电子行业深度报告：下游新兴领域需求旺盛，化合物半导体前景可期-20200630_28页__2mb

下游新兴领域需求旺盛，化合物半导体前景可期

核心内容

化合物半导体材料 GaAs、GaN 和 SiC 在多个新兴领域展现出显著的性能优势，有望在射频、光电子和电力电子等领域实现快速渗透。

GaAs

• 优势：具备高功率密度、低能耗、抗高温和高发光效率，适用于射频和光电子领域。
• 应用领域：主要应用于射频和光电子，其中射频是最大应用领域，占比约47%。
• 市场前景：全球GaAs市场在2018年达到89亿美元，预计2023年将增长至143亿美元，CAGR为10%。
• 技术发展：GaAs PA 是5G手机的主流技术，手机端PA需求将从2019年的43.9万片/年增长到2025年的54.2万片/年。

GaN

• 优势：适合高频、高功率、低压应用，具有高功率密度、低能耗、高效率等特性。
• 应用领域：主要用于5G基站、快充、雷达等射频和电力电子领域。
• 市场前景：全球GaN射频器件市场规模预计从2018年的4.3亿美元增长至2022年的19.1亿美元，CAGR约45%。2023年GaN射频器件需求量预计达到194.3百万个，CAGR达85.8%。
• 快充应用：GaN功率器件在手机快充领域快速渗透，2024年市场规模有望超过7.5亿美元。

SiC

• 优势：适用于高压功率器件，具有高击穿场强、高热导率、高工作温度等特性。
• 应用领域：主要用于新能源汽车、充电桩、轨道交通等高电压应用领域。
• 市场前景：全球SiC功率器件市场规模预计从2018年的3.7亿美元增长至2023年的近14亿美元，CAGR超过30%。2023年电动汽车和充电桩SiC功率器件市场规模预计达到4.4亿美元以上。

主要观点

1. 性能优势显著：化合物半导体材料 GaAs、GaN 和 SiC 相比 Si 材料在高温、高功率、高频等应用场景中具有显著优势。
2. 市场需求旺盛：5G通信、新能源汽车、快充、光电子等领域对化合物半导体的需求持续增长。
3. 技术成熟与成本下降：随着技术进步和规模化生产，SiC 和 GaN 的成本逐步下降，渗透率有望快速提升。
4. 应用领域分化：GaAs 主要应用于射频和光电子；GaN 主要应用于射频和电力电子；SiC 主要应用于高压功率器件。
5. 市场增长潜力大：GaN 和 SiC 在射频、快充、新能源汽车等领域的应用将带来显著的市场增长。

关键信息

• GaAs：2018年全球产值为89亿美元，预计2023年增长至143亿美元，CAGR为10%。5G手机PA数量从4G的7颗增长至10颗甚至16颗。
• GaN：2018年全球射频器件市场规模为4.3亿美元，预计2022年达到19.1亿美元，CAGR约45%。2023年射频器件需求量预计达194.3百万个，CAGR为85.8%。快充市场预计2024年市场规模将超过7.5亿美元。
• SiC：2018年全球市场规模为3.7亿美元，预计2023年增长至近14亿美元，CAGR超过30%。新能源汽车和充电桩将成为主要驱动力。
• 投资建议：关注三安光电、扬杰科技、华润微等在化合物半导体领域布局较早的公司。
• 风险提示：市场需求不及预期、核心技术研发不及预期。

投资建议与投资标的

• 推荐公司：三安光电（600703）、扬杰科技（300373）、华润微（688396）。
• 投资评级：看好、中性、看淡（维持）。
• 投资逻辑：这些公司在化合物半导体材料领域具备领先优势，能够受益于5G通信、新能源汽车和快充等市场增长。

风险提示

• 市场需求不及预期：若5G建设或新能源汽车发展不及预期，可能影响化合物半导体市场需求。
• 核心技术研发不及预期：若GaN和SiC技术发展缓慢或成本居高不下，将影响其市场渗透率。

图表目录（关键数据）

• 图1：GaAs/GaN天线具备尺寸小、低功耗、低成本等优势。
• 图2：GaN和SiC代工价格较高。
• 图3：不同化合物半导体适应的工作频率和输出功率不同。
• 图4：GaAs、SiC、GaN优势应用领域不同。
• 图5：SiC/GaN技术稳步提升。
• 图6：2017-2019年各厂家在售的SiC/GaN产品数量增长。
• 图7：650V晶体管器件平均价格下降。
• 图8：RF GaN HEMT平均价格下降。
• 图9：SiC/GaN在电力电子领域的渗透率情况。
• 图10：2017-2023年GaN射频器件需求量预测。
• 图13：全球GaAs产值及预测。
• 图16：5G手机PA数量显著增加。
• 图17：手机端功率放大器材料占比及预测。
• 图19：GaAs材料主要应用于制作红光及红外器件。
• 图20：iPhoneX开启了3D深度相机的大门。
• 图21：3D深度相机手机出货量及预测。
• 图22：光电子领域用GaAs衬底出货量及市场规模。
• 图23：GaAs工业演变过程：从手机到汽车。
• 图27：GaAs、LDMOS、GaN用于不同的基站。
• 图30：5G基站功率较4G基站提升了68%。
• 图31：GaN能更好适应5G宏基站建设。
• 图33：全球主要国家开启5G商用，5G基站建设加速。
• 图34：国内5G宏基站新增预测。
• 图35：5G宏基站PA数量增长迅速，GaN占比不断提升。
• 图36：现有雷达系统向基于GaN的AESA雷达系统升级。
• 图37：17-22年GaN射频器件市场规模预测。
• 图43：SiC功率半导体发展历程。
• 图44：SiC与Si相比具有诸多优势。
• 图45：SiC器件能在汽车、工业、IT及消费电子多个领域中替代Si器件。
• 图46：DC/AC逆变器应用SiC模块能显著降低重量和体积。
• 图47：SiC DC/DC转换器高频和功率密度高。
• 图48：SiC与Si在相同功率下的效率对比。
• 图49：特斯拉Model3中的SiC器件。
• 图50：SiC功率器件节约系统成本。
• 图51：新能源汽车中功率半导体价值量大幅提升。
• 图52：可持续发展情境下新能源汽车保有量预测。
• 图53：我国充电设施仍是短板。
• 图54：充电桩建设不断加速。
• 图55：2019-2023年SiC功率器件市场规模预测。

附录

• 图56：化合物半导体材料特性优势显著。
• 表格：半导体材料性能指标对比（包括电子迁移率、电子饱和速度、击穿强度、热导率、工作温度、介电常数、禁带宽度等）。

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