III-V 族化合物半导体衬底尺寸不断增大
思瀚产业研究院 通美晶体    2025-04-03

与硅衬底类似，III-V 族化合物半导体衬底也在不断向更大尺寸演进。化合物半导体衬底的直径越大，在单片衬底上可制造的芯片数量越多，制造单位芯片的成本也越低。同时，在圆形的衬底上制造矩形的芯片会使衬底边缘处的一些区域无法被利用，而衬底的直径越大，相对而言衬底边缘的损失会越小，有利于进一步降低芯片的成本。

降低芯片制造成本对下游芯片和器件企业而言，也是扩大在新兴应用领域产业化规模的关键因素之一。对化合物半导体衬底企业而言，下游客户降低制造芯片成本的需求对扩大化合物半导体衬底直径提出了更高的要求。

当前，全球砷化镓衬底以 4- 6 英寸为主流直径，随着 Mini LED 以及 Micro LED技术的逐渐成熟，其对 LED 芯片数量的需求将呈几何级数增长，因此砷化镓衬底也开始向 8 英寸发展，助力 Mini LED 以及 Micro LED 产业尽快降低芯片成本，推进其产业化进程；全球磷化铟衬底以 2-4 英寸为主流直径，在光通信及传感器需求迅速发展的背景下，目前正处于向 6 英寸衬底发展的过程之中。

随着 5G 通信、新一代显示等下游应用领域迎来新一轮投资周期，下游客户的新建产线很可能向更大尺寸切换，拥有大尺寸 III-V族化合物半导体衬底供应能力的企业有望在新一轮产业周期中获得市场先机。

单晶体扩径技术需要综合考虑热场设计、扩径结构设计、晶体制备工艺设计等多方面的工艺控制；更大直径的衬底也对平整度、位错密度、表面颗粒度提出了更高的要求，随着衬底尺寸的扩大，对化合物半导体单晶生长技术和衬底切磨抛洗技术的要求也不断提高。

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