简单观察|2020年化合物半导体材料行业专题报告( 四 )


受益于5G宏基站快速放量 , GaN器件用量有望快速提升 。 全球主要国家如美日中韩等国都已开启5G商用 , 基站建设正处于逐步放量阶段 。 5G宏基站将以64通道的大规模阵列天线为主 , 按三个扇区计算 , 单基站PA需求量将高达192个 。 根据拓墣产业研究院的预测 , 国内5G宏基站建设将于2023年左右达到高峰 , 年新增115万个以上 , 对应PA需求高达2.21亿个 。 随着GaN器件成本的下降和工艺的成熟 , GaNPA渗透率将不断提升 , 拓墣产业研究院估计2019年5G宏基站PA中GaN占比在50%左右 , 预计到2023年GaN占比将达到80% , 对应112.6亿元国内市场需求 。
军用雷达升级驱动GaN射频市场快速起量 。 军用雷达升级体现在两个方面:一是基于GaN的有源电子扫描阵列(AESA)雷达系统替换原有的基于GaAs的AESA雷达系统和基于行波管(TWT)的系统 。 这主要是因为两个方面的原因:一方面GaN的高功率提高了抗干扰能力 , 扩大了作用距离或搜索范围;另一方面 , 采用GaN后 , 较小的孔径就能够形成与不采用GaN的较大孔径相同的作用距离和搜索范围 。 因此向基于GaN的AESA雷达系统升级成为趋势 , 各国的军队正在同时升级至AESA雷达和GaN芯片 。 二是AESA天线架构的升级 , 下一代AESA天线将在同一个射频前端组合产生不同工作模式 , 包括雷达、通信和电子战 , 这将产生更高的单片微波集成电路(MMIC)的需求 , 对应GaN的需求也将相应提升 。 在上述两种因素的驱动下 , 军用射频市场持续景气 。
5G宏基站和军事应用爆发有望推动GaN射频市场高速增长 。 根据Qorvo预测 , 全球基站和军事GaN射频器件市场将分别从2018年的2.1亿美元和2.0亿美元增长到2022年的13.6亿美元和5.2亿美元 , CAGR分别为60%和27% , 全球GaN射频器件市场规模将从2018年的4.3亿美元达到2022年的19.1亿美元 , CAGR约45% 。
GaN功率器件技术优势明显:GaN功率器件开关频率高、导通电阻小、电容小、禁带宽度大、耐高温、能量密度高、功率密度大 , 可在高频情况下保持高效率水平 , 实现更高效的快充 , 适合于高功率电子产品 。 相比较而言 , 传统硅器件开关速度越快 , 效率越低 , 在实现高功率充电上存在技术障碍 。