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功率放大器 (PA)
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氮化镓,大有可为
半导体行业观察· 2025-09-29 09:37
射频器件市场总体规模与增长 - 2024年全球射频器件产业规模预计达到513亿美元,到2030年将增长至697亿美元 [2] - 增长由消费电子、电信基础设施和新兴应用领域对先进无线技术的需求驱动 [2] - 5G的推出和6G的初步酝酿推动了对高度集成射频前端解决方案的需求以及向宽带隙半导体的转变 [2] 氮化镓射频市场增长与驱动因素 - GaN射频器件市场规模在2024年达到12亿美元,预计到2030年将达到20亿美元,复合年增长率为8.4% [3] - 5G大规模MIMO天线越来越多地采用GaN技术,逐渐取代功率放大器中的LDMOS [3] - GaN技术能够满足5G网络对更高工作电压、更大功率密度和卓越频率性能的需求 [6] 氮化镓的技术优势 - 与硅基器件相比,GaN具有更高的击穿电压和更高的电子迁移率 [5] - GaN能够实现更高的工作电压、更高的功率密度和更高的工作频率,超越了传统LDMOS和砷化镓技术 [5] - GaN在6 GHz以下频段和FR3频段都展现出重要性,其中集成密度和低寄生效应至关重要 [7] 硅基氮化镓的竞争优势与增长前景 - 硅基氮化镓通过使用标准6英寸和8英寸硅晶圆降低材料成本,并能利用现有CMOS兼容工艺实现规模化生产 [8] - 到2029年,硅基氮化镓在基站功率放大器中的份额可能从个位数增长到10%以上 [9] - 2025年至2030年,硅基氮化镓的复合年增长率约为45%,超过碳化硅基氮化镓6%的增长率 [9] 硅基氮化镓在新兴应用领域的潜力 - 硅基氮化镓的潜力延伸到卫星通信领域,可以在带宽和高频性能方面提供优势 [11] - 在手机领域,硅基氮化镓可为7 GHz以下和FR3频段带来优势,但进入移动市场的时间可能更接近2020年代末和2030年代初 [12] - 卫星通信目前主要依赖基于GaAs的功率放大器,硅基氮化镓面临供应链成熟度和成本竞争力的障碍 [11] 制造业发展态势与厂商布局 - 主要射频厂商利用现有硅晶圆厂加速采用硅基氮化镓,大多数战略直接转向8英寸平台以降低成本 [13] - 英飞凌于2023年进军电信市场,推出基于8英寸晶圆的硅基氮化镓功率放大器模块 [13] - 英特尔正在开发基于12英寸晶圆的硅基氮化镓技术,旨在为未来5G和早期6G应用提供具有成本竞争力的毫米波解决方案 [15] 6G技术发展趋势与硅基氮化镓的机遇 - 6G的天线架构预计将扩展到256T/256R、512T/512R,甚至1024T/1024R,这为硅基氮化镓技术打开了新的机遇之窗 [6] - 6G概念强调每秒太比特的速度、亚毫秒级的延迟和人工智能驱动的网络优化 [7] - 随着天线系统扩展到128T/128R及更高,每个站点的功率放大器数量会增加,而单个功率放大器的输出功率会下降 [15]
射频行业现状
半导体行业观察· 2025-07-26 09:17
射频行业市场规模与增长 - 射频设备市场预计从2024年的510亿美元增长到2030年的710亿美元,年复合增长率显著 [3] - 5G和未来6G技术推动移动设备对集成射频前端(RFFE)需求,该模块集成功率放大器(PA)、滤波器和开关 [2] - 汽车、消费电子、国防系统等领域对射频技术的需求多元化,包括蜂窝连接、Wi-Fi/蓝牙、UWB、汽车雷达等 [2] 技术发展趋势 - 5G大规模MIMO天线逐渐采用GaN技术取代传统LDMOS功率放大器 [2] - 射频SoC凭借紧凑尺寸和多功能性,在消费电子、移动和物联网系统中日益普及 [3] - GaAs广泛应用于移动和Wi-Fi功率放大器,GaN成为高功率电信、雷达和卫星通信关键材料 [11] - SAW滤波器用于较低频率,BAW滤波器对中频段5G和Wi-Fi 6/7至关重要 [12] 区域竞争格局 - 美国在移动和消费级射频市场领先,高通、博通、Skyworks和Qorvo等公司主导 [6] - 中国正构建自主供应链,卓胜微电子和海思等公司减少对进口依赖 [6] - 欧洲在汽车射频领域领先,恩智浦和英飞凌提供强大雷达和V2X解决方案 [8] - 全球6G竞赛成为射频主权战略关键驱动力,多国推进政府支持项目 [7] 应用领域发展 - 汽车集成蜂窝、Wi-Fi和GNSS连接实现远程信息处理和信息娱乐功能 [2] - 超宽带(UWB)在智能手机、智能家居和汽车中应用增长 [2] - 汽车雷达支持高级驾驶辅助系统(ADAS),提高安全性和舒适性 [2] - 国防系统依赖宽带和高频射频器件,雷达、电子战和卫星通信领域GaN采用增加 [2] 半导体技术选择 - 硅基技术(CMOS、RF-SOI等)因成本和集成度优势占据主导地位 [11] - 化合物半导体(GaAs、GaN)因高功率、高频率和高性能被广泛采用 [11] - RF SOI和FD-SOI实现高效开关、LNA和收发器,兼具良好模拟性能和集成能力 [11] - SiGe平衡性能和成本,连接CMOS和GaAs,但市场扩展有限 [11]