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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( 三 )


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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受益于手机PA放量 ， 射频对GaAs需求有望持续增长 。 根据Yole的预测 ， 手机PA对GaAs的需求将从19年的43.9万片/年（等价6寸片） ， 增长到25年的54.2万片/年 。 此外 ， 手机WIFIPA和路由器WIFIPA消耗砷化镓晶圆的数量也呈现快速增长 ， 有望从19年的10.6万片/年增长到25年18万片/年 。 受益于手机PA需求稳定增长、手机WIFIPA和路由器WIFIPA快速增长 ， 射频对砷化镓需求有望保持稳定增长 ， 整个GaAsRF对6寸砷化镓晶圆的需求将从19年的74.4万片/年增长到25年94.1万片/年 ， CAGR约为4% 。
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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2.23D深度相机商用全面开启 ， GaAs光电子未来可期
GaAs具有直接跃迁型的能带结构 ， 导带底和价带顶之间的光跃迁可以垂直进行 ， 发光效率较高 。 GaAs材料主要应用于制作红光及红外器件 。
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3D深度相机商用全面开启 。 2017年 ， 苹果公司推出集成人脸识别结构光前置摄像头的iPhoneX ， 开启了3D深度相机在手机端的商用 ， 该结构光的发射光源采用GaAs激光器（垂直腔面激光器 ， VCSEL） 。 2020年3月 ， 苹果推出配置后置ToF摄像头的iPadPro ， 采用相似的VCSEL发射光源 ， 苹果也有望在2020年9月发布的iPhone上采用后置ToF摄像头 ， 形成前置结构光+后置ToF的双3D深度摄像头的配置 ， 单部手机的VCSEL用量有望达到2颗 。 华为、OPPO、ViVO、小米、三星等手机厂商也都有望在手机上逐步配置ToF摄像头 ， 采用VCSEL光源 。 根据Yole的报告 ， 2018年3D摄像头出货量约为7300万 ， 预计到2023年 ， 将增长到8.9亿 ， CAGR为65% 。
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3D摄像头出货量爆发性增长有望打开GaAs成长新空间 。 根据yole预测 ， 光电子应用的GaAs晶圆出货量在2017年至2023年期间的复合年增长率（CAGR）为37% ， 到2023年将实现1.5亿美元市场规模 。
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未来 ， 汽车激光雷达有望为GaAs贡献新的增长空间 。 手机仅仅只是VCSEL的其中一个应用场景 ， 随着智能驾驶的发展 ， 尤其到L4和L5阶段 ， 汽车对激光雷达的需求越来越旺盛 ， 根据麦肯锡公司的预测 ， 到2030年汽车年生产量将达到1.15亿台 ， 其中将有15%的汽车实现高级自动驾驶 ， 并有45%实现低级自动驾驶 。 在2030年自动驾驶用的激光雷达市场将达到180亿美元以上 ， 年复合增速51% 。
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3.GaN：5G关键器件 ， 射频/电力电子领域优势显著
3.1GaN：适合高频、高功率、低压应用领域
GaN器件1990年开始用于发光二极管中 ， 开启了其商业化大门 。 作为一种宽禁带半导体 ， 其具有禁带宽度大、击穿场强高、饱和电子迁移速率高、热导率大、介电常数小、抗辐射能力强等特性 ， 适合制作高频、大功率、高密度集成和抗辐射的电子器件 ， 广泛应用智能电网、高速轨道交通等电力电子领域及5G基站、雷达等微波射频领域 。 根据金智创新的数据 ， 2017年 ， 国内GaN下游中LED、微波射频、电力电子（功率器件）应用占比分别为70% ， 17%和11% 。
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