5G萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代對(duì)射頻PA市場(chǎng)影響分析報(bào)告

1、5G萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代對(duì)射頻PA市場(chǎng)影響分析報(bào)告技術(shù)創(chuàng)新 變革未來(lái)目錄16從手機(jī)、基站到物聯(lián)網(wǎng)，萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代射頻PA市場(chǎng)廣闊通信技術(shù)持續(xù)迭代，射頻PA行業(yè)技術(shù)革新永不止步到2035年5G將拉動(dòng)12萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)17資料來(lái)源：HIS，華西證券研究所圖：5G拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)情況預(yù)測(cè)HIS發(fā)布的報(bào)告5G經(jīng)濟(jì)：5G技術(shù)將如何助力全 球經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)，未來(lái)5G技術(shù)將給全球經(jīng)濟(jì)帶來(lái)12 萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，而2020-2035年間5G技術(shù) 帶來(lái)的全球GDP增長(zhǎng)量相當(dāng)于一個(gè)印度的GDP。到 2035年，5G價(jià)值鏈本身將創(chuàng)造3.5萬(wàn)億美元經(jīng)濟(jì) 產(chǎn)出，同時(shí)創(chuàng)造2200萬(wàn)個(gè)工作崗位，其中中國(guó)總 產(chǎn)出9840億美元，就業(yè)機(jī)會(huì)9

2、50萬(wàn)個(gè)，居全球首 位。圖：5G拉動(dòng)產(chǎn)出與就業(yè)預(yù)測(cè)5G應(yīng)用場(chǎng)景18資料來(lái)源：Yole，華西證券研究所5G關(guān)鍵技術(shù)19資料來(lái)源：Yole，華西證券研究所5G新增高頻頻段20資料來(lái)源：Qualcomm，華西證券研究所5G 新 增 頻 段 主 要 劃 分 為 sub-6GHz 和 毫 米 波 ， sub-6GHz 的 全 球 主 流 頻 段 主 要 包 括 n1/n3/n8/n20/n28/n41/n77/n78/n79等，國(guó)內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)的頻段主要是中國(guó)電信（3400MHz-3500MHz） 和中國(guó)聯(lián)通（3500MHz-3600MHz）使用的n78頻段、中國(guó)移動(dòng)使用的n41（2515MHz-2675M

3、Hz）和n79（4800MHz-4900MHz）頻段。除n41頻段靠近4G頻段外，n78、n79頻段相對(duì)比4G頻段屬于更高的頻 譜。圖：全球5G頻段5G具有更大的帶寬21資料來(lái)源： Qorvo ，搜狐網(wǎng)，華西證券研究所4G走向5G時(shí)另一個(gè)重大的變化是 手機(jī)必須支持更大的帶寬，提高 帶寬是實(shí)現(xiàn)以全新5G頻段為目標(biāo) 的更高數(shù)據(jù)速率的關(guān)鍵。LTE 頻 段不高于 3GHz，單載波帶寬僅為 20MHz，到了5G時(shí)代，F(xiàn)R1的信道/ 單載波帶寬高達(dá) 100MHz，F(xiàn)R2 的 單載波帶寬高達(dá) 400MHz。圖：4G與5G帶寬對(duì)比圖運(yùn)營(yíng)商5G頻段帶寬5G頻段號(hào)中國(guó)移動(dòng)2515MHz-2675MHz160MHz

4、n414800MHz-4900MHz100MHzn79中國(guó)電信3400MHz-3500MHz100MHzn78中國(guó)聯(lián)通3500MHz-3600MHz100MHzn78中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通的5G頻段n78帶寬分 別為100MHz ； 中國(guó)移動(dòng)n79 頻段帶寬為 100MHz， n41頻段帶寬高達(dá)160MHz。圖：國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商5G頻段帶寬智能手機(jī)市場(chǎng)規(guī)模大，5G將刺激換機(jī)22資料來(lái)源：Strategy Analytics ，華西證券研究所14.415.0714.313.30%14.881.30%-5%14.13-1.30%-5%0%5%1314151620152016201720182019Yol

5、e數(shù)據(jù)顯示，2018年全球智能手機(jī)銷(xiāo)售額4220億美元（約合3萬(wàn)億元人民幣），以出貨量14億部計(jì)算，智能手機(jī)平均售價(jià)達(dá)到301美元（約合2000元人民幣）。愛(ài)立信數(shù)據(jù)顯示，2018年全球智能手機(jī)存量50億部，預(yù)計(jì)到2024年全球智能手機(jī)存量將達(dá)到 72億部。2018、2019全球智能手機(jī)出貨量同比均出現(xiàn)下滑，我們判斷主要原因是智能手機(jī)階段性創(chuàng)新 乏力、性能過(guò)剩導(dǎo)致的換機(jī)周期拉長(zhǎng)，手機(jī)市場(chǎng)急需新動(dòng)力。5G將有望刺激消費(fèi)者換機(jī)，為 市場(chǎng)增長(zhǎng)注入動(dòng)力。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Strategy Analytics近日發(fā)布的最新報(bào)告稱(chēng)，全球5G手機(jī)需求2020年一季 度大漲，其今年首季出貨量，超過(guò)去年的1870

6、萬(wàn)臺(tái)至2410萬(wàn)臺(tái)。圖：全球智能手機(jī)出貨量出貨量（億臺(tái)）同比5G全網(wǎng)通手機(jī)至少要新增3大頻段2018年12月中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商獲得n41、n78、n79三個(gè)頻段；工信部規(guī)定手機(jī)滿(mǎn)足攜號(hào)轉(zhuǎn)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)通功能，新的5G手機(jī)不僅要 向下兼容2G、3G、4G，也要兼容5G全部頻段。23資料來(lái)源：Qorvo，華西證券研究所4G時(shí)代的1T2R，1路發(fā)射、2路接收24資料來(lái)源：英飛凌，華西證券研究所典型的4G手機(jī)需要支持約40個(gè)頻段，如B1、B3、B5、B8、B38、B41等，每個(gè)頻段都需要有1 路發(fā)射和2路接收。發(fā)射通路上需要濾波器、功率放大器、開(kāi)關(guān)等，接收通路需要開(kāi)關(guān)、低 噪放、濾波器等器件。圖：4G時(shí)代1

7、T2R示意圖部分頻段的射頻前端可以共用25資料來(lái)源：RESONANT，華西證券研究所在4G LTE頻段劃分中，有部分頻率相近或重合的頻段，可以形成射頻前端器件共用，業(yè)界通常 將4G頻段劃分為低頻（698960Mhz）、中頻（17102200MHz）和高頻（24003800MHz），相應(yīng) 的，對(duì)應(yīng)射頻前端器件可以形成低頻模組、中頻模組和高頻模組。圖：4G手機(jī)射頻架構(gòu)5G新增頻段，且SA模式要求2T4R26資料來(lái)源：RESONANT，華西證券研究所歸根結(jié)底，由于5G增加了新頻段，支持新頻段就需要增加配套的射頻前端芯片。簡(jiǎn)化來(lái)看，射頻發(fā)射通路主要是PA和濾波器，接收通路主要是LNA和濾波器，其他如射

8、頻開(kāi) 關(guān)、RFIC、電阻、電容、電感均為核心芯片的配套。圖：5G手機(jī)射頻架構(gòu)圖：簡(jiǎn)化示意圖手機(jī)射頻PA單機(jī)用量大幅增加27新增一個(gè)頻段將會(huì)增加2顆PA的使用量，新增三個(gè)頻段大概增加6顆左右 的PA芯片，4G多模多頻手機(jī)需要5-7顆PA，預(yù)測(cè)5G多模多頻手機(jī)內(nèi)的PA芯 片最多或?qū)⑦_(dá)到16顆。圖：3G、4G、5G手機(jī)射頻前端器件大幅度增多資料來(lái)源：MWRF ，華西證券研究所射頻PA市場(chǎng)增長(zhǎng)穩(wěn)定28根據(jù)QYR Electronics Research 數(shù)據(jù)，2011-2018 年，全球射頻功率放 大器的市場(chǎng)規(guī)模從25.33億美元增長(zhǎng)至31.05億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率 2.95%；預(yù)計(jì)至2023年，市

9、場(chǎng)規(guī)模將達(dá)35.71億美元。PA市場(chǎng)整體增速較 其他射頻前端芯片增速低，主要是因?yàn)楦叨?G和5G PA市場(chǎng)將保持增長(zhǎng)， 但是2G/3G PA市場(chǎng)將會(huì)逐步衰退。圖：20112023年P(guān)A市場(chǎng)空間（億美元）資料來(lái)源： QYR ，華西證券研究所2531362520151050303540201120182023E手機(jī)射頻PA模組市場(chǎng)有望超百億美元29由于射頻前端模塊化是大勢(shì)所趨，且射頻PA是主動(dòng)元器件，是射頻前端功耗最大的器件，決定了手機(jī)通信質(zhì)量，因此射頻PA廠商往往主導(dǎo)了PA模組的市場(chǎng)。根據(jù)Yole Development的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)，2018年射頻前端市場(chǎng)為150億美元，并將以8的 年均復(fù)合增長(zhǎng)

10、率增長(zhǎng)，到2025年有望達(dá)到258億美元。其中，功率放大器模組市場(chǎng)規(guī)模 預(yù)計(jì)104億美元，接收模組預(yù)計(jì)29億美元，WiFi連接模組預(yù)計(jì)31億美元，天線模組預(yù)計(jì) 13億美元，分立濾波器及雙工器等預(yù)計(jì)51億美元，分立射頻低噪聲放大器及普通開(kāi)關(guān)預(yù) 計(jì)17億美元，天線調(diào)諧開(kāi)關(guān)預(yù)計(jì)12億美元。圖：20172023年智能手機(jī)射頻前端市場(chǎng)資料來(lái)源：Yole ，華西證券研究所理論上5G基站覆蓋范圍低于4G基站30資料來(lái)源：Qualcomm，華西證券研究所基站電磁波的自由空間損耗可以從Friis Transmission Equation(弗林斯傳輸方 程)得到電磁波波長(zhǎng)與傳輸距離成正比，也即是電磁波頻率與傳輸

11、距離成反比。 理論上，當(dāng)其他條件相同時(shí)，頻率越高基站覆蓋范圍越小，也即是5G基站覆蓋范 圍理論上低于4G基站。通過(guò)采用3D MIMO技術(shù)提升天線增益以提升下行覆蓋和下行用戶(hù)體驗(yàn)，使得下行 覆蓋可以接近4G，不過(guò)考慮到終端（手機(jī)等）功率限制，上行鏈路是擴(kuò)大覆蓋的 瓶頸。圖：3D MIMO技術(shù)圖：Friis Transmission EquationGIV預(yù)測(cè)2025年全球?qū)⒂?50萬(wàn)個(gè)5G基站31資料來(lái)源：華為giv2025，華西證券研究所中國(guó)基站建設(shè)數(shù)量全球領(lǐng)先32資料來(lái)源：工信部，中商產(chǎn)業(yè)研究院，華西證券研究所35146655961966784185177263328372544900800

12、700600500400300200100020142015201820192016移動(dòng)電話(huà)基站數(shù)20174G基站數(shù)省份2019年已建2020年目標(biāo)廣東3.6萬(wàn)個(gè)新建6萬(wàn)個(gè)浙江1.57萬(wàn)個(gè)新建5萬(wàn)個(gè)山東1萬(wàn)個(gè)新建3萬(wàn)個(gè)重慶2萬(wàn)個(gè)新建3萬(wàn)個(gè)廣西2500個(gè)建成2萬(wàn)個(gè)以上北京1.74萬(wàn)個(gè)建成3萬(wàn)個(gè)以上上海1.6萬(wàn)個(gè)建成2萬(wàn)個(gè)遼寧3000個(gè)建設(shè)2萬(wàn)個(gè)深圳5450個(gè)建設(shè)約3萬(wàn)個(gè)湖南2000個(gè)完成超1萬(wàn)個(gè)河北-建設(shè)1萬(wàn)個(gè)福建-建成1萬(wàn)個(gè)2019年，全國(guó)凈增移動(dòng)電話(huà)基站174萬(wàn)個(gè)，總數(shù)達(dá)841萬(wàn)個(gè)，其中4G基站總數(shù)達(dá)到544 萬(wàn)個(gè)。中國(guó)4G的基站數(shù)量占到全球4G基站數(shù)量的一半以上。中國(guó)5G基站建設(shè)在全球占比

13、有望延續(xù)4G的格局。根據(jù)賽迪顧問(wèn)的數(shù)據(jù)顯示，到2020年 底，全球5G商用網(wǎng)絡(luò)將從2019年的60個(gè)增至170個(gè)，基站會(huì)從2019年的50萬(wàn)個(gè)增長(zhǎng)到 150萬(wàn)個(gè)，全球5G用戶(hù)預(yù)計(jì)將會(huì)從1000多萬(wàn)增至2.5億，而中國(guó)將占全球整個(gè)5G基站建 設(shè)的50%以上，在用戶(hù)的發(fā)展數(shù)量上占世界的70%以上。圖：部分省份2020年5G基站建設(shè)目標(biāo)圖：20142019年中國(guó)4G基站建設(shè)數(shù)量（萬(wàn)個(gè)）宏基站單站PA使用量大幅度提升33資料來(lái)源：51CTO，搜狐，華西證券研究所根據(jù)中國(guó)聯(lián)通5G基站設(shè)備技術(shù)白皮書(shū)， 對(duì)于6GHz以下頻段， AAU設(shè)備主要包括 64T64R、32T32R、16T16R三種類(lèi)型，這三種類(lèi)型

14、設(shè)備主要區(qū)別在于設(shè)備收發(fā)通道數(shù)的差 異。相對(duì)比4G基站采用4T4R方案，收發(fā)通道數(shù)大幅度增加，每一個(gè)收發(fā)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)射 頻單元，5G宏基站單站射頻PA使用量對(duì)比4G基站有大幅度提升。圖：基站每個(gè)收發(fā)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)射頻單元圖：中興通訊 Pre5G Massive MIMO2.0基站射頻市場(chǎng)未來(lái)幾年有望翻番34資料來(lái)源：知乎，賽迪顧問(wèn)，華西證券研究所由于基站建設(shè)呈現(xiàn)一定的周期性，因此基站射頻市場(chǎng)也相應(yīng)的呈現(xiàn)一定的周期性。 根據(jù)賽迪顧問(wèn)的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)基站射頻市場(chǎng)規(guī)模有望從2020年的不到50億元增長(zhǎng) 到2023年的超過(guò)110億元，整體市場(chǎng)份額增長(zhǎng)超過(guò)一倍，之后每年的市場(chǎng)份額將逐年 下降。圖：基站射頻

15、子系統(tǒng)構(gòu)成圖：2020-2027年中國(guó)5G細(xì)分環(huán)節(jié)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)（億元）5G時(shí)代室內(nèi)流量占比高達(dá)80%35資料來(lái)源：室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)白皮書(shū)，華西證券研究所和發(fā)展的一個(gè)方向。5G技術(shù)將廣泛用于智慧家庭、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教 育、工業(yè)制造和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體包括千兆級(jí)移動(dòng) 寬帶數(shù)據(jù)接入、3D視頻、高清視頻、云服務(wù)、增強(qiáng) 現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、工業(yè)制造自動(dòng)化、 緊急救援、自動(dòng)駕駛、現(xiàn)代物流等典型業(yè)務(wù)應(yīng)用。 其中，高清視頻、AR、VR、遠(yuǎn)程醫(yī)療、工業(yè)制造自 動(dòng)化、現(xiàn)代物流管理等主要發(fā)生在建筑物室內(nèi)場(chǎng) 景。圖：室內(nèi)不同應(yīng)用場(chǎng)景流量占比2019中國(guó)無(wú)線電大會(huì)上，中國(guó)鐵塔 通信技術(shù)研究院無(wú)線技術(shù)總監(jiān)鄒勇 發(fā)表

16、演講表示，相比4G時(shí)代的70%， 5G時(shí)代室內(nèi)流量占比高達(dá)80%，包括 語(yǔ)音、ARVR等應(yīng)用，對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延提 出了更高要求。而5G的頻段非常高，傳播損耗、穿透損耗都很大， 難以從室外傳到室內(nèi)。因此解決室 內(nèi)信號(hào)覆蓋是5G時(shí)代需要重點(diǎn)解決圖：5G應(yīng)用場(chǎng)景小基站預(yù)計(jì)將迎來(lái)發(fā)展時(shí)機(jī)4T4R以上的室內(nèi)數(shù)字化分布基站有望 得到部署。根據(jù)工信部通信科技委常務(wù)副主任韋 樂(lè)平在2019中國(guó)光網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上的預(yù) 測(cè)2021到2027年國(guó)內(nèi)將建設(shè)數(shù)千萬(wàn)級(jí) 小基站。36資料來(lái)源：室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)白皮書(shū)，5G超密集組網(wǎng)技術(shù)研究，華西證券研究所圖：微微協(xié)同下的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖：宏微協(xié)同下的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖：室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建

17、立了分布式連接架構(gòu)Wi-Fi全稱(chēng)為wireless fidelity,在無(wú)線局域網(wǎng)的范疇是指“無(wú)線相容性認(rèn)證”，實(shí) 質(zhì)上是一種商業(yè)認(rèn)證，同時(shí)也是一種無(wú)線聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)。 Wi-Fi主要定位成小范圍、熱 點(diǎn)式的覆蓋，工作在2.4GHz或5GHz兩個(gè)未授權(quán)頻段。 Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)由IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)制定。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建立了分布式連接架構(gòu)，使Wi-Fi能承載絕大部分無(wú)線流量，并在住宅內(nèi)、 建筑物內(nèi)、設(shè)備密集的室外區(qū)域等提供寬帶連接。Wi-Fi 已成為當(dāng)今世界無(wú)處不在的技術(shù)，為數(shù)十億設(shè)備提供連接，也是越來(lái)越多的用戶(hù)上網(wǎng)接入的首選方式，并且有逐步取代有線接入的趨勢(shì)。37資料來(lái)源： IT百科，搜狐網(wǎng)，華西證券研

18、究所圖：WI-FI應(yīng)用圖：華為無(wú)線路由器Wi-Fi技術(shù)不斷發(fā)展以滿(mǎn)足更多需求38資料來(lái)源：百度文庫(kù)，華為WIFI 6技術(shù)白皮書(shū)，華西證券研究所時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)頻段最大傳輸命名1997年802.112.4GHz2Mbps1999年802.11b2.4GHz11Mbps1999年802.11a5GHz54Mbps2003年802.11g2.4GHz54Mbps2009年802.11n2.4GHz 和5 GHz540 MbpsWi-Fi 42013年802.11ac wave15 GHz1.73GbpsWi-Fi 52015年802.11acwave25 GHz3.47Gbps2019年802.11ax2.

19、4GHz 和5 GHz9.6GbpsWi-Fi 6表：Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展隨著視頻會(huì)議、無(wú)線互動(dòng)VR、移動(dòng)教學(xué)等業(yè)務(wù)應(yīng) 用越來(lái)越豐富，Wi-Fi接入終端越來(lái)越多，IoT的 發(fā)展更是帶來(lái)了更多的移動(dòng)終端接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)， 甚至以前接入終端較少的家庭Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)也將隨著 越來(lái)越多的智能家居設(shè)備的接入而變得擁擠。因 此Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)仍需要不斷提升速度，同時(shí)還需要考 慮是否能接入更多的終端，適應(yīng)不斷擴(kuò)大的客戶(hù) 端設(shè)備數(shù)量以及不同應(yīng)用的用戶(hù)體驗(yàn)需求。圖：不同Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)下的接入量與人均帶寬關(guān)系為適應(yīng)新的業(yè)務(wù)應(yīng)用 和減小與有線網(wǎng)絡(luò)帶 寬的差距， 每一代 802.11的標(biāo)準(zhǔn)都在大 幅度的提升其速率。Wi-Fi

20、6性能全面提升39資料來(lái)源：華為WIFI 6技術(shù)白皮書(shū)，華西證券研究所Wi-Fi 6是新一代802.11 ax標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)稱(chēng)，核心技術(shù)包括OFDMA頻分復(fù)用技術(shù)、DL/UL MU MIMO技 術(shù)、更高階的調(diào)制技術(shù) (1024 QAM)、空分復(fù)用技術(shù)SR BSS Coloring著色機(jī)制、擴(kuò)展覆蓋范圍（ER）等，支持2.4 GHz頻段，具有目標(biāo)喚醒時(shí)間（TWT）功能。Wi-Fi 6連接數(shù)翻倍，傳輸速率 最高可達(dá)9.6Gbps，低時(shí)延，更低功耗。于2019年Q3正式開(kāi)啟認(rèn)證計(jì)劃。802.11ax設(shè)計(jì)之初就是為了適用于高密度無(wú)線接入和高容量無(wú)線業(yè)務(wù)，比如室外大型公共場(chǎng)所、 高密場(chǎng)館、室內(nèi)高密無(wú)線辦公、電

21、子教室等場(chǎng)景。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年全球移動(dòng)視頻流量將占 移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的50%以上，其中有80%以上的移動(dòng)流量將會(huì)通過(guò)Wi-Fi承載。圖：不同WI-FI標(biāo)準(zhǔn)下應(yīng)用場(chǎng)景Wi-Fi6滲透率持續(xù)提升40資料來(lái)源：IDC，華西證券研究所IDC在3月4日發(fā)布2019年第三季中國(guó)WLAN市場(chǎng)季度追蹤報(bào)告顯示，WLAN市場(chǎng)整體規(guī)模仍處平穩(wěn) 增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中Wi-Fi 6在去年第三季開(kāi)始從一些主流廠商陸續(xù)登場(chǎng)，首次登場(chǎng)的Wi-Fi 6產(chǎn)品在去 年第三季便有470萬(wàn)美元的銷(xiāo)售規(guī)模。IDC 預(yù)計(jì)，今年Wi-Fi 6將在無(wú)線市場(chǎng)中大放異彩，僅在中國(guó) 市場(chǎng)的規(guī)模就將接近2億美元。IDC預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)到2023年Wi-Fi市場(chǎng)

22、規(guī)模將超過(guò)12億美元，Wi-Fi 6將在 未來(lái)幾年快速滲透。圖：2014-2023年中國(guó)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)目錄41從手機(jī)、基站到物聯(lián)網(wǎng)，萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代射頻PA市場(chǎng)廣闊通信技術(shù)持續(xù)迭代，射頻PA行業(yè)技術(shù)革新永不止步5G給射頻PA設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大難度42資料來(lái)源：集微網(wǎng) ，華西證券研究所5G除了新頻段增加射頻PA的用量外，由于手機(jī)輕薄化趨勢(shì)下留給各器件的空間越來(lái)越小， 如何在更小的空間里面增加更多的PA、LNA等是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)；多天線導(dǎo)致后端插損更大，因此PA需要更高的功率；PA是大信號(hào)電路，帶寬越大對(duì)設(shè)計(jì)的要求越高，帶寬從20MHz提升到100MHz是一個(gè)量級(jí)的提升，PA設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行升級(jí)。圖：

23、5G給射頻前端帶來(lái)的挑戰(zhàn)射頻PA的工藝及演進(jìn)43資料來(lái)源：GLOBALFOUNDRIES ，華西證券研究所圖：射頻PA工藝演進(jìn)目前射頻PA的常見(jiàn)工藝有GaAs、 SiGe BiCMOS、CMOS和RF-SOI。GaAs 具有射頻性能好、擊穿電壓高等優(yōu) 勢(shì)，但成本高、難于集成，未來(lái)發(fā) 展方向主要在于開(kāi)發(fā)更大尺寸晶圓 技術(shù)降低制造成本。其他三者均是 以硅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體工藝，具有集 成度好、成本低等優(yōu)勢(shì)，但材料性 能局限明顯。四者優(yōu)劣勢(shì)及發(fā)展方向見(jiàn)下表：工藝優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)發(fā)展方向GaAsRF性能好、擊穿電壓高成本高、難于集成開(kāi)發(fā)200mm晶圓技術(shù)，更大的尺寸將降低制造成本SiGe BiCMOS高頻特性好、

24、集成度高、 良率和成本優(yōu)勢(shì)截止頻率與擊穿電壓過(guò)低， 功率消耗較高提高截止頻率和擊穿電壓，降低功 耗CMOS低成本、高集成度高噪聲、低絕緣度與Q值、改 善性能將增加制程成本、功 放面積與GaAs比過(guò)大短期在對(duì)性能不十分苛求的市場(chǎng)領(lǐng) 域依靠成本優(yōu)勢(shì)開(kāi)拓市場(chǎng)，長(zhǎng)期需 要CMOS PA架構(gòu)重大的突破和創(chuàng)新RF-SOI功耗、易于集成在擊穿電壓方面面臨挑戰(zhàn)提升它們的擊穿電壓，以實(shí)現(xiàn)好的 線性度和大信號(hào)處理能力砷化鎵仍將是手機(jī)端PA的主流工藝44Si CMOS PA存在低崩潰電壓、高頻損耗、訊號(hào)隔離度不佳、低輸出功率密度等缺點(diǎn)。 GaN特性參數(shù)雖然好，但目前成本高，需要較高電壓驅(qū)動(dòng)，智能手機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓較低導(dǎo)致

25、 GaN PA的性能打折。其他SiGe、BiCMOS、RF-SOI短期內(nèi)都需要進(jìn)一步突破性能局限。 GaAs具有載波聚合和多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)所需的高功率和高線性度，因此未來(lái) 一段時(shí)間將維持GaAs材料工藝主導(dǎo)的格局。據(jù)Strategy Analytics之研究報(bào)告中指出，2018年全球砷化鎵元件市場(chǎng)(含IDM廠之組 件產(chǎn)值)總產(chǎn)值約為88.7億美元。圖：20132018年全球砷化鎵元件總產(chǎn)值及增長(zhǎng)情況（億美元）64.574.281.582.188.388.79.23%15.03%9.80%0.74%7.52%0.45%0%4%8%12%16%020406080100201320142

26、015資料來(lái)源：Strategy Analytics，華西證券研究所201620172018通信領(lǐng)域目前是砷化鎵工藝主戰(zhàn)場(chǎng)45資料來(lái)源：前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人，華西證券研究所相對(duì)比硅半導(dǎo)體，砷化鎵半導(dǎo)體具有高頻、抗輻射、耐高電壓等特性，因此廣泛應(yīng)用在主流的商 用無(wú)線通訊、光通訊以及先進(jìn)的國(guó)防、航空及衛(wèi)星用途上，其中無(wú)線通訊的普及更是催生砷化鎵 代工經(jīng)營(yíng)模式的重要推手。砷化鎵具有不同于硅等其他半導(dǎo)體之晶圓代工技術(shù)、設(shè)計(jì)流程與驗(yàn)證模式。在砷化鎵的晶圓尺寸上，六寸晶圓是目前主流尺寸。圖：砷化鎵終端應(yīng)用市場(chǎng)占比60%10%30%通信領(lǐng)域國(guó)防與航空航天領(lǐng)域其他砷化鎵半導(dǎo)體擁有獨(dú)立的全套產(chǎn)業(yè)鏈46資料來(lái)源：百度文庫(kù)

27、，華西證券研究所與硅材料大規(guī)模集成電路制造不同，砷化鎵微波功率半導(dǎo)體多為分立器件，制 造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。另一方面，由于材料性能差異較大，砷化鎵晶圓制造中設(shè)備 及工藝與硅有極大的不同。所以砷化鎵半導(dǎo)體擁有自己獨(dú)立的全套產(chǎn)業(yè)鏈。砷化鎵器件制備包括拉單晶、外延、設(shè)計(jì)、晶圓代工和封裝測(cè)試環(huán)節(jié)。圖：砷化鎵半導(dǎo)體制造流程砷化鎵單晶生長(zhǎng)工藝資料來(lái)源：前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人，知乎，華西證券研究所從20世紀(jì)50年代開(kāi)始就開(kāi)發(fā)出了多種砷化鎵單晶生長(zhǎng)方法。目前主流工業(yè)化生長(zhǎng)工藝包括：液封 直拉法（LEC）、水平布里其曼法（HB）、垂直布里其曼法（VB）以及垂直梯度凝固法（VGF）等住友電氣、費(fèi)里博格和AXT等龍頭廠商以VGF/

28、VB/LEC工藝為主。日本住友電氣GaAs單晶生產(chǎn)以VB法和LEC法為主，德國(guó)費(fèi)里博格以VGF和LEC法為主，而美國(guó)AXT則以VGF法為主。表：砷化鎵襯底主流生長(zhǎng)工藝對(duì)比大類(lèi)工藝特點(diǎn)LECHBVGFVB工藝 水平低位錯(cuò)差好很好很好位錯(cuò)均勻性差中等好好長(zhǎng)尺寸好差好好大直徑好差好好監(jiān)控可觀察可觀察不可觀察不可觀察生產(chǎn) 水平直徑（英寸）3、4、62、32、3、4、5、62、3、4、5、6生產(chǎn)規(guī)模批量生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量生產(chǎn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)可靠性高，容易生長(zhǎng) 較長(zhǎng)的大直徑單晶， 晶體碳含量可控，晶 體的半絕緣特性好位錯(cuò)密度比LEC砷化鎵單晶 的位錯(cuò)密度低一個(gè)數(shù)量級(jí)以 上適合生長(zhǎng)超低位錯(cuò)的砷化鎵單晶既可以

29、生長(zhǎng)低阻砷 化鎵單晶，也可以 生長(zhǎng)高阻半絕緣砷 化鎵單晶缺點(diǎn)化學(xué)劑量比較難控制、 熱場(chǎng)的溫度梯度大（100150 K/cm）、 晶體的位錯(cuò)密度高達(dá) 104以上且分布不均勻難以生長(zhǎng)非摻雜的半絕緣砷 化鎵單晶，所生長(zhǎng)的晶體界 面為D形，在加工成晶體過(guò) 程中將造成較大的材料浪費(fèi)。難以生長(zhǎng)大直徑的晶體晶體生長(zhǎng)過(guò)程中無(wú) 法觀察與判斷晶體 的生長(zhǎng)情況，同時(shí) 晶體的生長(zhǎng)周期較 長(zhǎng)晶體生長(zhǎng)過(guò)程中無(wú) 法觀察與判斷晶體 的生長(zhǎng)情況，同時(shí) 晶體的生長(zhǎng)周期較長(zhǎng) 47砷化鎵基板主流生長(zhǎng)工藝圖示48圖：液封直拉法（LEC）圖：水平布里其曼法（HB）圖：垂直布里奇曼法（VB）圖：垂直梯度凝固法（VGF）資料來(lái)源：知乎，華西

30、證券研究所GaAs單晶襯底市場(chǎng)三廠商主導(dǎo)49資料來(lái)源：Semiconductor TODAY，華西證券研究所全球半絕緣GaAs單晶襯底市場(chǎng)方面，根據(jù)Semiconductor TODAY數(shù)據(jù)，目前全球半絕緣單晶GaAs 襯底市場(chǎng)集中度高達(dá)95%，日本的住友電氣（SumitomoElectric）、德國(guó)費(fèi)里伯格（Freiberger Compound Materials）以及美國(guó)的AXT公司占據(jù)了95%以上的市場(chǎng)份額。圖：三廠商占據(jù)GaAs單晶襯底市場(chǎng)95%以上份額其他, 5%Freiberger、 AXT 、 Sumitomo 合計(jì), 95%砷化鎵外延過(guò)程復(fù)雜形成單獨(dú)環(huán)節(jié)50外延是指一種用于半

31、導(dǎo)體器件制造過(guò)程中，在原有芯片上長(zhǎng)出新結(jié)晶以制成新半導(dǎo)體層的技術(shù)。 此技術(shù)又稱(chēng)外延成長(zhǎng)（Epitaxial Growth），或指以外延技術(shù)成長(zhǎng)出的結(jié)晶，有時(shí)可能也概指以 外延技術(shù)制作的晶粒。外延技術(shù)可用以制造硅晶體管到CMOS集成電路等各種組件，尤其在制作化合物半導(dǎo)體例如砷化鎵外延晶圓時(shí)，外延尤其重要。外延成長(zhǎng)技術(shù)大致有幾種：化學(xué)氣相沉積、分子束外延技術(shù)、液相外延或稱(chēng)液態(tài)外延（LPE）、固 相外延（SPE）。其中，分子束磊晶法（MBE）及化學(xué)氣相沉積法（MOCVD）是目前僅存的關(guān)鍵且成 熟的-族化合物半導(dǎo)體磊晶代工技術(shù)。兩種技術(shù)各有其特殊且不可取代的優(yōu)點(diǎn)。磊晶片廠商主要有英商IQE、臺(tái)商VPE

32、C（全新光電）、日商Sumitomo Chemicals、臺(tái)商IntelliEPI（英特磊）。其中， Sumitomo Chemicals和全新光電皆為MOCVD廠商，英特磊是MBE廠商，IQE兩 種技術(shù)都有。圖：全球砷化鎵磊晶廠市場(chǎng)份額（2018年）IQE, 54%VPEC, 25%SumitomoChemicals,13%IntelliEPI, 6%其他, 2%資料來(lái)源：Strategy Analytice，華西證券研究所分子束磊晶法及化學(xué)氣相沉積法51資料來(lái)源：維基百科，百度，華西證券研究所MBE成長(zhǎng)條件是透過(guò)元素加熱方式，藉由超高真空環(huán)境的腔體，將所需磊晶元素加熱升 華形成分子束，當(dāng)分

33、子束接觸基板后，就可以形成所需磊晶結(jié)構(gòu)。MOCVD成長(zhǎng)條件是由氣相方法進(jìn)行，透過(guò)氫氣或氮?dú)獾忍囟ㄝd氣引導(dǎo)，使三族和五族氣 體均勻混合后，再導(dǎo)入反應(yīng)腔體中，接著透過(guò)適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度（400800度），讓氣體 裂解并成長(zhǎng)于基板上。圖：分子束磊晶法（MBE）從量產(chǎn)速率來(lái)看，MOCVD為氣相方式導(dǎo)入反應(yīng)腔體，其速度較MBE快1.5倍；但以磊晶品質(zhì)來(lái)說(shuō)，由于MBE可精 準(zhǔn)控制分子束磊晶成長(zhǎng)，因此比MOCVD有更佳結(jié)果。圖：化學(xué)氣相沉積法（MOCVD）代工成熟，穩(wěn)懋是砷化鎵最大的代工廠WIN（71.1%）52GCS（8.4%）AWSC（8.7%）Qorvo（2%） （9.8%）資料來(lái)源：Strategy A

34、nalytics，穩(wěn)懋公告，華西證券研究所以砷化鎵晶圓代工市場(chǎng)而言，2018年代工市場(chǎng)規(guī)模為7.47億美元，其中穩(wěn)懋2018 年市占率為71.1%，為全球第一大砷化鎵晶圓代工半導(dǎo)體廠商。AWSC（宏捷科技）、GCS（環(huán)宇通訊半導(dǎo)體，主要運(yùn)營(yíng)在美國(guó)）合計(jì)占有17.1%的市場(chǎng)份額。這三家代工廠合計(jì)占有88.2%的市場(chǎng)份額。圖：砷化鎵代工市場(chǎng)格局（2018年）Others砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈53資料來(lái)源：穩(wěn)懋公告，華西證券研究所上游IC設(shè)計(jì)：高通、 聯(lián)發(fā)科、立積、 華為海思、卓 勝微等中游下游Solution(全智矽格)、King Yuan(京元電)基 板 ： Freiberger、晶元制造：WIN Sem

35、i.(穩(wěn)懋)、封裝：Tong Hsing、手機(jī)射頻前端、 基站等AXT Inc.、AWSC(宏捷)、LingsenSumitomoGCS(環(huán)宇)、Precision磊晶片：IQE、VPEC、SCIOCS、Wavetek (聯(lián)穎)測(cè)試：GigaSumika、英特)、 ASE(日月磊、聯(lián)亞光)、Sigurd(終端圖：砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈Skyworks、Qorvo、Broadcom、Lumentum II-VI、Finisar終端FablessIDM射頻芯片：分立式和模組54資料來(lái)源： Broadcom ，華西證券研究所射頻前端模組是將射頻開(kāi)關(guān)、低噪聲放大器、濾波器、雙工器、功率放大器等兩種或者兩種以上的

36、分 立器件集成為一個(gè)模組，從而提高集成度與性能并使體積小型化。根據(jù)集成方式的不同可分為DiFEM（集成射頻開(kāi)關(guān)和濾波器）、LFEM(集成射頻開(kāi)關(guān)、低噪聲放大器和濾波器)、FEMiD（集成射頻開(kāi)關(guān)、濾波器和雙工器）、PAMiD（集成多模式多頻帶PA和FEMiD）等模組組合。持續(xù)增加的射頻前端器件數(shù)量和PCB板可用面積趨緊之間的矛盾促進(jìn)射頻前端模組化發(fā)展，越來(lái)越多 的分立式射頻前端芯片通過(guò)SiP技術(shù)封裝在同一顆大芯片里面。從Broadcom的發(fā)展來(lái)看，20072010年 主要是分立的射頻前端器件，20112013年是單顆PA模組，2014年以來(lái)持續(xù)升級(jí)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)多頻段PA 模組整合。與此同時(shí)，Sk

37、yworks、Qorvo、村田、高通等射頻前端芯片大廠均已推出多品類(lèi)射頻前端 模組產(chǎn)品。圖：Broadcom射頻前端器件演進(jìn)射頻芯片：分立式和模組55資料來(lái)源： Yole ，華西證券研究所據(jù)Yole Development的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)，分立器件與射頻模組共享整個(gè)射頻前端市場(chǎng)。2018年射頻模組市 場(chǎng)規(guī)模達(dá)到105億美元，約占射頻前端市場(chǎng)總?cè)萘康?0%。到2025年，射頻模組市場(chǎng)將達(dá)到177億美 元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為8%；2018年分立器件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到45億美元，約占射頻前端市場(chǎng)總?cè)萘康?0%。到2025年，分立器件仍將保留81億美元的市場(chǎng)規(guī)模。圖：2018-2025年射頻前端芯片分立式和模組的

38、市場(chǎng)規(guī)模對(duì)比（百萬(wàn)美元）452753396101663970097392777280991047311396124501369115166161861711217745050001000015000200002500030000201820192020E2021E2022E2023E2024E2025E分立式模組不同射頻器件可構(gòu)成不同模組56資料來(lái)源：慧智微官網(wǎng)，Murata官網(wǎng)，華西證券研究所射頻前端模組按集成器件不同大致分為：L-PAMiF（PA、LNA、開(kāi)關(guān)、濾波器等高集成度模塊）、PAMiD（帶集成雙工器的功率放大器模塊）、PAM（功率放大器模塊）、Rx DM（接收分集模塊）、ASM（

39、開(kāi)關(guān)復(fù)用器、天線開(kāi)關(guān)模塊）、FEM（射頻開(kāi)關(guān)、濾波器）、 天線耦合器（多路復(fù)用器）、LMM（低噪聲放大器-多路復(fù)用器模塊）、MMMB PA（多模、 多頻帶功率放大器）和毫米波前端模組。其中L-PAMiF、PAMiD等都是高集成度模組。圖：慧智微n77/n79雙頻L-PAMiF芯片圖：村田的PAMiD模組（虛線內(nèi)）接收模組（FEM）57資料來(lái)源：Techinsights，Yole，華西證券研究所2529252423292827263020182025E接收模組主要指承擔(dān)下載功能的射頻模組，不含PA。以手機(jī)為例，與基站通信的過(guò) 程中，分為上行（上傳）和下行（下載），手機(jī)上傳數(shù)據(jù)需要手機(jī)PA將信號(hào)放

40、大， 基站處于接收狀態(tài)；下載數(shù)據(jù)需要基站方面的PA將信號(hào)放大，手機(jī)處于接收狀態(tài)。 接收模組主要是射頻開(kāi)關(guān)、濾波器、LNA等芯片產(chǎn)品的排列組合。據(jù)Yole Development數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)射頻前端接收模組市場(chǎng)空間將從2018年的25億美元 增長(zhǎng)到2025年的29億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為2%。圖：小米10中用到的接收模組圖：2018-2025年接收模組市場(chǎng)空間（億美元）功率放大器模組（PAM）58資料來(lái)源：Qorvo，Yole，華西證券研究所圖：射頻濾波器原理圖功率放大器模組主要指承擔(dān)上傳信號(hào)功能的射頻模組，包含PA。以手機(jī)為例，與基站通信的 過(guò)程中，分為上行（上傳）和下行（下載），手機(jī)上傳數(shù)據(jù)需

41、要手機(jī)PA將信號(hào)放大，基站處 于接收狀態(tài)；下載數(shù)據(jù)需要基站方面的PA將信號(hào)放大，手機(jī)處于接收狀態(tài)。功率放大器模組 主要是射頻開(kāi)關(guān)、濾波器、PA等芯片產(chǎn)品的排列組合。以Qorvo某款M/HB PA模組為例，在一 顆大SiP封裝內(nèi)，包含有12個(gè)濾波器、3個(gè)PA、1個(gè)控制芯片、1個(gè)天線開(kāi)關(guān)和3個(gè)射頻開(kāi)關(guān)。據(jù)Yole Development數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)功率放大器模組模組市場(chǎng)空間將從2018年的60億美元增長(zhǎng)到 2025年的104億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為8%。圖：2018-2025年功率放大器模組市場(chǎng)空間（億美元）6010460402001008012020182025EAiP模組（毫米波天線模組）59資

42、料來(lái)源：卓勝微，Yole，華西證券研究所圖：AiP模塊構(gòu)成由于毫米波頻率高，傳輸損耗大，因此天線和射頻前端集成化，典型設(shè)計(jì)上，將毫米波天線與毫米波芯片封裝在一起，業(yè)內(nèi)稱(chēng)之為AiP（antenna-in-package）?，F(xiàn)階段美國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)主推毫米波建設(shè)，三星美國(guó)版搭載AiP模組支持美國(guó)5G頻段。預(yù)計(jì)2020年 iPhone新品美國(guó)版本同樣需要配置AiP模組。據(jù)Yole Development數(shù)據(jù)，AiP模組于2019年開(kāi)始產(chǎn)生銷(xiāo)售，主要是美國(guó)市場(chǎng)，預(yù)計(jì)到2025年 市場(chǎng)空間將達(dá)到13億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為68%。0.6130212108641420192025E圖：20192025 AiP模

43、組市場(chǎng)空間（億美元）WiFi模組60資料來(lái)源：Yole，華西證券研究所圖 ：iPhone SE 主 板 ， 黃 色 框 為 USI 339S00648 WiFi/藍(lán)牙 SoC，支持最新WiFi 6WiFi功能是智能手機(jī)的必備，最新一代標(biāo)準(zhǔn)為WiFi 6，小米10、華為P40、iPhone SE 2代等2020年新上市手機(jī)全面支持。每一次標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)都會(huì)帶動(dòng)相關(guān)芯片創(chuàng)新和價(jià)值量提升，隨著WiFi 6新標(biāo)準(zhǔn)的普及滲透，據(jù) Yole Development數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)WiFi模組市場(chǎng)規(guī)模將從2018年的20億美元增長(zhǎng)到2025年的31億 美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為6%。圖：20182025 WiFi模組市場(chǎng)空

44、間（億美元）20312015105030253520192025E不同頻段射頻前端模組演進(jìn)61資料來(lái)源：Yole，華西證券研究所早期低、中、高頻段的射頻器件分別封裝在三個(gè)獨(dú)立模塊中，后來(lái)低頻頻段擴(kuò)展到 600MHz，中頻和高頻模塊合并，并增加了超高頻模塊，隨著發(fā)展，毫米波模塊也將加 入。圖：不同頻段射頻前端模組演進(jìn)更高集成度模組是5G射頻方案核心62資料來(lái)源：集微網(wǎng)，華西證券研究所目前市場(chǎng)上主流的射頻前端方案有MTK Phase7與高通7250， MTK Phase7支持高集成雙頻方案，因此所需芯片數(shù)量比高通7250射頻方案少。總體來(lái)看，5G射頻方案核心是n78（77）/79雙頻L-PAMiF

45、模組，原因是5G射頻方 案包括更高集成要求、更高功率、更高頻率、更大帶寬、更高散熱要求。圖：OPPO Reno3拆解（聯(lián)發(fā)科天璣1000L）圖： MTK Phase7與高通7250射頻前端方案對(duì)比高集成度模組對(duì)SiP封裝有更高要求63資料來(lái)源：Yole，華西證券研究所更高集成度的模組也需要更先進(jìn)的SiP封裝技術(shù)，從單面SiP技術(shù)到雙面SiP技術(shù)的應(yīng)用，封裝的難度越來(lái)越高。圖：手機(jī)射頻前端模組封裝發(fā)展趨勢(shì)GaN射頻PA將迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇資料來(lái)源：Yole，華西證券研究所由 于 5G 新 頻 段 2.6GHz 、 3.5GHz、4.9GHz均高于4G頻 段, 對(duì)于射頻PA器件性能要 求更高；GaN 材

46、料具有優(yōu)異的高功率 密度和高頻特性，GaN HEMT 具有高擊穿電壓、高功率密度、大帶寬和高效率等優(yōu)勢(shì)；硅基LDMOS 工藝的極限頻率 不超過(guò)3GHz；GaAs功率放大 器雖能滿(mǎn)足高頻通信需求， 但輸出功率比GaN HEMT低很 多；宏基站端， GaN 射頻PA 將有 望取代硅基LDMOS工藝；小基站對(duì)于輸出功率要求不 高，GaAs器件工藝有望發(fā)揮 其高頻優(yōu)勢(shì)及成本優(yōu)勢(shì)。64圖：不同半導(dǎo)體材料器件特性GaNHEMT器件結(jié)構(gòu)65資料來(lái)源：Yole ，華西證券研究所圖：GaN HEMT器件結(jié)構(gòu)主流工藝挑戰(zhàn)者GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）是氮化物電子器 件的主流結(jié)構(gòu), 該結(jié)構(gòu)利用高電導(dǎo)率二維電

47、子氣 實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的電流驅(qū)動(dòng), 同時(shí)保持了氮化物材料的 高耐壓能力。 HEMT是三端電壓控制器件，它有三 個(gè)電極，分別是柵極、源極和漏極。柵極通常是 肖特基接觸電極，源極和漏極是歐姆接觸電極。 通過(guò)調(diào)節(jié)外加?xùn)艠O電壓(相對(duì)于源極)，可以調(diào)控 溝道中的二維電子氣(2DEG)密度，從而實(shí)現(xiàn)柵極 電壓和漏極電壓對(duì)漏極電流(輸出電流)的控制。圖：GaN器件不同應(yīng)用場(chǎng)景主流工藝不同襯底的GaN技術(shù)66更高的功率密度、更好的熱傳導(dǎo)性、更高的輸出功率、可適用更 高的頻段、產(chǎn)能在高達(dá)80GHz的頻率下實(shí)現(xiàn)最大效率，適用于毫米 波通信，但工藝復(fù)雜，目前成本太高，產(chǎn)能有限更低的成本、相對(duì)簡(jiǎn)單的工序、可隨Si晶元襯底往更大尺寸發(fā)展、