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光伏電池轉化率再創世界記錄 或為砷化鎵產業鏈相關企業帶來發展契機

字體大小: 2021-08-23 15:36

中國報告網提示:砷化鎵屬III-V族化合物半導體材料,隨著現代工業冶煉提純技術的進步和微電子技術的發展,砷化鎵材料已是III-V族化合物半導體材料中應用最為廣泛、相關技術最為成熟的材料。

       據媒體報道,近日,Fraunhofer-ISE研究人員在單色光下使用光伏電池獲得了68.9%的轉化效率,這是迄今為止在光能轉化為電能方面獲得的最高效率,世界記錄被再次刷新。ISE使用了一種由砷化鎵制成的薄光伏電池,并在半導體結構的背面上應用了幾微米厚的高反射導電鏡,組件在858納米激光下照射。

       砷化鎵屬III-V族化合物半導體材料,隨著現代工業冶煉提純技術的進步和微電子技術的發展,砷化鎵材料已是III-V族化合物半導體材料中應用最為廣泛、相關技術最為成熟的材料。

全球砷化鎵產品結構

大類

主要器件

工作層/襯底

器件應用領域

用途

光電子(95.7%)

紅外發光二極管 (IR-LED)

GaAs/ GaAs

民用產業

家電、DA、電子產業機械、遙控及光耦合器、光斷路器

GaAlAs/GaAs

可見光發光二極管 (IR-LED)

GaAsP/ GaAs(紅)

民用產業

家電、DA、電子設備顯示、廣告牌、汽車尾燈、傳真用光源及信號

GaAlAs /GaAs(高亮度紅)

InGaAIP/GaAs(高亮度橙*)

激光二極管(LD)

GaAs/GaAs

GaAlAs/GaAs

光通信產業

光通信交換機、光 LAN 用發光器件、各種檢測設備發光器件

InGaAIP/GaAs

民用產業

CDMD、激光打印機 CDRomDVD-RomDVD-RAM

光探測器

GaAs/GaAs

 

 

高效太陽能電池

GaAs/GaAs

能源

衛星廣播、通訊、無人氣象觀測站

微波二極管:耿氏二極管、變容二極管等

GaAs/GaAs

情報處理通訊(微波)

超高速計算機、移動通訊、衛星廣播、低噪聲接收、放大、發射、汽車防碰撞系統

GaAlAs

微電子(4.3%)

徽波晶體管:場效應管(FET)、高電子遷移率晶體管(HEMTPHEMT)、異質結雙極型晶體(HBT)

GaAlAs/InGaAs/GaAs

InGaP/GaAs/GaAs

集成電路:微波單片集成電路(MMIC)、波及毫米集成電路(MIMIC)、超高速集成電路(VHSIC)

GaAs/GaAs

GaAlAs/GaAs

資料來源:觀研天下整理

       受砷化鎵半導體材料高飽和速度、高電子遷移率、高禁帶寬度和高擊穿電場的影響,砷化鎵將大量運用于制作功率放大器(PA)以滿足5G時代高頻、高速、高功率的要求。據預測,2024年全球砷化鎵元件市場將達到157.1億美元。

2020-2024年全球砷化鎵元件市場規模及預測
 
數據來源:觀研天下整理

此外, 在5G、新能源汽車、能源互聯網、軌道交通等下游應用領域快速發展的帶動下及國家政策大力扶持的驅動下,作為目前最重要、最成熟的化合物半導體材料之一,砷化鎵在我國第三代半導體材料市場規模中的占比將逐步提升,預計2023年其比例有望升至41.3%。

2018-2023年中國第三代半導體材料市場規模及預測
 
數據來源:觀研天下整理

2018-2023年中國第三代半導體材料產品結構及預測
 
數據來源:觀研天下整理

       從上市企業來看,目前國內涉及砷化鎵業務的公司數量總體較少,其中三安光電、乾照光電在LED領域應用方面較為成熟,能夠做到垂直整合。

中國涉及砷化鎵上市公司介紹

上市公司

簡析

乾照光電

國內最大的能夠批量生產砷化鎵太陽能電池外延片的企業,同時還著力研發高性能砷化鎵太陽能電池,是國內僅有的幾家初步具備外延片和芯片工業化生產能力的企業。

南大光電

建設的高純磷烷、砷烷研發和產業化項目已經列入國家科技重大專項超大規模集成電路制造裝備及成套工藝。高純磷烷和高純砷烷都是LED、超大規模集成電路、砷化鎵太陽能電池的重要原材料

三安光電

201712月公司宣布投資330億元在福泉州速建立砷化鎵半導體產業基項目,達產后年預計可實現銷售收入約270億元。目前,三安光電的子公司三安集成的砷化鎵射頻銷售持續成長,出貨客戶累計至 73 家,達270種產品

海特高新

旗下的海威華心建立了國內第一條6英寸砷化鎵、氮化鎵半導體晶圓生產線。目前,砷化鎵制程研發方面IPDPPA25產線試生產階段良率達到預期水平,具備初步量產能力。公司正開發面向5G移動通信的砷化鎵、氮化鎵工藝制程,可用于6GHz以下5G終端射頻器件,毫米波5G終端射頻器件等

云南鍺業

子公司云南鑫耀半導體材料有限公司目前已建成砷化鎵單晶及晶體化生產線,可用于研制半導體大功率激光器、發光二極管和太陽能電池等領域

有研新材

為國內靶材等半導體材料的龍頭企業之一,也是國內水平砷化鎵最大的供應商

資料來源:觀研天下整理(TC)

       此次砷化鎵在光能轉化為電能獲得最高效率,意味著砷化鎵高昂的制造成本將大幅下降,砷化鎵電池成本平民化望迎來曙光,下游領域對砷化鎵需求望加速釋放,為產業鏈相關企業帶來發展契機。


          更多深度內容,請查閱觀研報告網:
        《2021年中國砷化鎵行業分析報告-行業格局現狀與發展趨勢前瞻

        行業分析報告是決策者了解行業信息、掌握行業現狀、判斷行業趨勢的重要參考依據。隨著國內外經濟形勢調整,未來我國各行業的發展都將進入新階段,決策和判斷也需要更加謹慎。在信息時代中誰掌握更多的行業信息,誰將在未來競爭和發展中處于更有利的位置。

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