Фотонные и терагерцовые применения как следующий драйвер рынка арсенида галлия

Продолжен предпринятый ранее в ряде работ анализ современного состояния рынка GaAs и приборов на его основе. Двойное полупроводниковое соединение арсенид галлия (GaAs) — традиционный материал СВЧ-электроники. До недавних пор одним из наиболее быстрорастущих сегментов рынка применений этого материала были высокочастотные интегральные схемы на GaAs для мобильной телефонии. Однако, парадигма развития рынка GaAs меняется. Новым двигателем развития мирового рынка арсенида галлия становится фотоника и терагерцовая техника. Это означает, что в технологиях выращивания монокристаллов GaAs произойдет смена акцентов в сторону кристаллов «оптоэлектронного качества», получаемых методом вертикальной направленной кристаллизации. В средне- и долгосрочной перспективе мировые рынки пластин и эпитаксиальных структур GaAs будут расти. В ближайшей перспективе необходимо учитывать последствия пандемии COVID. Пока рынок GaAs тесно связано с разработками на рынке смартфонов. Очень вероятно, что после длительного периода роста рынок GaAs будет второй год подряд сокращаться — производство GaAs в 2020 году может снизиться на 11—12 %. Если предположить, что пандемия будет как-то взята под контроль в 2021 году, общее производство смартфонов вероятно, вырастет начиная с 2021 г.

На данный момент российский рынок полупроводниковых соединений для развития фотоники и электронно-компонентной базы (GaAs и др.) имеет незначительный объем и в ближайшей перспективе не достигнет уровня, необходимого для появления конкурентоспособного отечественного производителя, даже при условии выполнения программ импортозамещения. В то же время, существует понимание, что для создания современной электронной компонентной базы в России необходимо развивать производства исходных материалов.

1. Маянов Е. П., Князев С.Н., Наумов А. В. Рынок монокристаллов GaAs и тенденции развития // Известия вузов. Материалы электронной техники. 2016. Т. 19, № 3. C. 156—162. DOI: 10.17073/1609-3577-2016-3-156-162

2. Марков А. В. Монокристаллы полупроводниковых соединений III-V: современное производство и перспективы его развития // Известия вузов. Физика. 2003. № 6. С. 5—11.

3. Кульчицкий Н. А., Наумов А. В., Старцев В. В. Новые тенденции развития рынка приборов на арсениде галлия // Успехи прикладной физики. 2020. Т. 8, № 2. С. 136—147.

4. Хлудков С. С., Толбанов О. П., Вилисова М. Д., Прудаев И. А. Полупроводниковые приборы на основе арсенида галлия с глубокими примесными центрами / Под ред. О. П. Толбанова. Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2016. 145 с.

5. Кищинский А. В. Широкополосные транзисторные усилители СВЧ-диапазона: смена поколений // Электроника: наука, технология, бизнес. 2010. № 2. С. 5—10.

6. GaAs wafer market growing at 15% CAGR to 2023, driven by photonics applications growing at 37%. URL: www.semiconductor-today.com/news_items/2018/jul/yole_240718.shtml (дата обращения: 23.10.2020).

7. GaAs Wafer & Epiwafer Market: RF, Photonics, LED и PV приложения. URL: https://www.i-micronews.com/products/gaas-wafer-and-epiwafer-market-rf-photonics-led-and-pv-applications/?cn-reloaded=1 (дата обращения: 23.10.2020).

8. Dietrich C. P., Fiore A., Thompson M. G., Kamp M., Hofling S. GaAs integrated quantum photonics: Towards compact and multi-functional quantum photonic integrated circuits // Laser Photonics Rev. 2016. V. 10, Iss. 6. P. 1—25. DOI: 10.1002/lpor.201500321

9. GaAs Market Overview. URL: https://anysilicon.com/gaas-market-overview-apple-changing-future/ (дата обращения: 23.10.2020).

10. Apple Is Changing GaAs Future. URL: https://compoundsemiconductor.net/article/104852/Apple_Is_Changing_GaAs_Future (дата обращения: 23.10.2020).

11. Yoon J., Jo S., Chun I. S., Jung I., Kim H.-S., Meitl M., Menard E., Li X., Coleman J. J., Paik U., Rogers J. A. GaAs photovoltaics and optoelectronics using releasable multilayer epitaxial assemblies // Nature. 2010. V. 465. P. 329—333. DOI: 10.1038/nature09054

12. How Will COVID-19 Affect GaAs Revenue. URL: https://www.strategyanalytics.com/strategy-analytics/blogs/components/advanced-semiconductors/advanced-semiconductors/2020/05/04/how-will-covid-19-affect-gaas-revenue?slid=1066895&spg=8 (дата обращения: 23.10.2020).

13. GaAs wafer market growing at 10% CAGR to more than $348m by 2025 // Semiconductor Today. Compounds & Advanced Silicon. 2020. V. 15, Iss. 5. P. 56—57. URL: http://www.semiconductor-today.com/news_items/2020/jun/yole-020620.shtml

14. Sizov F. THz radiation sensors // Opto-Electronics Review. 2010. V. 18, N 1. P. 10—36. DOI: 10.2478/s11772-009-0029-4

15. Sizov F., Rogalski A. THz detectors // Progress in Quantum Electronics. 2010. V. 34, Iss. 5. P. 278—347. DOI: 10.1016/j.pquantelec.2010.06.002

16. Стафеев В. И. Теллуриды кадмия-ртути: фотоприемники инфракрасноaо диапазона, другие приборы. М.: ФГУП «НПО "Орион"», 2011. 204 с.

17. АО «Экран-оптические системы» запустило первое в России промпроизводство наногетероструктур на основе арсенида галлия. URL: http://www.ratm.ru/press-center/news/ao-ekran-opticheskie-sistemy-zapustilo-pervoe-v-rossii-promproizvodstvo-nanogeterostruktur-na-osnove/ (дата обращения: 23.10.2020).

18. Новосибирские ученые изготовили опытный образец установки для выращивания полупроводников в космосе. URL: https://infopro54.ru/news/novosibirskie-uchenye-izgotovili-opytnyj-obrazec-ustanovki-dlya-vyrashhivaniya-poluprovodnikov-v-kosmose/?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop (дата обращения: 23.10.2020).

19. Smartphone production falls a record 16.7% year-on-year in Q2/2020 // Semiconductor Today. Compounds & Advanced Silicon. 2020. V. 15, Iss. 7. P. 76—77. URL: http://www.semiconductor-today.com/news_items/2020/aug/trendforce-260820.shtml