前言

氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)并稱為第三代半導(dǎo)體材料的雙雄，由于性能不同，GaN和SiC的應(yīng)用領(lǐng)域也不相同。GaN具有禁帶寬度大、擊穿電場高、飽和電子速率大、熱導(dǎo)率高、化學性質(zhì)穩(wěn)定和抗輻射能力強等優(yōu)點，已經(jīng)成為5G時代最具增長潛質(zhì)的熱點材料之一。

一、第三代半導(dǎo)體材料行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀

半導(dǎo)體在過去主要經(jīng)歷了三代變化，20世紀60年代以硅（Si）、鍺（Ge）為代表第一代半導(dǎo)體材料取代了笨重的電子管，帶來了以集成電路為核心的微電子工業(yè)的發(fā)展和整個IT產(chǎn)業(yè)的飛躍。20世紀90年代以來，隨著移動通信的飛速發(fā)展、以光纖通信為基礎(chǔ)的信息高速公路和互聯(lián)網(wǎng)的興起，以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）為代表的第二代半導(dǎo)體材料開始嶄露頭角。近年來，隨著半導(dǎo)體器件應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，特別是特殊場合要求半導(dǎo)體能夠在高溫、強輻射、大功率等環(huán)境下性能依然保持穩(wěn)定，以氮化鎵（GaN）及碳化硅（SiC）為代表為代表的寬禁帶材料為第三代半導(dǎo)體材料關(guān)注度日益提升，已成為全球高技術(shù)領(lǐng)域競爭戰(zhàn)略制高爭奪點，也是國際技術(shù)封鎖的重點。

由于性能不同，GaN和SiC的應(yīng)用領(lǐng)域也不相同，GaN具有禁帶寬度大、擊穿電場高、飽和電子速率大、熱導(dǎo)率高、化學性質(zhì)穩(wěn)定和抗輻射能力強等優(yōu)點，成為高溫、高頻、大功率微波器件的首選材料之一。

在通信基站應(yīng)用領(lǐng)域，GaN是未來最具增長潛質(zhì)的第三代半導(dǎo)體材料之一。與GaAs和InP等高頻工藝相比，GaN器件輸出的功率更大；與LDCMOS和SiC等功率工藝相比，GaN的頻率特性更好，已經(jīng)成為5G時代較大基站功率放大器的候選技術(shù)。在功率器件方面，目前氮化鎵器件市場最初集中在200V以下的市場，包括電源與音頻放大器等，從2014年開始，600V市場占比迅速提升，目前氮化鎵已經(jīng)逐步往更高的電壓滲透。預(yù)計未來在600-900V的中低壓領(lǐng)域GaN功率半導(dǎo)體與SiC功率半導(dǎo)體將會迎來應(yīng)用上的競爭。

截至2018年底，全球GaN射頻器件市場規(guī)模達31億元，其中基站端GaN射頻器件市場規(guī)模約13億元。預(yù)計到2023年，全球GaN射頻器件市場規(guī)模將達到90億元，年均增長率超過23%；其中基站端GaN射頻器件市場規(guī)模超過35億元。

2017-2023年全球GaN射頻器件市場規(guī)模預(yù)測

資料來源：賽瑞研究

二、第三代半導(dǎo)體材料行業(yè)競爭格局分析

目前，GaN產(chǎn)業(yè)以IDM企業(yè)為主，但是設(shè)計與制造環(huán)節(jié)已經(jīng)開始出現(xiàn)分工。具體到GaN產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)相關(guān)企業(yè)來看，美日歐廠商在GaN等第三代半導(dǎo)體材料技術(shù)上處于領(lǐng)先地位，相比之下，國內(nèi)在GaN領(lǐng)域還是較為弱勢，主要還是依賴于國外代工廠商。

三、第三代半導(dǎo)體材料行業(yè)發(fā)展趨勢分析

資料來源：賽瑞研究

目前電信基站領(lǐng)域橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體（LDMOS）、砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）三者占比相差不大，從未來發(fā)展趨勢來看，5G通信頻率最高可達85GHz，是GaN發(fā)揮優(yōu)勢的頻段，使得GaN有望成為5G基站建設(shè)重點材料之一。

備注：本文摘自《2019年5G及關(guān)鍵材料市場發(fā)展研究報告》，完整目錄如下：

第一章 5G行業(yè)發(fā)展綜述

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