導(dǎo)讀：ARM辟謠，高通示好，國(guó)外一些巨頭最近頻頻對(duì)華為的“熱情”代表著科技封鎖結(jié)束了嗎？是否可以依靠國(guó)外的供應(yīng)鏈了？非也，短暫的緩和并不能解決未來(lái)長(zhǎng)期供應(yīng)鏈的本質(zhì)難題，擁有可靠，穩(wěn)定的供應(yīng)鏈方能立于不敗之地，國(guó)產(chǎn)替代之路不可放棄，國(guó)內(nèi)5G上游產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)整體比較薄弱，尤其是濾波器，BAW國(guó)內(nèi)處于空白期，相比之下功率放大器（PA）的現(xiàn)狀要樂(lè)觀很多，功率放大器已經(jīng)具備一定的國(guó)產(chǎn)替代條件。

　　在基站端，功率放大器（PA）作為射頻前端發(fā)射通路的重要器件，主要是為了將調(diào)制振蕩電路所產(chǎn)生的小功率的射頻信號(hào)放大，獲得足夠大的射頻輸出功率，才能饋送到天線上輻射出去，通常用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射通道的射頻信號(hào)放大。在移動(dòng)端，它直接決定了移動(dòng)終端無(wú)線通信的距離、信號(hào)質(zhì)量，甚至待機(jī)時(shí)間，是整個(gè)射頻系統(tǒng)中除基帶外最重要的部分。全球主流PA是基于GaAs材料制備的，其產(chǎn)業(yè)鏈見(jiàn)圖1。

　　圖1 GaAs功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈

　　（資料來(lái)源：材料深一度，五度易鏈行業(yè)研究中心）

移動(dòng)端以GaAs器件應(yīng)用為主，GaN器件將主導(dǎo)基站端

　　目前PA應(yīng)用的器件分為硅LDMOS（橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)），GaAs和GaN襯底的解決方案。Si，GaAs和GaN材料的參數(shù)見(jiàn)表1，GaAs的電子遷移率是Si的6倍，具有直接帶隙，因此其器件相對(duì) Si 器件具有高頻、高速的性能，被公認(rèn)為是比較合適的通信用半導(dǎo)體材料。在移動(dòng)端，4G時(shí)代由于 Si 材料存在高頻損耗、噪聲大和低輸出功率密度等缺點(diǎn)，手機(jī)射頻PA基本由GaAs 制程完全主導(dǎo)，5G時(shí)代的環(huán)境下，GaN器件由于其高成本和高供電電壓的特點(diǎn)，仍然難以挑戰(zhàn)GaAs器件的地位。GaN材料憑借高頻、高輸出功率的優(yōu)勢(shì)，適用于大規(guī)模MIMO，因此在基站端，GaN正在逐漸取代Si LDMOS。此外在微基站端初期以GaAs解決方案為主，隨著GaN成本的下降和技術(shù)的提高，依靠高頻、小型化集成等優(yōu)勢(shì)會(huì)與GaAs共享微基站市場(chǎng)份額。

　　表1 Si，GaAs和GaN材料參數(shù)

　　（資料來(lái)源：公開(kāi)資料，五度易鏈行業(yè)研究中心）

PA市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，IDM廠商統(tǒng)治高端市場(chǎng)

　　5G基站若采用64T64R，則PA數(shù)量可能從現(xiàn)在的12個(gè)增長(zhǎng)為192個(gè)，移動(dòng)端的PA也將有數(shù)倍的增長(zhǎng)。據(jù)預(yù)測(cè)到2023年P(guān)A市場(chǎng)規(guī)模能達(dá)到30.6億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到7.4%。GaAs功率放大器工藝獨(dú)特，準(zhǔn)入門(mén)檻非常高，全球GaAs器件市場(chǎng)被幾大IDM廠商壟斷，美國(guó)Skyworks、Qorvo、博通、日本村田合占全球市場(chǎng)份額96%，見(jiàn)圖2。GaN器件擁有更高的技術(shù)壁壘，目前有多家企業(yè)進(jìn)入跑道，Qorvo、ADI、CREE、MACOM、Skyworks、英飛凌等企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)GaN功率放大器，巨頭們?nèi)圆捎肐DM模式。Qorvo 公司推出的射頻放大器的產(chǎn)品類別最多，最高功率分別高達(dá)100W和80W，ADI 在4.8-5GHz的產(chǎn)品最高功率提高到 50W（之前產(chǎn)品的最高功率不到40W），其他產(chǎn)品的功率大部分在 50W 以下，Skyworks等其他企業(yè)的器件功率較小。

　　圖2 全球PA市場(chǎng)份額

　　（資料來(lái)源：西南證券，五度易鏈行業(yè)研究中心）

國(guó)內(nèi)企業(yè)低端產(chǎn)品同質(zhì)化，國(guó)產(chǎn)替代仍可期

　　國(guó)內(nèi)PA以Fab廠商為主，主攻芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，制造環(huán)節(jié)則比較薄弱。GaAs器件以低端產(chǎn)品為主，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，但是目前已有向高端產(chǎn)品邁進(jìn)的跡象，銳迪科、漢天下等企業(yè)成長(zhǎng)較快，具備一部分4G產(chǎn)品的產(chǎn)能且已經(jīng)向5G領(lǐng)域行進(jìn)，見(jiàn)表2。在GaN領(lǐng)域，國(guó)外對(duì)我們技術(shù)封鎖嚴(yán)重，但我國(guó)仍取得突破，目前在 GaN 微波射頻領(lǐng)域已取得顯著成效，中電科 13 所、中電科 55 所蘇州能訊等IDM企業(yè)在軍事國(guó)防和民用通信兩個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行突破，目前蘇州能訊推出了頻率高達(dá) 6GHz、工作電壓 48V、設(shè)計(jì)功率從10W-320W的射頻功率晶體管。

　　表2 國(guó)內(nèi)部分PA（GaAs）廠商

　　（資料來(lái)源：西南證券，五度易鏈行業(yè)研究中心）

結(jié)語(yǔ)

　　5G時(shí)代對(duì)功率放大器需求增長(zhǎng)快，基站端PA以GaN為主要發(fā)展方向，移動(dòng)端以GaAs器件為主。PA需求端增長(zhǎng)快，技術(shù)壁壘高，現(xiàn)階段全球激烈的競(jìng)爭(zhēng)格局仍會(huì)維持較長(zhǎng)時(shí)間，目前GaAs器件被幾家外企壟斷，我國(guó)以低端產(chǎn)品為主，GaN產(chǎn)品門(mén)檻更高，國(guó)內(nèi)外均處于跑道前段，在需求的刺激和資本大量投入的背景下，功率放大器環(huán)節(jié)國(guó)產(chǎn)替代未來(lái)可期。