金属新材料系列之五_5G时代的GaAs衬底机会_21页_1mb

报告摘要

随着5G技术的发展，高频、高功率的射频器件对半导体材料提出了更高要求。GaAs衬底因其优异的物理性能，成为5G时代射频器件制造的重要材料。本文从GaAs衬底的制备工艺、市场格局和投资机会等方面，分析了其在5G时代的应用前景和市场潜力。

5G对射频器件的需求提升：
- 5G的高频、高速、高功率特性要求射频组件具备更高的性能表现，GaAs衬底在电子迁移率和禁带宽度方面优于Si-LDMOS，适合用于高频段。
- 5G基站和终端对PA（功率放大器）需求将大幅增长，预计2017-2023年全球射频前端PA市场容量将由50亿美元增至70亿美元，CAGR约为7%。
- 5G的Sub6G和毫米波频段将推动PA及半导体材料需求增长，同时带动射频前端单机价值量提升。
GaAs衬底的制备工艺：
- 半导体高纯单晶生长是制备射频器件的关键环节，直拉法（VGF/VB）成为主流工艺，市场份额达90%。
- HB法因晶体形状限制和难以生长半绝缘GaAs而被淘汰；VCZ法虽位错密度低，但不适合规模化生产；VGF法在位错控制、材料利用率和适合大规模生产方面表现优异。
GaAs市场格局：
- 全球PA市场由Skyworks、Qorvo、博通Avago等公司主导，CR3达93%。
- 半绝缘GaAs衬底市场由日本住友电气、德国费里伯格、美国AXT等少数企业垄断，CR3达95%。
- 国内GaAs衬底企业仍以生产低阻GaAs抛光片为主，主要用于LED芯片制造，半绝缘GaAs衬底尚未形成规模化生产，国产替代空间广阔。

GaAs材料优势：电子迁移率是Si的5倍左右，禁带宽度是Si的1.3倍，适合高频、高功率应用。
GaAs衬底工艺：直拉法（VGF/VB）是当前主流工艺，市场份额达90%，其中VGF法占63%。
国内GaAs产量：2018年国内GaAs单晶片年产量约为117万片（以4时计），其中中科晶电产量约54万片，占国内市场份额的46%。
国内主要厂商：
- 中科晶电：主要生产2-6英寸GaAs衬底，采用VGF法。
- 云南锗业（002428.SZ）：具备GaAs单晶片产能80万片/年，2018年非锗半导体产品营收为1065万元，占总营收的2.3%。
- 有研新材（600206.SH）：主要产品包括高纯/超高纯金属材料和稀土材料，GaAs单晶营收占比较低。
- 北京通美：美国AXT集团全资子公司，产品主要出口，GaAs单晶片年加工能力达186万片（以4时计）。