5G氮化镓功率放大器

射频功率放大器是无线发射机的核心部件，用以使无线信号具备足够的发射功率向外辐射。目前基站用功率放大器主要采用基于硅的横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)技术。未来5G商用频段主要在3.5GHz附近，LDMOS技术在高频应用领域存在局限性:LDMOS功率放大器的带宽会随着频率的增加而大幅减少，LDMOS仅在不超过约3.5GHz的频率范围内有效，因此在3.5GHz频段LDMOS的性能已开始出现明显下滑。除此之外，5G基站AAU功率大幅提升，单扇区功率从4G时期的50W左右提升到5G时期的200W左右，传统的LDMOS制程将很难满足性能要求。

随着半导体材料工艺的进步，氮化镓(GaN)正成为中高频频段PA主要技术路线，GaN技术优势包括能源效率提高、带宽更宽、功率密度更大、体积更小，使之成为LDMOS的天然继承者。

Massive-MIMO天线要求器件小型化，GaN尺寸为LDMOS尺寸1/6至1/4。GaN相比LDMOS每单位面积可将功率提高4到6倍。也就是说，相同发射功率规格下，GaN裸片尺寸为LDMOS裸片尺寸的1/6至1/4。受基站内功率放大器尺寸要求和材料能量密度的限制，LDMOS在3.5GHz附近最大发射功率会大幅度下降，导致需要更多LDMOS器件，基于此，GaN具有更高功率密度特性，能够实现更小器件封装，因而非常适用于5G的Massive-MIMO天线系统。

目前用于3.5GHz频段的5G基站，采用LDMOS工艺的功率放大器单扇区的价格大约超过了400美金，采用GaN工艺的功率放大器价格更是超过了700美金。而当前4G功放单扇区的价格200美金左右，5G功率放大器的价格达到了4G时期的2~3.5倍。

GaN技术虽然性能出众，但考虑到GaN昂贵的成本，预计初期5G功率放大器可能会以LDMOS与GaN混合为主，随着成本的不断下降，后续逐渐被GaN完全取代。

考虑到功率放大器行业的垄断性，预计5G规模建网期间降价空间比较有限。2017 年中国 GaN 射频市场规模约为12亿元，无线通信基站约占 20%，即2.4亿元，2018 年由于5G通信试验基站的建设，基站端GaN 射频器件同比增长达75%，达4.2亿元。不少人把2019年作为国内5G建设元年，基站建设成为重中之重。2019年，基站端GaN放大器同比增长达 71.4%。2020年，基站端 GaN 放大器市场规模预计达 32.7 亿元，同比增长 340.8%；预计到2023年基站端 GaN 放大器市场规模达121.7亿元。

国内相关厂商包括中晶半导体、英诺赛科、苏州讯能、华润微电子、士兰微电子、和而泰、三安光电等。闻泰科技2019年完成对安世半导体的收购,打通产业链上游和中游,形成从芯片设计、晶圆制造、半导体封装测试到终端产品研发设计、生产制造于一体的产业平台。海特高新的海威华芯目前已成功建成投产先进的 6 英吋并兼容 4英吋的碳化硅基氮化镓生产线，掌握了 5G 基站射频芯片核心制造技术，该技术顺利通过了验证。个人看来，中晶、英诺、三安、闻泰四家是有比较成熟的真本领的；海特和和而泰那个看看就好，离大规模形成产值还有距离，而炒作已经疯狂了。

5Ｇ基站端产业科普到这里告一段落，我还是偏爱上游企业，掌握国产替代的技术，才是王道。其余的容易陷入炒作，不影响赚钱倒是真的，但何时退出是个问题。尤其在今年大趋势向下的时候，拥抱5Ｇ基建，并参与低吸高抛，才更容易不赔钱。国瓷材料、方邦股份、中航光电、沪电股份，炒作比较少（沪电股除外，但基本面相对好），有真功夫，可以关注。正如前面4月份以来控制仓位的几篇文章说的，疫情已演变为灰犀牛，趋势有可能越来越低，谨慎为好。

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