據(jù)麥姆斯咨詢介紹，近年來,，GaN憑借高頻下更高的功率輸出和更小的占位面積,，被射頻行業(yè)大量應(yīng)用,。在電信基礎(chǔ)設(shè)施和國防兩大主要市場的推動(dòng)下，預(yù)計(jì)到2024年RF GaN整體市場規(guī)模將增長至20億美元,。
過去十年,，全球?qū)﹄娦呕A(chǔ)設(shè)施的投資一直很穩(wěn)定，并且,，中國政府的投入近年持續(xù)增長,。在這個(gè)穩(wěn)定的市場中，更高的頻率趨勢,，為RF GaN在5G網(wǎng)絡(luò)頻率低于6GHz（sub-6Ghz）的功率放大器（PA）中找到了用武之地,。該應(yīng)用預(yù)計(jì)將在未來五年內(nèi)推動(dòng)GaN市場的增長。
盡管下一代有源天線技術(shù)可以為硅橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體（LDMOS）技術(shù)提供優(yōu)勢,，但由于熱管理等技術(shù)限制,，以及在大多數(shù)高密度領(lǐng)域?qū)Υ祟愄炀€的本地化需求，射頻拉遠(yuǎn)頭（RRH）將不會(huì)被替代,，并將采用GaN PA長期存在,。從2021年開始，小型蜂窩和回程連接的大規(guī)模應(yīng)用也將為RF GaN帶來重大機(jī)遇,。
國家安全一直是全球各國的頭等大事,。國防應(yīng)用總是優(yōu)先考慮高端且高效的系統(tǒng)。在此背景下的主流技術(shù)趨勢是,，美國,、中國、歐盟和日本已經(jīng)用更小的固態(tài)系統(tǒng)取代行波管（TWT）,，以提供更高的性能和可擴(kuò)展性,。隨著新型GaN基有源電子掃描陣列（AESA）雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用，基于GaN的軍用雷達(dá)預(yù)計(jì)將主導(dǎo)GaN軍事市場,，預(yù)計(jì)2018~2024年該細(xì)分市場的復(fù)合年增長率（CAGR）將超過21%。
對于需要高頻高輸出的衛(wèi)星通信應(yīng)用,，GaN有望逐步取代砷化鎵（GaAs）解決方案,。對于有線電視（CATV）和民用雷達(dá)市場，GaN與LDMOS或GaAs相比仍然面臨著高成本壓力，但其附加價(jià)值顯而易見,。對于代表GaN重要消費(fèi)市場機(jī)遇的RF能量傳輸市場,，GaN-on-Si可提供更具成本效益的解決方案。
最后但并非最不重要的是,，意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）剛剛正式宣布它們正在瞄準(zhǔn)采用GaN-on-Si技術(shù)的手機(jī)PA,。GaN PA能夠進(jìn)入手機(jī)應(yīng)用嗎？它們有哪些優(yōu)勢和瓶頸,？
本報(bào)告包含了Yole對不同細(xì)分市場GaN應(yīng)用的理解,。本報(bào)告全面概述了5G對無線基礎(chǔ)設(shè)施、射頻前端（FE）和基于GaN的軍事市場的影響,，以及Yole對當(dāng)前市場動(dòng)態(tài)和未來發(fā)展的展望,。
GaN-on-SiC、GaN-on-Si,、GaN-on-Diamond的未來發(fā)展
GaN如何贏得競爭,，哪種技術(shù)終將勝出？
自從20年前第一批商用產(chǎn)品問世,，GaN在射頻功率應(yīng)用領(lǐng)域已成為LDMOS和GaAs的重要競爭對手,，并且，正在以更低的成本不斷提高性能和可靠性,。首批GaN-on-SiC和GaN-on-Si器件幾乎同時(shí)出現(xiàn),，但GaN-on-SiC在技術(shù)上已經(jīng)變得更加成熟。GaN-on-SiC目前主導(dǎo)了RF GaN市場,，已滲透到4G LTE無線基礎(chǔ)設(shè)施市場,，預(yù)計(jì)將部署在5G sub-6Ghz的RRH架構(gòu)中。
不過,，與此同時(shí),，經(jīng)濟(jì)高效的LDMOS技術(shù)也取得了顯著進(jìn)步，可能會(huì)對5G sub-6Ghz有源天線和大規(guī)模多輸入多輸出（MIMO）應(yīng)用中的GaN解決方案發(fā)起挑戰(zhàn),。在此背景下,，GaN-on-Si作為潛在的挑戰(zhàn)者可能會(huì)擴(kuò)展到8英寸晶圓，為商用市場提供具有成本效益的解決方案,。盡管到了2019年第一季度,，GaN-on-Si仍然處于小批量生產(chǎn)階段，但是,，預(yù)計(jì)它將挑戰(zhàn)基站（BTS）和RF能源市場中現(xiàn)有的LDMOS解決方案,。
GaN-on-Si廠商的另一個(gè)目標(biāo)市場是大規(guī)模消費(fèi)類5G手機(jī)PA市場，如果成功,，將在未來幾年開辟新的市場機(jī)遇,。隨著GaN-on-Si產(chǎn)品的最終上量,，GaN-on-SiC和GaN-on-Si可能會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)在市場上共存。
最后但并非最不重要的是,，創(chuàng)新的GaN-on-Diamond技術(shù)正在參與競爭,，與其它競爭技術(shù)相比，GaN-on-Diamond技術(shù)有望提供更高的功率輸出密度和更小的占位面積,。該技術(shù)主要針對性能驅(qū)動(dòng)型應(yīng)用,，例如高功率基站、軍事和衛(wèi)星通信等,。
本報(bào)告探討了SiC,、Si、金剛石（Diamond）和體GaN不同襯底平臺(tái)上的RF GaN器件技術(shù),。本報(bào)告預(yù)期了未來幾年的市場格局和成本趨勢,，概述了GaN分立晶體管、單片微波集成電路（MMIC）和前端模塊（FEM）技術(shù),，并特別關(guān)注了新興的封裝技術(shù),。
2018~2024年GaN RF器件市場規(guī)模預(yù)測
RF GaN供應(yīng)鏈現(xiàn)狀
RF GaN商用產(chǎn)品或樣品目前主要有三種不同的襯底平臺(tái)：SiC、Si和Diamond,。每種技術(shù)的成熟度對各個(gè)供應(yīng)鏈的成熟度有很大影響,。GaN-on-SiC作為一項(xiàng)成熟的技術(shù)，供應(yīng)鏈已經(jīng)成熟,，擁有眾多廠商和不同的集成水平,。在RF組件層面，頂級供應(yīng)商包括住友電工（SEDI）,、科銳（Cree/Wolfspeed）和Qorvo,。韓國艾爾福（RFHIC）自2017年上市后，營收獲得了大幅增長,。領(lǐng)先的化合物半導(dǎo)體代工廠穩(wěn)懋半導(dǎo)體（Win Semiconductors）目前正在積極供應(yīng)RF GaN產(chǎn)品,。MACOM-ST聯(lián)盟引領(lǐng)了GaN-on-Si競爭，而RFHIC和Akash Systems公司則是推動(dòng)GaN-on-Diamond技術(shù)的兩大主要供應(yīng)商,。
對于軍事市場,，各個(gè)國家和地區(qū)都在加強(qiáng)自己的GaN RF生態(tài)系統(tǒng)。GaN的應(yīng)用受到許多強(qiáng)勢廠商的推動(dòng),，例如來自美國的雷神（Raytheon）,、諾斯洛普·格魯門（Northrop Grumman）、洛克希德馬?。↙ockheed Martin）等,，來自歐洲的UMS、空中客車（Airbus）,、薩博（Saab）等,，以及中國領(lǐng)先的垂直整合廠商中國電子科技集團(tuán)公司（CETC）,。
不過,，在電信市場,，情況有所不同。2018年發(fā)生了很多戰(zhàn)略合作和并購,。
■ 市場領(lǐng)導(dǎo)者SEDI和貳陸（II-VI）建立了垂直整合的6英寸GaN-on-SiC晶圓平臺(tái),，以滿足5G領(lǐng)域不斷增長的市場需求。
■ 科銳收購了英飛凌（Infineon）RF業(yè)務(wù),，包括LDMOS和GaN-on-SiC技術(shù)的封裝和測試,。
本報(bào)告概覽了RF GaN產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，覆蓋了SiC,、Si和Diamond襯底上外延,、器件和模塊設(shè)計(jì)的價(jià)值鏈，以及Yole對當(dāng)前市場動(dòng)態(tài)和未來發(fā)展的理解和展望,。
全球GaN RF廠商地圖