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5G手机|化合物半导体GaAs、GaN、SiC的技术优势和应用领域分析( 二 )



5G手机|化合物半导体GaAs、GaN、SiC的技术优势和应用领域分析
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SiC/GaN器件价格持续下滑 。 总体来看 ， 目前SiC/GaN器件成本还是远高于Si产品 ， 但随着技术的进步 ， 产品良率的提升 ， 规模效应的增强 ， SiC/GaN器件价格持续下滑 。 功率产品方面 ， 以650VSiCMOSFET为例 ， 其产品价格从2018年中的3.44元/A下降到2019年年底的2.24元/A 。 射频产品方面 ， RFGaNHEMT近期降价更是显著 ， 2019年底平均价格较2018年降幅近23% 。

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受益于SiC/GaN器件技术成熟&成本下降 ， SiC/GaN器件有望加速渗透 。 得益于SiC/GaN功率产品性能的提升 ， 其有望在新能源汽车、快充等市场中获得广泛应用 ， 根据Yole预测 ， 2023年SiC、GaN电力电子器件的市场规模将分别增长至14亿和3.7亿美元 ， 市场渗透率分别达到3.75%和1% 。 GaN射频器件在5G宏基站建设和国防建设的旺盛需求下 ， 叠加GaN射频器件成本下降 ， 需求有望快速放量 ， 根据Yole数据预测 ， 2023年GaN射频器件需求量将达到194.3百万个 ， 19-23年CAGR达到85.8% 。

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2GaAs：射频和光电子需求旺盛 ， 有望保持高增长
GaAs是较为成熟的二元半导体化合物材料 ， 主要应用在射频、LED、光电子等领域 ， 其中射频是GaAs下游最大的应用领域 ， 占比为47% 。 GaAs市场总体规模较大 ， 2018年全球砷化镓元件市场总产值达到89亿美元 。

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受益射频和光电子需求旺盛 ， GaAs有望保持持续高增长 。 射频端 ， 5G手机需要更多的PA ， 对GaAs需求有望保持稳定增长；手机WIFIPA和路由器WIFIPA对GaAs需求有望保持快速增长 。 光电子端 ， 受益3D深度相机在手机端快速渗透 ， GaAs激光器有望保持快速增长 。 根据中国产业信息网的报告 ， 全球GaAs产值有望从2018年的89亿美元 ， 增长到2023年的143亿美元 ， 19-23年CAGR为10% 。

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2.1GaAsPA为主流技术 ， 受益于5G等行业趋势
5G手机渗透率快速提升 。 手机市场正迎来5G换机潮 ， 全球2019年5G手机销量为1870万部 ， 渗透率约为1.4% ， GSMA预测5G手机2025年出货量有望达到7亿部 ， 渗透率达到47% 。 随着国内5G网络部署超预期 ， 中国5G用户快速提升 ， 截止到20年3月底 ， 中国移动5G用户已经超过了3千万 ， 保守估计三大运营商5G用户已经超过了6千万 。

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5G手机需要更多的功率放大器 。 4G的射频通信需要用到5模13频 ， 平均使用7颗PA 。 由于5G新增了频段（n412.6GHz ， n773.5GHz和n794.8GHz） ， 未来还需要新增6GHz以上高频段 ， 同时需要继续兼容4G、3G、2G标准 ， 因此5G手机需要更多的PA ， 最多可达16颗 ， 平均也有望超过10颗 。

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GaAs在手机PA渗透率有望持续提升 。 SiCMOSPA在输出功率、工作频率等方面的性能明显不足 ， 难以适应5G时代的高频、高功率 。 而目前GaNPA技术仍然不够成熟 ， 成本较高 。 GaAsPA性能优良 ， 能满足5G手机sub-6GHz频段的需求 ， 渗透率有望持续提升 。


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