半导体原料明日之星砷化镓、氮化镓产业分析

cslehe

#111723#半导体质料共阅历了三个开展阶段：第一阶段是以硅 (Si)、锗 (Ge) 为代表的第一代半导体质料；第二阶段是以砷化镓 (GaAs)、磷化铟 (InP) 等化合物为代表；第三阶段是以氮化镓 (GaN)、碳化硅 (SiC)、硒化锌 (ZnSe) 等宽带半导体质料为主。
第三代半导体质料存在较大的带宽宽度，较高的击穿电压 (breakdown voltage)，耐压与耐低温机能精良，因而更实用于制作高频、低温、大功率的射频组件。
从第二代半导体质料开端呈现化合物，这些化合物凭仗优良机能在半导体范畴中获得普遍利用。
如 GaAs 在高功率传输范畴存在优良的物感性能上风，普遍利用于手机、无线局域收集、光纤通信、卫星通信、卫星定位等范畴。
GaN 则存在低导通消耗、高电流密度等上风，可明显增加电力消耗和散热负载。可利用于变频器、稳压器、变压器、无线充电等范畴。
SiC 因其在低温、高压、高频等前提下的优良机能，在交换 - 直流转换器等电源转换安装中得以大批利用。
明日之星 -GaN
GaN 是将来最具增加潜力的化合物半导体，与 GaAs 和 InP 等高频工艺比拟，GaN 制成组件输出的功率更大；与 LDMOS 和 SiC 等功率工艺比拟，GaN 的频率特征更好。
大少数 Sub 6GHz 的蜂窝收集都将采取 GaN 组件，由于 LDMOS 没法蒙受如斯高的频率，而 GaAs 对于高功率利用又非幻想之选。
另外，由于较高的频率会下降每个基地台的笼罩范畴，以是须要装置更多的晶体管，进而动员 GaN 市场范围将敏捷扩展。
GaN 组件产值现在占全部市场 20% 阁下，Yole 预估到 2025 年比重将晋升至 50% 以上。

(数据源: yole；图: 东北证券) 差别资料的市场比重散布
GaN HEMT曾经成为将来大型基地台功率缩小器的候选技巧。现在预估寰球每年新建约 150 万座基地台，将来 5G 收集还将弥补笼罩地区更小、散布愈加麋集的微型基地台，这将安慰GaN 组件的需要。
另外，国防市场在从前几十年里始终是GaN开辟的重要驱能源，现在已用于新一代空中和空中雷达。

(数据源: Qorvo；图: 东北证券)
而在 GaN 射频组件范畴中，龙头厂包含日本住友电工、美国科锐和 Qorvo、韩国 RFHIC 等。GaN 代工场则有稳懋 (3105.TW)、三安光电等。
手机中基石 -GaAs
GaAs 作为最成熟的化合物半导体之一，是智妙手机零组件中，功率缩小器 (PA) 的基石。
依据 StrategyAnalytics 数据表现， 2018 年寰球 GaAs 组件市场（含 IDM 厂组件产值）总产值约为 88.7 亿美元，创汗青新高，且市场会合度高，前四大厂商比重达 73.4%，分辨为Skyworks(32.3%)、Qorvo(26%)、Broadcom(9.1%)、稳懋 (6%)。

(数据源: Strategy Analytics；巨亨网制图)
至于 GaAs 晶圆代工市场方面，2018 年范围为 7.5 亿美元，此中稳懋市占率高达 71.1%，为寰球第一大 GaAs 晶圆代工场。

(数据源: Strategy Analytics；巨亨网制图)
因为 GaAs 存在载波聚合和多输入多输出技巧所需的高功率和高线性度，GaAs 仍将是 6 GHz 以下频段的主流技巧。除此以外，GaAs 在汽车电子、军事范畴方面也有必定的利用。
总结上述这些 III-V 族化合物半导体组件存在优良的高频特征，临时以来被视为太空科技中无线范畴利用首选。
跟着贸易上宽带无线通讯及光通信的爆炸性需要，化合物半导体系程技巧更普遍的被利用在高频、高功率、低噪声的无线产物及光电组件中。同时也从掌上型无线通讯，分散至物联网趋向下的 5G 基本建立和光通信的技巧开辟范畴。
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