磷化銦行業競爭格局及下游行業需求情況
1、磷化銦行業下游應用情況
磷化銦作為半導體材料具有優良特性，具備飽和電子漂移速度高、發光波長適宜光纖低損通信、抗輻射能力強、導熱性好、光電轉換效率高、禁帶寬度較高等特性，因此磷化銦襯底可被廣泛應用于制造光模塊器件、傳感器件、高端射頻器件等。
其最早于 20 世紀 60 年代應用于航天太陽能電池中，1969 年，磷化銦首次被用于二極管中，20 世紀 80 年代，磷化銦首次被用于晶體管中。20 世紀 90 年代，磷化銦被用于電信用電吸收調制激光器中，因其具有飽和電子漂移速度高、發光損耗低的特點，在光電芯片襯底材料中擁有特殊的優勢，磷化銦開始在光通信市場實現商業化應用，成為光模塊半導體激光器和接收器的關鍵材料。此外，由于磷化銦具有高頻低噪、擊穿電壓高等特點，隨著高電壓大功率器件的應用頻率提升，磷化銦在 2010 年以來開始應用于雷達激光器件和射頻器件。
未來，在數據中心、5G 通信、可穿戴設備等新興市場需求的帶動下，磷化銦襯底市場規模將持續擴大，成本也將隨著規模效應而降低，進一步促進下游應用領域的發展。
（1）光模塊器件
光模塊是光通信的核心器件，是通過光電轉換來實現設備間信息傳輸的接口模塊，主要應用于通信基站和數據中心等領域。磷化銦襯底用于制造光模塊中的激光器和接收器。
5G 通信是具有高速率、低時延和大連接特點的新一代寬帶移動通信技術。5G 基站對光模塊的使用量顯著高于 4G 基站，隨著 5G 基站建設的大規模鋪開，疊加 5G 基站網絡結構的變化，將極大帶動對光模塊需求的增長。2025 年全球電信光模塊（包括 5G 通信市場）市場規模將從 2019 年的 37 億美元提升至 56 億美元，2019-2025 年復合增長率為 7.15%。
數據中心主要服務于云計算廠商、大型互聯網企業、通信運營商、金融機構、政府機關等的數據流量需求。近年來隨著移動互聯網的普及，數據流量增長迅速，帶動云計算產業蓬勃發展，刺激了數據中心建設需求的增長，同時帶動了對數據中心光模塊需求的增長。2025 年全球數據中心光模塊市場規模將從 2019年的 40 億美元提升至 121 億美元，2019-2025 年復合增長率為 20%。
在市場需求的帶動及中國政府新基建等政策的影響下，全球光模塊市場將保持快速增長態勢。
（2）傳感器件
由于磷化銦具備飽和電子漂移速度高、導熱性好、光電轉換效率高、禁帶寬度較高等特性，使用磷化銦襯底制造的可穿戴設備具備脈沖響應好、信噪比好等特性。因此，磷化銦襯底可被用于制造可穿戴設備中的傳感器，用于監測心率、血氧濃度、血壓甚至血糖水平等生命體征。此外，使用磷化銦襯底制造的激光傳感器可以發出不損害視力的不可見光，可應用于虛擬現實（VR）眼鏡、汽車雷達等產品中。
（3）射頻器件
磷化銦襯底在制造高頻高功率器件、光纖通信、無線傳輸、射電天文學等射頻器件領域存在應用市場。使用磷化銦襯底制造的射頻器件（以下簡稱“磷化銦基射頻器件”）已在衛星、雷達等應用場景中表現出優異的性能。磷化銦基射頻器件在雷達和通信系統的射頻前端、模擬/混合信號寬帶寬電路方面具有較強競爭力，適合高速數據處理、高精度寬帶寬 A/D 轉換等應用。此外，磷化銦基射頻器件相關器件如低噪聲放大器、模塊和接收機等器件還被廣泛應用于衛星通信、毫米波雷達、有源和無源毫米波成像等設備中。在 100 GHz 以上的帶寬水平，使用磷化銦基射頻器件在回程網絡和點對點通信網絡的無線傳輸方面具有明顯優勢，未來在 6G 通信甚至 7G 通信無線傳輸網絡中，磷化銦襯底將有望成為射頻器件的主流襯底材料。
2、行業競爭格局分析
從市場格局來看，磷化銦襯底材料市場頭部企業集中度很高，主要供應商包括Sumitomo、北京通美、日本 JX 等。相關數據顯示，2020 年全球前三大廠商占據磷化銦襯底市場 90%以上市場份額，其中 Sumitomo 為全球第一大廠商，占比為 42%；北京通美位居第二，占比 36%。
2020 年全球磷化銦襯底競爭格局
資料來源：普華有策
3、新產業發展對磷化銦行業需求趨勢預測
（1）5G通信產業
5G 通信是具有高速率、低時延和大連接特點的新一代寬帶移動通信技術。在 5G通信中，磷化銦襯底主要用于制造光模塊中的光芯片，光模塊是光通信的核心器件，是通過光電轉換來實現設備間信息傳輸的接口模塊；砷化鎵襯底主要用于制造基站及移動終端中的射頻功率放大器。5G 基站對光模塊及射頻功率放大器的使用量都將顯著高于 4G 基站，進入 5G 時代后，5G 基站建設的鋪開將極大地拉動對光模塊和功率放大器的需求。同時，更換 5G 智能手機的需求也將顯著拉動手機功率放大器的需求量。因此，自 2019 年以來，5G 通信產業的發展將在未來若干年內對 III-V 族化合物半導體襯底材料的需求帶來飛躍。
（2）數據中心
得益于物聯網、云計算、5G 等新行業的發展，全球數據流量出現了爆發式的增長，作為網絡數據存儲與傳輸的重要節點，數據中心的建設需求劇增。數據中心需要使用光模塊作為接口模塊進行設備與光纖之間的光電轉換，磷化銦襯底主要用于制造光模塊中的激光器以及接受器，最終應用于服務器、架頂交換機、核心交換機等主機設備。在全球新冠疫情的催化與國內新基建政策的推動下，數據中心在金融、人工智能、醫療影像、物聯網、邊緣計算等行業的建設需求拉動了全球光模塊市場需求，將持續提高 III-V 族化合物半導體襯底材料的市場規模。
（3）無人駕駛產業
隨著無人駕駛（L4-L5 級）技術的發展，以及高級輔助駕駛（L3 級）技術滲透率的提高，預計車載激光雷達市場將呈現高速發展態勢，將會對磷化銦襯底及砷化鎵襯底帶來增量需求。
（4）可穿戴設備產業
隨著智能手表的普及，市場對可穿戴設備的期望逐步提高。可穿戴設備的主要功能可以分為兩大類，首先是健康與醫療功能，使用磷化銦襯底制造的傳感器可以用于監測心率、血氧濃度、血壓甚至血糖水平等生命體征；其次是娛樂功能，使用磷化銦襯底制造的激光傳感器可以發出不損害視力的不可見光，可應用于虛擬現實（VR）眼鏡等產品中，可穿戴設備種類的增加以及滲透率的提高將對磷化銦襯底帶來增量需求。
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