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全球MBE市场稳步增长，中国鹏城半导体突破技术垄断

发布时间：

2025-05-23

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2021年，全球分子束外延（MBE）系统市场规模约为5.5亿元人民币，展望至2028年，这一数字预计将攀升至9.6亿元，意味着在2022至2028年间，该市场将以8.3%的年复合增长率持续壮大。分子束外延系统在半导体及基础材料研究领域发挥着关键作用，其消费主力军包括欧洲、美国、日本以及中国等工业体系完备的国家，它们共同占据了全球超过八成的市场份额。

01 全球MBE市场概况

2021年，全球分子束外延（MBE）系统市场规模约为5.5亿元人民币，展望至2028年，这一数字预计将攀升至9.6亿元，意味着在2022至2028年间，该市场将以8.3%的年复合增长率持续壮大。分子束外延系统在半导体及基础材料研究领域发挥着关键作用，其消费主力军包括欧洲、美国、日本以及中国等工业体系完备的国家，它们共同占据了全球超过八成的市场份额。

追溯分子束外延（Molecular Beam Epitaxy）技术的历史，我们发现它源于真空沉积法，并基于1968年阿尔瑟对镓砷原子与GaAs表面相互作用反应动力学的深入研究。该技术由美国贝尔实验室的卓以和在70年代初进一步完善并推广，为超薄层微结构材料及其相关半导体科学技术的发展奠定了坚实基础。作为一种灵活的外延薄膜技术，分子束外延允许在超高真空环境下，通过将热蒸发的原子或分子束投射到特定取向和温度的清洁衬底上，从而生长出高质量薄膜材料或满足特定结构需求。

展望未来，分子束外延系统市场有望继续保持稳健增长。作为半导体和光伏新材料及工艺研究的核心设备，全球分子束外延系统市场规模在2020年已达到8148万美元，并预计在2026年前达到1.11亿美元，年复合增长率达5.26%。这一趋势预示着分子束外延系统市场在全球范围内的持续繁荣。

02 中国市场及企业表现

欧洲目前是全球最大的分子束外延系统生产地区，其产品广泛出口至全球多个国家，而中国则主要依赖进口。然而，中国民族企业鹏城半导体技术（深圳）有限公司（简称：鹏城半导体）已经推出了《分子束外延（MBE）系统》解决方案，致力于打破这一进口依赖。鹏城半导体的分子束外延薄膜生长设备能在特定衬底材料上实现外延生长工艺，包括分子自组装、超晶格、量子阱以及一维纳米线等的制造。此外，它还可用于第二代和第三代半导体的工艺验证及外延片生产。

鹏城半导体的设备支持半导体材料的高质量外延生长，功能全面，并在技术上达到国际领先水平。其MBE系统不仅功能全面，还具备显著的技术优势。它能够成功实现第二代半导体材料，例如砷化镓，以及第三代半导体材料，如碳化硅和氮化镓的外延生长。这一突破性的成就，进一步巩固了我们在半导体领域的技术领先地位。

03 设备组成与技术指标

MBE设备包含多个室体和关键组件，均经过自主研发和设计，以实现高性能。在2005年，本项目在国内率先完成了成套MBE的全国产化研发设计和制造，实现了自主可控。鹏城半导体自主设计了MBE超高真空外延生长室、工艺控制系统与软件、RHEED原位实时在线监控仪、直线型电子枪、高温束源炉、束源炉电源、高温样品台以及膜厚仪等核心部件。这些创新设计使得鹏城半导体的MBE系统在性能和精度上达到了国际领先水平，有效打破了国外产品的垄断地位。

设备组成：

  • 进样室：用于样品的进出仓，并配备有多片样片储存功能，可容纳六片基片。
  • 预处理室：用于样品在进入外延室前的真空等离子剥离式清洗、真空高温除气及其他前期工艺处理。
  • 外延室：一个超高真空洁净真空室，专门用于实现分子束外延工艺。

各个室体的极限真空和温度控制达到国际先进水准，配置灵活，适用于多样化工艺。其主要技术指标包括：

  • 进样室：极限真空达到5.0×10^-5Pa，可装载6片尺寸为φ2英寸至φ4英寸的样品。
  • 预处理室：极限真空为5×10^-7Pa，样品台加热温度范围从室温到850℃±1℃。
  • 外延室：极限真空达到2.0×10^-8Pa，样品台加热温度范围为室温至1200℃±1℃。

04 产品与应用实例

各组件设计满足高真空和高温要求，结合先进技术，为精确的外延生产提供支持。该MBE系统不仅功能全面，还具备显著的技术优势。它能够成功实现多类半导体材料的外延生长。

鹏城半导体的设备已成功用于生产特定新材料，展现技术潜力，并将继续推动技术创新。设备采用了鹏城半导体自主研发的分子束外延设备，成功生长出Bi2-xSbxTe3材料。鹏城半导体在分子束外延技术领域持续深耕，不断突破核心难题。

展望未来，鹏城半导体将紧密关注市场动态，积极培养对终端应用和客户需求的深刻洞察力，以增强与客户的紧密联系。鹏城半导体的目标是为客户提供独具特色的增值服务，助力其业务发展。同时，鹏城半导体将怀揣感恩之心，不断自我革新，力求在半导体外延技术的最前沿取得新的更大成就。

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