• 12月23日 星期一

中国5G氮化镓PA产业及市场分析

GaN 放大器的应用优势

  • GaN 放大器介绍

GaN 是属于异质结 HEMT(High Electron Mibility Transistro),异质结就是利用一种比 GaN 禁带宽度更高的(Al,Ga)GaN 与 GaN 组合在一起。

由于(Al,Ga)GaN 和 GaN 的异质结存在两种极化效应:自发极化(RSP)和压电极化(RPE),正是由于这两种极化共同作用,所以在(Al,Ga)GaN 和 GaN 的界面处产生极化静电荷,从而形成两维电子气(2DEG:2-D electron gas),2DEG 的速度比普通的电子快 2.7 倍,因此其拥有更高的工作频率。

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GaN 器件有 Si 基和 SiC 基两种,GaN-on-Si 主要应用于电力电子领域,用作高功率开关,GaN-on-SiC 主要应用于射频领域,主要得益于 SiC 的高导热率以及低 RF loss,适用于功率较大的宏基站。小基站射频器件对功率要求较低,GaN-on-Si 有望凭借其低成本的优势在未来大规模应用。

  • GaN 放大器的优势

GaN属于第三代半导体材料,禁带宽度达到3.4eV,禁带宽度越大,耐高电压和高温性能越好;电子饱和迁移速度达2.7107cm/s,高电子饱和漂移速度与低介电常数的半导体材料具有更高的频率特性。

GaN的禁带宽度、电子饱和迁移速度、击穿场强和工作温度远远大于Si和GaAs,具有作为电力电子器件和射频器件的先天优势。GaN器件相比于目前主流技术——GaAs器件和Si基横向扩散金属氧化物半导体器件(LDMOS),具有性能优势。

GaAs 材料热导率较低,散热较差,GaAs 器件可承受功率较低,低于 50W,则 GaAs 适用于终端射频前端等小功率市场。LDMOS 器件的缺点是工作频率存在极限,LDMOS 放大器带宽会随着频率的增加而大幅减少,仅在不超过约 3.5GHz 的频率范围内有效,采用 0.25μm 工艺的 GaN 器件频率可以达到其 4 倍,带宽可增加 20%,功率密度可达 6~8 W/mm。

GaN 拥有较高的热导率及电子迁移速度,配合 SiC 衬底,GaN 器件可同时适用高功率和高频率。目前商用的 GaN 射频器件工作频率可达到 40GHz,进入 Ka 波段。

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GaN 放大器市场规模

GaN 射频器件的应用市场包括国防、卫星通信、无线通信基站,无线通信基站市场是 GaN 射频器件最大应用市场。2017 年全球 GaN射频市场规模约为 3.5 亿-4 亿美元,中国 GaN 射频市场规模约为 12亿人民币,约占全球市场近一半需求,其主要原因是华为、中兴等公司在全球基站设备市场份额占比较大。

  • 宏基站对 GaN 放大器需求预测

根据工信部数据,截至 2017 年 12 月底,中国 4G 宏基站数量为328 万座,依据蜂窝通信理论计算,中国 5G 宏基站数量约为 500 万座,达 4G 基站数量的 1.5 倍。


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根据三大运营商的资本支出计划及产业调研,预计中国 5G 宏基站建设计划将于 2019 年正式开始,约为 10 万站,2023 年预计将达到建设顶峰,年建设数量达 115.2 万座。


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参考目前设备商展开试验 5G 基站的上游采购价格,拓璞分析,目前用于 3.5GHz 频段的 5G 基站,采用 LDMOS 工艺的功率放大器单扇区的价格超过了 400 美元,采用 GaN 工艺的功率放大器价格超过了 700 美元,假设 LDMOS 和 GaN 射频价格均以 5%的比例递减。截止 2018 年 12 月,中国 4G 基站数量为 372 万座,其中中国移动为241 万站,占比 64.7%。

5G 授权频段方面,中国移动为 2515-2675MHZ和 4800-4900MHZ,中国电信为 3400-3500MHZ,中国联通为 35003600MHZ,基于成本考虑,中国移动势必先建设 2515-2675MHZ 频段基站。

拓璞分析,5G 基站数量方面,中国移动占比超过 50%,前期建设情况下,LDMOS 放大器拥有一定比例的市场,推测 GaN 射频器件约占 50%,预计到 2025 年,GaN 射频器件占比 85%以上。

5G 基站天线采用 Massive MIMO 技术,天线和 RRU(射频拉远单元)合设,组成 AAU。Massive MIMO 天线假设为 64T64R,则单个宏基站天线数量为 192 个,放大器数量为 192 个。

根据表 3 的测算,GaN 放大器市场需求规模将在 2023 年迎来顶峰,达 112.6 亿元,GaN放大器数量达 17694 万个,就增速而言,2020 年 YOY 达 340%。


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  • 小基站对 GaN 放大器需求预测

5G 蜂窝网络布置有一定的极限,但是在热点地区的网络需求旺盛,需要在垂直方向上布置以小基站为站点的微蜂窝网络。小基站的频率会高于宏基站(避免造成干扰),以 Sub-6GHZ 为主,因此 GaN射频器件便成了唯一选择,依据赛迪智库测算的数据,中国 5G 网络小基站需求约为宏基站的 2 倍,即需要 1000 万站小基站。以华为LampSite 小基站为例,天线为单扇 2T2R MIMO,则每个小基站需要2 个放大器。小基站建设进度假设落后宏基站 1 年,年度比例以此类推。

根据表 4 的测算,2024 年小基站端对 GaN 放大器的需求将达到最大规模,为 9.4 亿元,就增速而言,2021 年 YOY 达 260%。


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  • 中国 5G 网络对 GaN 放大器需求预测

2017 年中国 GaN 射频市场规模约为 12 亿元,无线通信基站约占 20%,即 2.4 亿元,2018 年由于 5G 通信试验基站的建设,基站端GaN 射频器件同比增长达 75%,达 4.2 亿元。

2019 年为中国 5G 建设元年,基站端 GaN 放大器同比增长达 71.4%;2020 年为 5G 建设爆发年,基站端 GaN 放大器市场规模达 32.7 亿元,同比增长 340.8%;预计到 2023 年基站端 GaN 放大器市场规模达 121.7 亿元,但 2021~2023 年同比增速逐渐下降。

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依据拓璞分析,GaN 放大器需求数量在 2019-2023 年保持快速增长,2023 年达 18117 万个,按照 4” GaN 晶圆切 400 个计算,则需要 GaN 晶圆数量达 45 万片。就增速而言,2020 年增速最高,YOY达 369%。

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GaN 放大器产业链

GaN-on-SiC 射频器件的供应商主要为 IDM 企业,核心产业链环节包括 SiC 衬底材料制作、GaN 材料外延生长、器件设计和制造、封装测试。本文将从 SiC 衬底、GaN 材料外延、器件设计和制造三个环节来阐述。

SiC 衬底

  • 行业观察


SiC 衬底产品按照晶体结构主要分 4H-SiC 和 6H-SiC,4H-SiC 为主流产品,按照性能主要分为半导电型和半绝缘型。硅片拉晶时和单晶种子大小无关,但是 SiC 的单晶种子的尺寸却直接决定了 SiC 的尺寸,目前主流尺寸是 4-6 英寸,8 英寸衬底已由 II-VI 公司和 Cree 公司研制成功。半导电型 SiC 衬底以 n 型衬底为主,主要用于外延 GaN基 LED 等光电子器件、SiC 基电力电子器件等。半绝缘型 SiC 衬底主要用于外延制造GaN 高功率射频器件。

SiC 衬底市场的主要供应商有美国 Cree(Wolfspeed)、 DowCorning、日本罗姆、美国 II-VI、日本新日铁住金、瑞典 Norstel(中国资本收购)等。Cree公司的SiC衬底占据整个市场40%左右的份额,其次为Ⅱ-Ⅵ公司、日本 ROHM,三者合计占据 75%左右的市场份额。6”半导电型衬底均价约为 1200 美元,6”衬底价格在 4”衬底价格 2 倍以上。

Cree 目前的 4”产品没有价格优势,现阶段主要生产 6” SiC 产品,占比 95%以上。据拓璞了解,其半导电型 SiC 衬底和外延产品在中国由住友商事代理,半绝缘型 SiC 衬底目前产线紧张,未能卖往中国市场。

SiC 衬底国内供应商主要有山东天岳、天科合达、同光晶体、中科节能、中电科 46 所和北电新材料。目前主要量产的产品为 3 英寸和 4 英寸,山东天岳、天科合达、同光晶体和中科节能均已完成 6 英寸衬底的研发,天科合达可批量提供 6 寸半导电性 SiC 衬底。

中国 SiC 衬底发展很快,但是仍显不足,目前 70%-80%仍以 Cree等公司的进口产品为主,国内厂商的产品约占 10%-20%,主要用于研发和试样,主要原因是供货能力、质量及可靠性方面稍显不足。下游需求主要是中国中车、中电科 55 所和国家电网等企业。但是中国 SiC衬底发展很快,目前可以实现 4”衬底的量产,价格相比 Cree 有较大优势,2017 年底 4”衬底产能可达 15 万片/年。

  • 重点企业介绍


(1)山东天岳

2018 年 11 月,山东天岳在湖南浏阳启动中国最大的 SiC 衬底项目-湖南天玥科技有限公司。项目资料显示,该项目总投资 30 亿元,项目分两期建设,一期占地 156 亩,主要生产碳化硅导电衬底,预估年产值 13 亿元;二期主要生产功能器件,包括电力器件封装、模块及装置、新能源汽车及充电站装置、轨道交通牵引变流器、太阳光伏逆变器等,预估年产值 50-60 亿元。

(2)天科合达

天科合达主要产品包括 4” SiC 晶片生产(6 英寸未量产)和 SiC 单晶生长设备。根据从天科合达总经理杨健处所获得的信息,天科合达约有 100 多台长晶炉,4”半导电型 SiC 晶片产能约为 2 万片/年。天科合达的前 4 客户需求为 20 万片/年。天科合达正在继续扩充产能,计划扩充 3 倍。2018 年 10 月,天科合达在徐州经开区投资的碳化硅晶片项目正式签约。

(3)河北同光

河北同光主要产品包括 4”和 6”导电型、半绝缘碳化硅衬底,其中 4 英寸衬底已达到世界先进水平。2017 年 10 月,同光联合清华大学、北京大学宽禁带半导体研究中心、中国科学院半导体研究所、河北大学共同搭建了“第三代半导体材料检测平台”,推动了国内第三代半导体产业的发展。

(4)中科节能

2017 年 7 月,中科节能与青岛莱西市、国宏中晶签订合作协议,投资建设 SiC 长晶生产线项目。该项目总投资 10 亿元,项目分两期建设,一期投资约 5 亿元,预计 2019 年 6 月建成投产,建成后可年产 5 万片 4” N 型 SiC 晶体衬底片和 5 千片 4” 高纯度半绝缘型 SiC 晶体衬底片;二期投资约 5 亿元,建成后可年产 5 万片 6” N 型 SiC 晶体衬底片和 5 千片 4”高纯度半绝缘型 SiC 晶体衬底片。

(5)北电新材料

Norstel 成立于 2005 年,是从硅晶圆片制造商 Okmetic Oyj 分离出来的企业,位于瑞典 Norrköping 的工厂建成于 2006 年。Norstel采用用高温化学气相沉积(HTCVD)专利技术,生产高质量大尺寸的SiC 衬底和外延片。2017 年三安光电参与管理的基金收购 Norstel,其后成立福建北电新材料,2019 年三安选择将 Norstel55%股权出售给意法半导体,拓璞推测原因为三安已 Norstel 的技术吸收完毕。

GaN 材料外延

射频器件主要以GaN-on-SiC为主要技术路线,主流尺寸是4英寸和6英寸,预计到2020年,随着6英寸SiC衬底价格不断下降,6英寸外延将成为重点。此外,基于高阻硅的GaN-on-Si未来有望在高频-低功率市场打破GaN-on-SiC在射频器件的垄断局面,例如未来5G将大规模应用的小基站市场,美国MACOM公司主要采用GaNon-Si技术制造射频器件。

GaN射频外延企业主要有比利时的EpiGaN、英国的IQE、日本的NTT-AT。中国厂商有苏州晶湛、苏州能华和世纪金光,苏州晶湛2014年就已研发出8”硅基外延片,现阶段已能批量生产。苏州能华主要面向太阳能发电、电力传输等电力领域。世纪金光在SiC、GaN领域的粉料、单晶、外延、器件和模块都有涉及。

GaN 器件设计与制造

GaN射频器件主要有HEMT和HBT两大工艺。射频工艺主要跟栅长及偏置电压(Bias)有关,工艺制程越低,器件频率越高。0.5μm栅长和高偏置(40到50V),主要瞄准高功率、频率Sub-8GHz器件;0.25μm栅长和中偏置(28到30V),主要瞄准更高频率(约18GHz)的器件; 0.15μm-0.1μm栅长,主要瞄准毫米波器件(30GHz以上)。现阶段GaN射频器件主流工艺制程正从0.25μm-0.5μm向0.15μm-0.1μm过渡。Qorvo正在进行90nm工艺的研发,Cree及稳懋主要制程工艺在0.25-0.5μm之间。 粉料、单晶、外延、器件和模块都有涉及。

  • IDM 企业


全球基站端射频器件的供应商以 IDM 企业为主,主要有日本住友电工旗下的 SEDI 公司(Sumitomo Electric Device Innovations)、Infineon(RF 部门已出售给 Cree)、美国 Cree 旗下 Wolfspeed 公司、Qorvo 公司、MACOM 公司、Ampleon、韩国 RFHIC 等。

全球 GaN 射频器件供应商中,住友电工和 Cree 是行业的龙头企业,市场占有率均超过 30%,其次为 Qorvo 和 MACOM。住友电工在无线通信领域市场份额较大,其已成为华为核心供应商,为华为 GaN射频器件最大供应商。Cree 收购英飞凌 RF 部门后实力大增,LDMOS产品和 GaN 产品在全球都比较有竞争力。Qorvo 在国防和航天领域市场份额排名第一。

中国 GaN 器件 IDM 企业有苏州能讯、英诺赛科,大连芯冠科技正在布局,海威华芯和三安集成可提供 GaN 器件代工服务,其中海威华芯主要为军工服务。中电科 13 所、55 所同样拥有 GaN 器件制造能力。

  • 代工企业


代工厂商主要有环宇通讯半导体(GCS)、稳懋半导体、日本富士通、Cree、台湾嘉晶电子、台积电、欧洲联合微波半导体公司(UMS),以及中国的三安集成和海威华芯。此前恩智浦 RF 部门(安谱隆前身) 、英飞凌 RF 部门(已出售给 Cree)、韩国 RFHIC 将 GaN 射频器件委托Cree 公司代工。MACOM 收购 Nitronex 在 2011 年就与环宇通讯半导体(GCS)公司合作生产 Si 基 GaN 器件,一直合作至今。2016 年三安光电收购 GCS 被美国否决,其后三安光电与 GCS 合资设立厦门三安环宇集成电路公司,前期主要生产 6 英寸 GaAs 晶圆。

  • 重点企业介绍


(1)住友电工

日本住友电工旗下的 SEDI 公司(Sumitomo Electric DeviceInnovations)主要生产 GaAs 低噪声放大器(LNA)、 GaN 放大器、光收发器及模块,其中 GaN 放大器可应用于卫星通信、无线基站、雷达站等领域,基站端 GaN 放大器包括驱动级 PA 和末级 PA,主要产品为 40W 以下产品,频率在 DC~3.7GHZ,主工作频率为 2.65GHZ。住友电工为全球 GaN 射频器件第一大供应商,同时也是华为GaN 射频器件第一大供应商,住友电工还向华为供应大量的光收发器及模块,位列华为 50 大核心供应商之列。除此之外,住友电工垄断全球 GaN 衬底市场,其技术在业内处于领先地位。

(2)Cree

Cree 公司是全球最大的 SiC 和 GaN 器件制造商,主要由其子公司 Wolfspeed 经营 RF 业务。2018 年,Cree 以 3.45 亿欧元收购英飞凌 RF 部门,英飞凌为 LDMOS 放大器主要供应商,同时拥有 GaNon-SiC/Si 器件生产能力。收购完成后,Cree 将成为全球最大的 GaN射频器件供应商。Cree 除自身生产 GaN 射频器件外,还拥有 GaN 代工生产能力。Wolfspeed 现主要有电力器件、RF 器件及材料三大业务,2018 财年营收为 3.29 亿美元,占 Cree 总营收的比例为 22%,相比于 2017 年 2.2 亿美元同比增长 49%。增长的主要原因是器件销售同比增长 30%,器件的平均售价(ASP)同比增长 21%。

Cree 公司射频放大器产品种类合计 81 个,频率涵盖范围从0.47GHz 到 6.0GHz,其中 3.0GHz 以下采用 LDMOS 技术,3.0GHz 采用 GaN HEMT 技术。GTRA364002FC 、 GTRA362802FC 和GTRA362002FC 为 GaN 放大器高功率产品,最高峰值功率达 400W,主要应用于 5G 基站。此外,Cree 拥有众多低功率 GaN 射频产品,平均功率为 10W 以下,主要应用于 WiMax 和 BWA,未来有望于在小基站领域应用。

(3)QorvoQorvo

QorvoQorvo 从 1999 年起推动 GaN 研究,Qorvo 能提供 Sub-6GHz、厘米波/毫米波无线射频产品。Qorvo 在国防和有线行业的 GaN-onSiC 解决方案供应量全球第一。Qorvo 的所有 GaN 产品在 200℃条件下的平均无故障时间(MTTF)均超过 107 小时,还是能承受高加速应力测试(HAST)的器件。此项测试在 105℃、85%相对湿度且大气压不超过 4atm 的条件下对器件性能进行 96 小时的测量。

Qorvo 营收主要由两大部门构成,即移动器件部门(MP)和基础设施及国防器件部门(IDP)。 IDP 器件部门提供 GaAs 和 GaN 放大器、LNA、射频开关等。IDP 部门 2018 财年营收为 7.9 亿美元,同比增长 29.9%,主要原因是国防及航空领域的旺盛需求,以及 WIFI 模块的销售高速增长。

Qorvo 在 2018 年 3 月推出了全球功率最高的碳化硅基氮化镓(GaN-on-SiC) RF晶体管-QPD1025,QPD1025在65V下运行1.8KW,与 LDMOS 相比,QPD1025 的漏极效率有了显著提升,效率高出近15 个百分点, QPD1025 主要应用在航空及国防领域。Qorvo 在 5G 基础设施领域的产品众多,包括放大器、低噪声放大器(LNA)、数字步进衰减器、射频开关等。18GHz 以上的 PA 合计达 13 款,最高频率可达 47GHz。基站端的主要产品是 QPA 系列和QPD 系列,QPD0020 的漏极效率达到了 77.8%,行业内处于领先地位。

(4)MACOM

MACOM 收购 Nitronex,获得了 GaN-ON-Si 技术,成本比 GaNON-Si 低许多。Nitronex 在 2011 年就与环宇通讯半导体(GCS)公司合作生产 Si 基 GaN 器件,一直合作至今。

MACOM 和意法半导体(ST)展开合作,将在意大利 Catania 和新加坡分别建设射频放大器晶圆厂,主要是 6”/8”的 GaN-ON-Si 产品,两个基地在 2022 年产值预计达 30 亿美元,制程工艺由 0.5μm向 0.25μm 和 0.15μm 演进。

2019MWC 会议上,MACOM 发布了 MAGX-102731-180 PA 产品,频率范围为 2.7-3.1GHz,峰值输出功率达 180W,漏极效率大于50%。从图 7 上看,50V/100mA 情形下,GaN-on-SiC 产品和 MACOMGaN-on-Si 产品 Pout 值高于 LDMOS 产品,MACOM GaN-on-Si 产品甚至优于 GaN-on-SiC 产品。

MACOM 公司的 GaN-on-Si 放大器产品如表10 所示,高频段产品 MAGx-011086 输出功率和效率不是很高,2019MWC 大会发布的MAGX-102731-180 未来有望在市场上有较好的表现。

(5)Ampleon

2015 年,Ampleon 承接了从 NXP 中剥离出来的射频部门,北京建广资产收购后组建 Ampleon 集团。2016 年,Ampleon 在合肥开设RF 能源卓越中心,Ampleon 生产的 LDMOS 和 GaN 射频器件供应全球通讯设备厂商,如华为、诺基亚、爱立信、中兴以及三星等。Ampleon 产品可应用于国防及航空航天、手机射频、广播及无线通信领域。

Ampleon 现阶段出货量最大的仍是 LDMOS 产品,主要为 2.4GHz-2.7GHz 频段。Ampleon 的 GaN 放大器产品主要分 2 个频段,3.5GHz 以下和6.1GHz 以下,CLF1G0035-200P 的最高输出功率达 200W,漏极效率为 48%。CLF1G0035 系列产品为高功率产品,主要应用于宏基站、国防及航空领域。CLF1G0060 系列产品为低功率产品,输出功率不高于30W,主要应用为小基站。

(6)苏州能讯

苏州能讯成立于 2007 年,是中国比较领先的 GaN 射频功率器件的 IDM 公司。根据从苏州能讯半导体总经理任勉所获得的信息,苏州能讯从成立到现在已经进行了三轮融资,总共投入约 10 亿人民币,其第一规模工厂(FAB1)位于苏州昆山高新区,工厂占地 55 亩,厂房面积为 18000 平方米,经过第三轮 5 亿元融资后,现有产线改造扩容结束将具备年处理 4 英寸 GaN 晶圆 5 万片/年(约折合 2000 万支器件)的能力。若 GaN 器件在 5G 市场部署时如期爆发,苏州能讯未来将规划建设 FAB2, FAB2 规划为 6 英寸产线,资本投入将会是 FAB1的三倍以上。

苏州能讯推出了频率高达 6GHz、工作电压 48/28V、输出功率从10W-390W 的射频器件。在移动通信方面,苏州能讯可提供适应 4G及 5G 的高效率和高增益的射频器件,工作频率涵盖 1.8-3.8GHz,工作电压 48V,设计功率从 130W-390W,平均功率为 16W-55W。


(7)英诺赛科

英诺赛科由海归创业团队成立,拥有硅基 GaN 外延生长及器件制造能力。一期项目位于珠海市国家级高新区,主要建设 8 英寸增强型硅基氮化镓外延与器件大规模量产生产线,主要产品包括 100V650V 8 英寸硅基氮化镓外延片、100V-650V 氮化镓功率器件、氮化镓集成电路。2018 年,英诺赛科斥资 60 亿在苏州吴江建立生产线,产品规划覆盖低压至高压半导体功率器件和射频器件。目前还没有GaN-on-SiC 射频产品。

(8)海威华芯

成都海威华芯科技有限公司由海特高新和央企中电科 29 所合资组建。2015 年 1 月,海特高新以 5.55 亿元收购海威华芯原股东股权,并以增资的方式取得海威华芯 52.91%的股权,成为其控股股东,从而涉足高端化合物半导体集成电路芯片研制领域。

海威华芯是一家纯晶圆代工企业,是国内较为领先的 6”GaAs 晶圆代工企业,主要为军工企业服务。海威华芯 6 英寸第二代/第三代半导体集成电路芯片生产线于 2011 年开工建设, 2016 年 4 月完成工程建设,于 2016 年 8 月投入试生产。该生产线设计产能为 6” GaAs芯片 40000 片/年,GaN 芯片 30000 片/年,SIP 封装(微波组件)30000 片/年。但实际工程建设中,SIP 封装(微波组件)并未建设。

此外,海威华芯正在积极涉足 GaN 功率器件及射频器件领域,其 0.5μm 的 HEMT 工艺技术在 6” GaN 上验证成功。

(9)三安集成

三安集成是中国第一家 6 英寸化合物半导体晶圆制造企业,规划中的产品包括用于射频、毫米波、电力电子和光通信市场的砷化镓(GaAs) HBT、pHEMT、BiHEMT、IPD、滤波器、氮化镓(GaN)功率器件HEMT、碳化硅(SiC)和磷化铟(InP)。三安集成通讯微电子器件项目位于厦门火炬(翔安)产业园,总投资为 30 亿元。规划产能为 30 万片/年 GaAs 高速半导体外延片及 30 万片/年 GaAs 高速半导体芯片、6万片/年 GaN 高功率半导体外延片及 6 万片/年 GaN 高功率半导体芯片。根据渠道消息获知,三安集成的 PA、电力电子器件已经正常出货。

拓璞观点

观点一:

GaN 放大器市场将在 2020 年迎来爆发2019 年中国 5G 建设元年, 2020 年为爆发年,依据本文的测算,基站端 GaN 放大器市场规模达 32.7 亿元,同比增长 340.8%。

GaN 放大器需求数量在2019-2023年保持快速增长, 2023年达18117万个,按照 4” GaN 晶圆切 400 个计算,则需要 GaN 晶圆数量达 45 万片。

观点二:

中国 SiC 衬底和 GaN 放大器企业将迎来大机遇。山东天岳、天科合达、同光晶体、中科节能、中电科 46 所和北电新材料是构成中国 SiC 衬底的主要企业,目前主要生产 4” 半导电型 SiC 衬底,年产能约为 15 万片/年,市场需求在 20 万片/年以上,产能将继续扩张。

但是用于 GaN 放大器生产用的半绝缘型 SiC 衬底目前出货较少,河北同光和中科节能能少量出货。由于 Cree 半绝缘型产品产能紧张,中国半绝缘型 SiC 衬底市场将持续紧张。GaN 放大器以 IDM 企业为主,中国苏州能讯和将在合肥落地的安谱隆是少数几家拥有出货能力的 GaN 放大器企业。

现阶段 50V 工作电压,频率在 3.5GHz 以下的 GaN 放大器价格在 10 美元-12 美元之间。若苏州能讯 4 英寸 GaN 晶圆 5 万片的年产能完全达产,产值将达 2 亿美元。此外,英诺赛科、大连芯冠、海威华芯、三安集成都在积极布局 GaN 放大器市场。中国 5G 建设给 GaN 放大器企业提供了巨大机遇。

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