根據(jù)恒州博研究研發(fā)布的半導(dǎo)體射頻電源市場調(diào)研報告，本報告研究全球與中國市場半導(dǎo)體射頻電源的產(chǎn)能、產(chǎn)量、銷量、銷售額、價格及未來趨勢。重點分析全球與中國市場的主要廠商產(chǎn)品特點、產(chǎn)品規(guī)格、價格、銷量、銷售收入及全球和中國市場主要生產(chǎn)商的市場份額。歷史數(shù)據(jù)為2018至2022年，預(yù)測數(shù)據(jù)為2023至2029年。

射頻電源是可以產(chǎn)生固定頻率的正弦波、具有一定頻率的高頻電源,主要由射頻信號源、射頻功率放大器及阻抗匹配器組成,是等離子體配套電源。射頻功率放大器被認為是射頻電源的核心,因此射頻功率放大器是制約射頻電源發(fā)展的關(guān)鍵因素。射頻電源由20世紀80年代的電子管射頻電源發(fā)展到現(xiàn)在的晶體管射頻電源,經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程。功率由瓦、百瓦、千瓦、到兆瓦,，頻率有2、4、13.56、27.12、40.68MHz、60MHz等不同范圍。目前射頻電源被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝設(shè)備、LED與太陽能光伏行業(yè)、科學(xué)實驗中的等離子體發(fā)生、射頻感應(yīng)加熱、醫(yī)療美容及常壓等離子體消毒清洗等領(lǐng)域。

射頻電源根據(jù)采用的功率放大器類型不同,可分為電子管射頻電源與晶體管射頻電源(又稱為全固態(tài)射頻電源)。射頻功率放大器的發(fā)展較為緩慢,直到1904年電子管的出現(xiàn),才開始被正式應(yīng)用于各領(lǐng)域口,這是因為電子管從根本上解決了射頻功率放大器的器件問題。但是電子管本身存在很多問題:首先它的體積非常大,在某些精密領(lǐng)域限制了電子管射頻電源的應(yīng)用;其次電子管射頻電源的壽命還不到晶體管射頻電源的一半,最重要的是它的制造工藝非常復(fù)雜,因此隨著晶體管的發(fā)展,電子管逐漸被淘汰。同電子管相比,晶體管射頻電源的體積要小很多,同時它的損耗低,壽命長,產(chǎn)生很少的熱量。

半導(dǎo)體射頻電源行業(yè)發(fā)展主要特點

（1）隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，射頻電源由電子管電源發(fā)展成現(xiàn)在的晶體管射頻電源。氮化鎵GaN（gallium nitride）作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料的典型代表，具有寬禁帶、高臨界擊穿場強、高電子飽和漂移速度以及高導(dǎo)通的AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)二維電子氣2DEG（two-dimensional electrons gas）等優(yōu)點。GaN功率器件與硅（Si）功率器件相比，具有導(dǎo)通阻抗低，輸入、輸出電容小等特性，這些特性使得GaN功率器件高開關(guān)速度、低損耗。在E類功率射頻電源的基礎(chǔ)上，采用GaN功率器件設(shè)計制作了一款開關(guān)頻率為4 MHz、功率可調(diào)的全固態(tài)射頻電源實驗樣機。通過電路的設(shè)計和優(yōu)化，樣機的輸出功率為21.4 W時，效率達到了96.7%；同時，采用專為射頻電源生產(chǎn)的Si功率器件替換掉樣機上的GaN器件，實驗數(shù)據(jù)驗證了GaN器件開關(guān)速度快、損耗低，可大幅度提高射頻電源的效率。

（2）射頻電源一般由射頻信號發(fā)生器、射頻功率放大電路、供電線路和射頻功率檢測器組成。按照放大電路的核心元器件劃分，可分為電子管式射頻電源和固態(tài)射頻電源，其中電子管式射頻電源采用電子管作為功率放大元件，而固態(tài)射頻電源則采用晶體管作為功率放大元件。當(dāng)前，國內(nèi)廠商的產(chǎn)品以電子管式射頻電源為主，雖然其具有較大的阻抗失配承受能力，但是因為存在著易老化、輸出功率不穩(wěn)定和工作電壓高等缺點，只能作為一般教學(xué)科研設(shè)備中的部件。國外主流廠商，例如美國優(yōu)儀（Advanced Energy）、XP Power公司和萬機儀器（MKS）公司，均采用晶體管作為功率放大元件，提供的固態(tài)射頻電源已經(jīng)廣泛使用于主流的半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)線。

（3）數(shù)字電源的發(fā)展，電源的控制單元分別與射頻時鐘發(fā)生器單元和電壓可調(diào)直流電源相連，射頻時鐘發(fā)生單元的輸出和電壓可調(diào)直流電源的輸出均與功率放大單元連接，功率放大單元的功率輸出經(jīng)功率合成器合成后，再經(jīng)定向耦合器測量入射功率和反射功率后，定向耦合器的測量信號輸出與控制單元連接。該電源采用調(diào)節(jié)功率驅(qū)動級驅(qū)動脈沖的高度和寬度的方式來控制射頻功率輸出，工作效率高，控制可靠，而且電源的重要工作參數(shù)都能通過控制單元中的主CPU進行實時采集、分析，并通過控制單元中的主CPU對控制參數(shù)進行設(shè)定，如果參數(shù)出現(xiàn)異常則能及時對電源進行保護，從而大大提高了射頻電源的工作效率和可靠性。

半導(dǎo)體射頻電源行業(yè)發(fā)展總體概況

半導(dǎo)體射頻電源是可以產(chǎn)生固定頻率的正弦波、具有一定頻率的高頻電源，主要由射頻信號源、射頻功率放大器及阻抗匹配器組成，射頻電源作為等離子體配套電源，頻率在射頻范圍內(nèi)（約3KHz～300GHz）。 廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體蝕刻、CVD和PCV等領(lǐng)域。

目前我國先進的等離子體設(shè)備使用的射頻電源,與國外同類電源相比還存在一定差距,要超趕上國際水平,還需要做很多工作:

1)目前我國的射頻電源采用大多是電子管或電子管、晶體管混合電路,體積較大,限制了它的應(yīng)用。并且使用的晶體管大多為國外進口,因此,需要研制我國自主核心的晶體管,研制新技術(shù)、新元器件,使射頻電源小型化

2)目前我國使用的還是阻抗手動匹配器,容易受環(huán)境因素的影響,而國外已開始使用阻抗自動匹配器,在工業(yè)自動化領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用,因此,高精度、高速度的阻抗自動匹配器是未來發(fā)展的必然趨勢。

3)與國外射頻電源相比,我國射頻電源種類較為單一,今后還應(yīng)該進行寬頻帶電源、微波電源、高功率射頻電源等不同類型射頻電源的研制。

根據(jù)QYR（恒州博智）的統(tǒng)計及預(yù)測，2022年全球半導(dǎo)體射頻電源市場銷售額達到了7.26億美元，預(yù)計2029年將達到14.57億美元，年復(fù)合增長率（CAGR）為11.18%（2023-2029）。地區(qū)層面來看，中國市場（含臺灣地區(qū)）在過去幾年變化較快，2022年市場規(guī)模為96.6百萬美元，約占全球的13.31%，預(yù)計2029年將達到188.52百萬美元，屆時全球占比為12.94%。未來幾年，亞太地區(qū)的重要市場地位將更加凸顯，除中國外，日本、韓國、印度和東南亞地區(qū)，也將扮演重要角色。此外，未來六年，預(yù)計德國將繼續(xù)維持其在歐洲的領(lǐng)先地位。

生產(chǎn)端來看，北美和日本是兩個重要的生產(chǎn)地區(qū)，2022年分別占有36.04%和23.17%的市場份額，預(yù)計未來幾年，中國地區(qū)將保持最快增速，預(yù)計2029年份額將達到11.71%。

從產(chǎn)品類型方面來看，13.56MHz占有重要地位，預(yù)計2029年份額將達到32.1%，其次是27.12Mhz類型。同時就應(yīng)用來看，蝕刻在2022年份額大約是36.56%，未來幾年CAGR大約為11.09%。

從生產(chǎn)商來說，全球范圍內(nèi)，半導(dǎo)體射頻電源核心廠商主要包括萬機儀器、美國優(yōu)儀（AE）、日本大阪變壓器株式會社、XP Power和通快等。2022年，全球第一梯隊廠商主要有萬機儀器、美國優(yōu)儀（AE）、日本大阪變壓器株式會社，第一梯隊占有大約52.95%的市場份額；第二梯隊廠商有通快、康姆艾德、京三制作所、北廣科技、愛發(fā)科、日本電子株式會社、Adtec Plasma Technology、New Power Plasma等，共占有33.99%份額。

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