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            GaN器件需求在5G一代将迎来爆发式增长
            来源: 国金证券研报、资料深一度 日期: 2019-4-22 浏览次数: 582

            GaN器件在5G一代要求将迎来爆发式增长

            射频功率放大器(PA)表现射频前端发射通路的要害器件,一般说来用于实现发射通道的射频信号放大。5G名将带动智能移动终端、基站端及IOT设施射频PA稳健增长,智能移动终端射频PA市场规模将下2017年之50京瑞郎增长到2023年之70京瑞郎,复合年增长率为7%,高端LTE功率放大器市场之增强,尤其是高频和超高频,名将弥补2G/3G市场之萎缩。GaAs器件是消费电子3G/4G利用的国防军,5G一代仍将持续,另外,物联网将是他未来利用的蓝海。GaN器件则以高性能特点目前普遍应用于基站、雷达、电子战等军工领域,在5G 一代要求将迎来爆发式增长。

            5G 基站中,PA 数倍增长,GaN大有可为

            4G 基站采用 4T4R草案,按照三个扇区,对应的射频 PA 总量为 12个,5G 基站,试想64T64R名将变成主流方案,对应的PA总量高达192 个, PA 多少将大幅增长。现阶段基站用功率 玉器主要为 LDMOS艺术,但是 LDMOS艺术适用 于低频段,在高应领域存在局限性。5G 基站 GaN射频 PA 名将变成主流技术,逐渐侵占LDMOS的市场,GaAs器件份额变化不大。GaN能较好的选用于大范围 MIMO,根据Yole的预测 ,2023 年GaN RF在基站中的市场规模将达到5.2京瑞郎,年复合增长率达到22.8%。

            就环保市场而言,受益于5G网络应用的日益临近,名将下2019年开始为 GaN器件带来巨大的市场机会。相比之下现有的硅LDMOS(走向双扩散金属氧化物半导体技术)和GaAs(砷化镓)解决方案,GaN器件能够提供下一代高频电信网络所要求的直径和效益。而且,GaN的宽带性能也是贯彻多频载波聚合等主要新技术的重中之重因素之一。GaN HEMT(高电子迁移率场效晶体管)已经化为未来宏基站功率放大器的候选技术。

            对于既定功率水平,GaN具有体积小的攻势。有了更小的器件,则可以减少器件电容,据此有效较高带宽系统之宏图变得更加轻松。

            GaN具有更小的尺寸优势

            资料来源:国金证券、Qorvo

            鉴于LDMOS无法支持更高的效率,GaAs也不再是高功率应用的最优方案,试想未来大部分6GHz以下宏网络单元应用都将采取GaN器件,但小基站中GaAs优势更引人注目 。5G网络采用的频段更高,穿透力与覆盖范围将比4G更差,因而小基站(small cell)名将在5G网络建设中去很要紧的角色。不过,鉴于小基站不需要如此高的直径,GaAs等现有艺术仍有他优势。上半时,鉴于更高的效率降低了每个基站的利用率,因而需要采取更多的晶体管,试想市场出货量增长速度将加速。

            GaN公用于大范围MIMO

            GaN芯片每年在功率密度和包装方面都会取得快速,能比较好的选用于大范围MIMO艺术。时下的基站技术涉及具有多达8个天线的MIMO安排,以通过简单的波束形成算法来支配信号,但是大范围MIMO可能需要采取数百个天线来促成5G所要求的数额速率和频谱效率。大范围MIMO美方采用的日需求量大的有源电子扫描阵列(AESA),要求单独的PA来驱动每个天线元件,这将带来显著的尺寸、重、功率密度和财力(SWaP-C)迎战。这将始终涉及能够满足64个元件和超出MIMO阵列的直径、线性、热管理和尺寸要求,且在每个发射/接受(T/R)模块上偏差最小的射频PA。

            GaN-on-SiC更具有优势

            现阶段市场上还生活两种艺术之竞争:GaN-on-SiC(水晶上氮化镓)和GaN-on-silicon(硅上氮化镓)。它们采用了不同材料的衬底,但是具有相似之特征。理论上,GaN-on-SiC具有更好的性质,而且目前大多数厂商都使用了该技术方案。不过,MACOM等厂商则在极力推动GaN-on-Silicon艺术之周边使用。前途谁将着力还言之过早,现阶段来看,GaN-on-silicon仍是GaN-on-SiC解决方案的强有力挑战者。

            GaN RF市场之前进趋向

            GaN制造主要以IDM基本。历经数十年之前进,GaN艺术在中外各地已经普及。市场打头阵的生产商主要包括Sumitomo Electric、Wolfspeed(Cree旗下)、Qorvo,以及日本、欧洲和亚洲的很多其它厂商。化合物半导体市场和风俗的硅基半导体产业不同。相比之下传统硅工艺,GaN艺术之涵义工艺要根本的多,会影响其作用区域之灵魂,对器件的可靠性产生巨大影响。这也是为什么目前市场打头阵的生产商都具备很强的涵义工艺能力,并且为了保护技术秘密,都赞成于将这些工艺放在自己内部生产。尽管如此,Fabless规划厂商通过和代工合作伙伴的搭档,开拓进取速度也很快。借助与代工厂紧密的搭档关系以及销售渠道,NXP和Ampleon等领先厂商或将改变市场竞争格局。

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