氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)并稱為第三代半導體材料的雙雄,由于性能不同,二者的應用領域也不相同。由于氮化鎵具有禁帶寬度大、擊穿電場高、飽和電子速率大、熱導率高、化學性質穩定和抗輻射能力強等優點,成為高溫、高頻、大功率微波器件的首選材料之一。
資料來源:英飛凌,國盛證券研究所
▲GaN HEMT禁帶寬度表現優異
目前氮化鎵器件有三分之二應用于軍工電子,如軍事通訊、電子干擾、雷達等領域;在民用領域,氮化鎵主要被應用于通訊基站、功率器件等領域。氮化鎵基站PA的功放效率較其他材料更高,因而能節省大量電能,且其可以幾乎覆蓋無線通訊的所有頻段,功率密度大,能夠減少基站體積和質量。
資料來源:RFMD,國盛證券研究所
▲GaN較GaAs大幅減少體積
氮化鎵射頻器件高速成長,復合增速23%,下游市場結構整體保持穩定。研究機構YoleDevelopment數據顯示,2017年氮化鎵射頻市場規模為3.8億美元,將于2023年增長至13億美元,復合增速為22.9%。下游應用結構整體保持穩定,以通訊與軍工為主,二者合計占比約為80%。
資料來源:Yole、國盛證券研究所
▲氮化鎵射頻器件下游結構
基站建設將是氮化鎵市場成長的主要驅動力之一。Yoledevelopment數據顯示,2018年,基站端氮化鎵射頻器件市場規模不足2億美元,預計到2023年,基站端氮化鎵市場規模將超5億美元。氮化鎵射頻器件市場整體將保持23%的復合增速,2023年市場規模有望達13億美元。
資料來源:Yole、國盛證券研究所
▲氮化鎵射頻器件市場結構
氮化鎵將占射頻器件市場半壁江山。在射頻器件領域,目前LDMOS(橫向擴散金屬氧化物半導體)、GaAs(砷化鎵)、GaN(氮化鎵)三者占比相差不大,但據Yoledevelopment預測,至2025年,砷化鎵市場份額基本維持不變的情況下,氮化鎵有望替代大部分LDMOS份額,占據射頻器件市場約50%的份額。
▲射頻器件市場結構
2、FPGA:賽靈思預計5G有望帶來3~4倍相關收入
隨著目前5G時代的進展以及AI的推進速度,MRFR預測FPGA在2025年有望達到約125.21億美元。在2013年全球FPGA的市場規模在45.63億美元,至2018年全球FPGA的市場規模緩步增長至63.35億美元。
▲FPGA全球市場規模(百萬美元)
對于全球FPGA的市場分布而言,MRFR統計對于FPGA的下游應用地區分布而言,目前最大的為亞太地區,占比39.15%,北美占比33.94%,歐洲占比19.42%;而至2025年,亞太地區的占比將會繼續的提高至43.94%,此間原因也主要因為下游應用市場在未來的主要增長大部分集中在亞太地區。
▲2018市場按地區分布
▲2025E市場按地區分布
FPGA龍頭Xilinx在5月召開的投資者會議中表示,5G將帶來1.5倍的基站數量、2倍的硅含量、1.3倍的市場份額,預計將使賽靈思有線及無線事業群機會收入提高至4G時代的3至4倍。
▲賽靈思預計5G時代收入
3、存儲:5G大幅催生數據存儲需求!
5G支持下的AI、物聯網、智能駕駛,從人產生數據到接入設備自動產生數據,數據呈指數級別增長!智能駕駛智能安防對數據樣本進行訓練推斷、物聯網對感應數據進行處理等大幅催生內存性能與存儲需求,數據為王!
所有數據都需要采集、存儲、計算、傳輸,存儲器比重有望持續提升。同時傳感器、微處理器(MCU/AP)、通信(RF、光通訊)環節也將直接受益。存儲器芯片是推動半導體集成電路芯片行業上行的主要抓手,密切關注大陸由特殊、利基型存儲器向先進存儲有效積累、快速發展進程。
存儲器占半導體市場規模增量70%以上。從全球集成電路市場結構來看,全球半導體貿易統計組織預計2018年全球集成電路市場規模達4015.81億美元,相較于2016年增長了1249億美元。而存儲器18年市場規模達1651.10億美元,相較2016年增長了883億美元,占增量比重達71%
▲全球半導體市場結構(百萬美元)
4、天線:5G背景下迎來高速成長機遇
基站端:
MassiveMIMO趨勢下,單個基站天線數目將大幅增長。考慮到輕量化、集成化需求,未來5G天線振子工藝上,塑料振子將成為主流。同時,以目前64通道方案來看,單面需集成192個振子,目前振子價格約為1美元左右,2019年國內5G宏站振子市場規模約為3~4億元,考慮逐年調價的情況下,2022年有望達20億元,CAGR達70%以上。
▲基站天線演變歷程
▲塑料振子
▲5G陣列天線架構
天線有源化將大幅提升天線價值。傳統無源天線,天線與RRU采用分離模式,而5G時代,隨著頻率增加、波長減小,為減小饋線損耗,將采用射頻模塊與天線一體化的設計方案,即AAU。隨著射頻模塊的集成,AAU天線整機價格相較無源天線將由大幅度的增長。
▲射頻模塊與天線一體化
終端:
手機天線生產工藝經歷了從“彈片天線——FPC天線——LDS天線”的演變過程。2013年以前,單機天線數量較少,包括通信主天線、無線、收音機、GPS、藍牙等,此后隨著智能手機功能的延展,單機的天線數量可以達到10個以上,按用途分大致可分為通訊天線、WiFi天線及NFC天線三種天線模組。
▲不同天線類型對比
▲天線模組對比
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