外延设备市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（MOCVD、HT CVD）、按应用（光子学、半导体、宽带隙材料、其他）、区域见解和预测到 2035 年

外延设备市场规模

全球外延设备市场规模预计2025年为15.6亿美元，预计2026年将达到16.3亿美元，2027年进一步增至17.2亿美元。在预测期内，市场预计将稳步扩大，到2035年将达到25.5亿美元，预测期内复合年增长率为5.08%。 2026年至2035年的预计收入反映了在半导体制造、汽车电子、电信和光电子需求不断增长的推动下持续增长。 SiC 和 GaN 器件的日益普及，以及全球晶圆代工厂和集成器件制造商的持续技术进步和产能扩张，将继续支持市场的长期发展。

美国外延设备市场反映了强劲的工业势头，占北美市场份额的73%，国内工具采购量增长了44%。美国 58% 的产量与射频、人工智能和功率芯片相关，因此有望受益于联邦资金和芯片法案激励措施。此外，超过 39% 的代工厂正在转向下一代单晶圆外延系统，以提高产量和吞吐量。

主要发现

• 市场规模：2025 年价值为 15.6 亿美元，预计 2026 年将达到 16.3 亿美元，到 2035 年将达到 25.5 亿美元，复合年增长率为 5.08%。
• 增长动力：SiC 和 GaN 基工具使用量增长 38%，电动汽车领域需求增长 51%，晶圆厂扩张增长 35%。
• 趋势：MOCVD 工具采用率增长 63%，LED 需求增长 41%，AI 芯片制造增长 33%，混合系统采用率增长 22%。
• 关键人物：Veeco Instruments Inc.、Aixtron SE、NAURA Technology、Tokyo Electron、Riber SA 等。
• 区域见解：根据设备部署和代工业务，亚太地区占 49%，北美占 26%，欧洲占 17%，中东和非洲占 8%。
• 挑战：52% 的晶圆厂面临基板兼容性问题，44% 的晶圆厂因生长不一致而遇到延迟，49% 的晶圆厂指出培训差距。
• 行业影响：采用精密工具的晶圆厂数量增加了 46%，能源减少了 27%，各个单位的自动化程度提高了 36%。
• 最新进展：单层控制提高 45%，污染降低 31%，均匀性提高 33%，处理周期加快 42%。

外延设备市场的独特特征是精度密集、资本密集，即使均匀性或材料兼容性方面的微小改进也可以推动大量需求。随着 44% 的晶圆厂积极转向 SiC 和 GaN 材料系统，工具制造商越来越关注混合沉积系统、人工智能驱动的自动化和减少化学品的使用。该市场与人工智能、电动汽车和 5G 设备的发展紧密结合，其中 36% 的高性能芯片需要定制外延层工艺。本土化和晶圆厂本地化的全球趋势也正在创造区域需求热点，特别是在北美和亚洲。

外延设备市场趋势

在化合物半导体技术的进步、光电子技术的不断普及以及对电力电子产品的需求不断增长的推动下，外延设备市场正在经历显着的转变。全球 47% 的半导体制造工厂都集成了外延工具，以提高晶圆性能和产量效率。在电力电子领域，由于氮化镓 (GaN) 外延工具在生产高效器件方面的作用，其采用率增加了 36%。同样，基于碳化硅 (SiC) 的外延设备的使用量增长了 42%，因为它支持汽车和工业领域的高压和高温应用。 LED 生产仍然是外延技术的大本营，超过 55% 的 LED 制造商投资于先进的金属有机化学气相沉积 (MOCVD) 系统。此外，全球 61% 的代工厂目前正在将自动化外延工具纳入其 300mm 晶圆生产线，以降低缺陷率。 5G基础设施和AI芯片制造的扩张正在推动对精密外延层的需求，导致微处理器晶圆厂外延设备的支出增长33%。此外，外延设备市场对集成器件制造商 (IDM) 的吸引力越来越大，因为其中 39% 的公司正在从外包转向内部外延生长工艺，以实现更严格的控制和知识产权保护。

外延设备市场动态

驱动程序

对化合物半导体的需求不断增长

外延设备市场受到化合物半导体需求激增的推动，其中 GaN 和 SiC 衬底在射频和电力电子领域的使用量增长了 38%。此外，51% 的电动汽车 (EV) 制造商现在需要外延晶圆用于先进的电机控制系统和快速充电应用，这加剧了汽车行业对高性能外延工具的需求。

机会

5G 和人工智能基础设施的增长

外延设备市场受益于人工智能加速器所用晶圆需求增长 46%，以及 5G 射频前端模块外延应用增长 43%。这种向新一代电信和云计算市场的扩张使得外延工具制造商能够渗透到以前未开发的垂直领域，同时还占据了下一代高性能芯片生产设施 34% 的份额。

限制

"采用资本支出高"

尽管增长，外延设备市场仍因高资本支出要求而面临限制。大约 58% 的中小型晶圆厂表示在购买新外延机方面存在财务限制。维护和培训成本占外延系统部署总预算拨款的 27% 以上。此外，东南亚 41% 的区域晶圆厂表示，从批量外延系统过渡到单晶圆外延系统时存在与成本相关的延迟，从而减缓了设备升级周期。

挑战

"材料集成的成本上升和技术复杂性"

集成 GaN-on-Si 和 SiC 等先进材料给 52% 使用外延设备的制造设施带来了技术挑战。近 49% 的研究实验室和商业晶圆厂报告称，由于基板不匹配和温度变化，材料质量和生长均匀性不一致。此外，射频芯片制造中 44% 的生产延迟可归因于外延生长精度问题，这使得大批量制造的时间表变得复杂，并阻碍了吞吐量可扩展性。

细分分析

外延设备市场根据类型和应用进行细分，从而可以分析特定行业的增长机会和需求激增。 MOCVD 系统因其在光电和功率器件生产中的适应性而占据主导地位，占 LED 和激光二极管制造所用设备的 54% 以上。 CVD 和 HVPE 工具越来越多地用于研究和先进半导体节点，合计市场使用率达到 32%。从应用角度来看，LED 制造仍然是领先领域，占设备部署总量的 48%。汽车电子和下一代逻辑芯片不断增长的需求正在推动快速扩张，特别是在射频器件和微处理器应用领域，它们合计贡献了超过 35% 的应用需求。

按类型

• MOCVD（金属有机化学气相沉积）：

  MOCVD 在外延设备市场占据主导地位，约占全球部署量的 54%。由于 MOCVD 的可扩展性和精度，约 63% 的 LED 工厂依赖 MOCVD 进行外延层生长。此外，超过 46% 的 VCSEL 和激光二极管生产设施都使用了 MOCVD 工具，展示了它们在光电子学和光子学中的关键作用。

• HVPE（氢化物气相外延）：

  HVPE 系统在利基应用中越来越受欢迎，占据了 17% 的市场利用率。大约 42% 的研发实验室倾向于使用 HVPE 进行厚 GaN 层沉积。它在生产独立式 GaN 衬底方面的用途扩大了 29%，特别是在专注于高亮度 LED 和功率晶体管的设施中。

• CVD（化学气相沉积）：

  CVD外延系统占外延设备市场份额的15%。超过 36% 的先进节点逻辑和存储器晶圆厂利用 CVD 设备来生产薄的、高均匀性的层。大约 28% 的 CMOS 代工厂正在采用 CVD 进行专门的掺杂和低温应用，特别是在逻辑电路集成中。

• 分子束外延 (MBE)：

  MBE 工具主要用于精密研究环境，占市场使用量的 8%。超过 55% 的大学和政府研发中心使用 MBE 进行探索性材料合成和量子点形成。其精度非常适合需要单层控制和实验半导体设计的应用，但在大批量制造中并不常用。

按申请

• LED制造：

  LED 制造占外延设备应用总量的 48%。超过 64% 的 MOCVD 装置专用于 LED 晶圆生长。基于 GaN 的 LED 制造商报告称，由于对高亮度和节能照明解决方案的需求不断增长，外延工具投资增加了 41%。

• 电力电子：

  电力电子设备占外延设备使用量的 23%。 59% 的功率器件制造商使用 SiC 和 GaN 外延工具，特别是在电动汽车、工业和可再生能源领域。该领域需要坚固外延层的高温器件产量增长了 38%。

• 射频设备：

  射频器件占市场需求的 17%。大约 51% 的射频前端模块制造商依靠外延晶圆来改善频率响应和耐热性。随着5G和卫星通信系统的扩展，GaAs和InP基外延生长的需求激增33%。

• 微处理器和逻辑芯片：

  微处理器和逻辑应用占设备总使用量的 12%。生产 AI 加速器和先进逻辑节点的代工厂报告称，外延工具部署量增长了 27%。其中超过 39% 的晶圆厂采用外延层作为 FinFET 和 GAA 晶体管结构。

区域展望

在半导体创新、战略投资和强大的工业基础设施的推动下，外延设备市场在主要地区表现出不同的增长动力。亚太地区在外延设备领域占据主导地位，占据超过 49% 的份额，这主要是由于中国、台湾、韩国和日本拥有大型半导体制造中心。北美紧随其后，占据 26% 的份额，这主要得益于在射频和功率器件领域进行创新的 IDM 和代工厂的高度集中。欧洲占总市场的17%，其中德国、法国和荷兰的研发能力较强。与此同时，中东和非洲地区虽然新兴，但增长前景广阔，占据全球份额的8%，对半导体自力更生和太阳能设备应用的兴趣日益浓厚。这些区域差异受到政策举措、材料供应链以及当地电子、汽车和电信行业需求的影响，所有这些都影响了外延设备采用的全球分布。

北美

北美占全球外延设备市场的26%，其中美国占据73%的地区份额。已安装的外延设备中约 58% 用于 RF 芯片和 AI 半导体制造。美国还支持该地区 62% 的以研发为重点的外延系统开发。加拿大和墨西哥的汽车电子和 LED 行业合计贡献了 27%。政府支持国内半导体生产的举措正在帮助美国晶圆厂的外延设备投资增加 31%。该地区电力电子领域对高性能 GaN 外延片的需求也增长了 44%。

欧洲

欧洲占据全球外延设备市场的 17%，其中以德国为首，占该地区安装量的 39%。法国、荷兰和意大利紧随其后，份额分别为 18%、14% 和 11%。欧洲晶圆厂的外延设备部署主要是由光电器件生产推动的，主要工厂的光电器件产量增长了 28%。 52% 的研究机构和政府资助的半导体项目使用 MBE 和 HVPE 系统。汽车和节能设备开发占该地区外延设备安装量的 33%。向碳中和和智能移动解决方案的过渡也促进了 SiC 外延晶圆应用增长 37%。

亚太

亚太地区占据外延设备市场 49% 的份额。仅中国就占地区份额的 41%，其次是台湾（21%）、韩国（18%）和日本（15%）。全球超过 67% 的 MOCVD 工具是在亚太晶圆厂制造或使用的，主要用于 LED、电源和逻辑芯片应用。由于300毫米晶圆厂的扩建，该地区的外延片产能增长了46%。政府补贴和整个半导体供应链的垂直整合使 GaN 和 SiC 外延工具的部署速度加快了 38%。亚太地区在下一代电信芯片生产方面也处于领先地位，带动了 35% 的新外延投资。

中东和非洲

中东和非洲地区占据外延设备市场8%的份额。以色列以 36% 的安装量领先该地区，专注于利基半导体研发和国防应用。在建设半导体生态系统的国家战略的推动下，阿联酋和沙特阿拉伯分别贡献了29%和21%。南非占14%，主要服务于太阳能和工业设备行业。该地区政府支持的半导体试点项目增长了 32%，促进了学术和工业合作。太阳能级外延片需求增长 27%，进一步鼓励该地区产业集群采用 HVPE 和 MOCVD 工具。

主要外延设备市场公司名单分析

投资分析与机会

外延设备市场的全球投资急剧增加，特别是来自集成设备制造商和政府支持的半导体项目的投资。大约 42% 的晶圆厂正在将资金重新分配给单晶圆外延系统，以提高效率并减少缺陷。铸造厂报告称，专门针对 GaN 和 SiC 外延生长室的资本扩张项目增加了 35%。由于中国、韩国和台湾积极扩张晶圆厂产能，仅亚太地区就占总投资流入的 54%。在北美，29%的政府补贴用于购买国内外延设备。欧洲的公私研究联盟推动新设备订单增长 23%。外延创新初创公司的风险投资增长了 31%，重点关注衬底创新、热控制和自动化。电动汽车、电信和人工智能基础设施中使用的芯片需求的增长正在推动超过 39% 的一级晶圆厂在下一个生产周期扩大外延业务。

新产品开发

外延设备市场的新产品开发正在加速薄膜沉积、自动化和能源效率方面的创新。 Veeco Instruments 推出了下一代 GaN MOCVD 平台，该平台将吞吐量提高了 27%，同时将气体消耗量减少了 19%。 Aixtron 推出模块化 MOCVD 工具，将晶圆更换时间缩短了 31%，从而提高了整体正常运行时间和良率稳定性。初创公司和研发实验室正专注于混合外延系统，其中 22% 的公司尝试使用 MOCVD-CVD 集成来实现卓越的掺杂剂分布。大约 36% 的新系统设计采用了基于人工智能的控制系统，以提高现场监控和分层精度。此外，44% 的新发布工具支持在单一平台上进行多材料生长（SiC、GaN、InP），从而促进更广泛的使用案例。 “零浪费”MOCVD 设备的出现正在受到关注，18% 的新产品发布旨在在大批量生产环境中实现闭环材料利用。

最新动态

• Veeco：2023 年，Veeco 增强了其 Propel GaN MOCVD 系统，将晶圆均匀性提高了 26%，颗粒污染减少了 31%，显着有利于 RF 芯片和 microLED 生产线。
• 爱思强：2024 年，爱思强推出了 G10-GaN 平台，处理周期加快了 42%，热稳定性提高了 37%。这一发展提高了高频和高功率设备应用的性能。
• 北方华创科技：2023年，北方华创宣布其用于电动汽车逆变器和充电组件的碳化硅外延工具的增长率均匀性提高了33%，在亚太代工厂中获得了关注。
• Riber SA：2023 年，Riber 推出了针对量子器件优化的 MBE 系统，单层控制能力提高了 45%，大学主导的研发中心的吞吐量提高了 28%。
• Tokyo Electron：2024 年，Tokyo Electron 在其外延平台中集成了实时 AI 监控，在日本的试点生产线上实现了 41% 的生长缺陷减少和 24% 的停机时间减少。

报告范围

外延设备市场报告对关键细分市场进行了全面分析，包括类型、应用和区域趋势。该报告分析了 MOCVD、HVPE、CVD 和 MBE 系统的 50 多个子类别。大约 62% 的市场增长来自 LED 和 RF 芯片制造领域。地区细分显示亚太地区占据主导地位，占 49% 的份额，其次是北美（26%）和欧洲（17%）。该报告包括来自供应链审计、投资模式和产品发布的 200 多个数据点。总共审查了超过 75 家公司，重点关注前 15 名领先企业。此外，该报告还研究了 40 多个影响外延设备部署的政府政策框架。它还详细介绍了设备寿命分析、平均系统投资回报率以及 300 毫米和 200 毫米晶圆厂的集成。对 120 多名晶圆厂工程师和采购负责人进行的买家情绪调查表明，61% 的人倾向于单晶圆系统，44% 的人倾向于支持 GaN 的工具。