于GaAs的射频组件 [7] - 新的消费应用正在涌现，首款采用GaN和GaAs的商用微型LED智能手表将于2025年上市，增强现实是另一个充满前景的领域 [9] 技术发展与供应链趋势 - 化合物半导体器件成本仍高于硅基器件，挑战包括制造平台成熟度不同以及供应链的复杂性 [10] - 采用更大的基板直径以满足可扩展性和成本需求 [10] - 碳化硅（SiC）衬底正从6英寸向8英寸过渡，磷化铟（InP）衬底向6英寸过渡，蓝宝石衬底上的氮化镓（GaN）和砷化镓（GaAs）主要平台仍维持在6英寸，镓基微型LED衬底维持在4英寸 [13] - 更大的晶圆可以在一片晶圆上制造更多芯片，实现更高产量和成本效益，为三星和格罗方德等硅晶圆代工厂进入化合物半导体生态系统打开大门 [13] - 碳化硅（SiC）的增长得益于产能扩大及晶圆尺寸向8英寸过渡，新的中国晶圆和外延片供应商提升了成本竞争力 [15] - 功率氮化镓（GaN）正朝着混合型IDM和无晶圆/代工厂模式转变，IDM厂商将GaN视为数据中心渗透的战略性技术 [15] - 移动和电信射频市场保持稳定，市场重点在于整合而非扩张 [15] - 更大的衬底尺寸加剧了纯化合物半导体厂商和硅晶圆厂之间的竞争 [15] 中国在生态系统中的竞争 - 全球竞争日益激烈，尤其来自中国的竞争突出，中国通过加速技术研发和扩大生产规模，在碳化硅衬底领域正逐渐占据领先地位，竞争目标正转向器件层面 [16] - 中国企业在移动和消费品行业占据领先地位，同时也在汽车和工业行业产生影响 [16] - 受美国出口限制和国内需求推动，中国化合物半导体供应链的进步使其成为战略竞争对手 [16]