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5G时代仍是GaAs的主场!

5G时代仍是GaAs的主场! 沃泰芯半导体
2023-05-20
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5G时代仍然是GaAs的主场。


从4G时代起,随着4G基站建设和智能手机的持续普及,用于制造智能手机射频器件的砷化镓衬底需求量开始上升。进入5G时代之后,5G通信对功率、频率、传输速度提出了更高的要求,5G手机上PA芯片的数量较4G手机增长3倍左右,这对砷化镓衬底的需求带来了新的增长动力。


据ResearchInChina统计,2018-2025年,全球GaAs元器件市场总产值将由95.19亿美元增长至160亿美元,年均复合增长率为7.7%。


01

GaAs的应用

与硅相比,GaAs材料的电子迁移率是Si的6倍,具有直接带隙,故其器件相对Si器件具有高频、高速的性能,被公认为是很合适的通信用半导体材料。并且耐高温(最高工作温度可以到摄氏350度左右)、抗辐射、发光效率高。



基于这些特性,GaAs主要应用于射频领域,还有光电和LED。据Yole统计,2019年GaAs在射频、光电子、LED和光伏应用领域份额分别为37%、12%、50%和2%,预计2025年将变为28%、18%、53%和1%。


我们可以看到,在手机无线通信应用中,目前射频功率放大器绝大部分采用 GaAs 材料。


02

GaAs PA 为主流技术

全球智能手机进入2015年以来,已经属于存量市场,市场日趋饱和,终端创新力度下降,消费者换机周期拉长,出货量持续下滑。但伴随5G的推进,消费者换机升级的需求会受刺激,智能手机出货量颓势有望扭转。根据IDC预测,如5G智能手机将继续增长,2023年将占全球智能手机出货量的62%,到2027年上升到83%。



因此,在5G基站中,射频PA 的需求也将大幅增长。PA是将无线通信信号放大的器件,经过放大的信号最终从手机或者基站发射出去,属于通信设备高能耗器件。


在PA的应用材料中,GaN 虽有高频、 高输出功率的优势,但GaAs具备经市场验证的可靠性和高性价比的优势。因此,目前多数射频PA都是基于GaAs材料工艺制造的,GaN PA 短期内也无法撼动 GaAs PA的统治地位。


据Yole统计,2025年,GaN占比将上升到45%,而GaAs占比约为40%。在基站PA GaAs材料占比稳定的情况下,未来几年全球5G基站的建设将为上游GaAs产业带来稳定的市场需求。


这给中国大陆化合物半导体生产厂商带来了商机。在国内的GaAs代工领域,玩家总体数量不多,能提供高水平代工业务的更是凤毛麟角。


沃泰芯作为国产化合物半导体领域的高新科技企业,已经建成Class100无尘生产车间的化合物半导体芯片量产线并投入量产。主要产品包括:GaN功率芯片,GaAs VCSEL芯片,GaAs光感测器芯片,且性能、可靠性均达到国际先进水平。




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沃泰芯专业从事第三代半导体的研发、设计和制造。

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沃泰芯半导体
沃泰芯是中国第三代半导体行业高新科技企业,专业从事第三代半导体的研发、设计和制造。主营产品被广泛应用于5G光通讯系统、数据中心、人脸/手势辨识、自动驾驶及电源快充应用等多个领域。
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沃泰芯半导体 沃泰芯是中国第三代半导体行业高新科技企业,专业从事第三代半导体的研发、设计和制造。主营产品被广泛应用于5G光通讯系统、数据中心、人脸/手势辨识、自动驾驶及电源快充应用等多个领域。
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