GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）已經成為5G宏基站功率放大器的主流候選技術。GaN HEMT憑借其固有的高擊穿電壓、高功率密度、大帶寬和高效率，已成為基站PA的有力候選技術。

GaN是極穩定的化合物，具有強的原子鍵、高的熱導率、在Ⅲ-Ⅴ族化合物中電離度是最高的、化學穩定性好，使得GaN 器件比Si 和GaAs 有更強抗輻照能力，同時GaN又是高熔點材料，熱傳導率高，GaN功率器件通常采用熱傳導率更優的SiC做襯底，因此GaN功率器件具有較高的結溫，能在高溫環境下工作。

不同材料體系射頻器件功率-頻率工作區間

GaN將在高功率，高頻率射頻市場優勢明顯

相比于4G，5G的通信頻段往高頻波段遷移。目前我國4G網絡通信頻段以2.6GHz為主，2017年工信部發布了5G系統在3-5GHz頻段（中頻段）內的頻率使用規劃，后期會逐步增補6GHz以上的高頻段作為容量覆蓋。相較于基于Si的橫向擴散金屬氧化物半導體（Si LDMOS，Lateral Double-diffused Metal-oxideSemiconductor）和GaAs，在基站端GaN射頻器件更能有效滿足5G的高功率、高通信頻段和高效率等要求。

目前針對3G和LTE基站市場的功率放大器主要有Si LDMOS和GaAs兩種，但LDMOS 功率放大器的帶寬會隨著頻率的增加而大幅減少，僅在不超過約3.5GHz的頻率范圍內有效，而GaAs功率放大器雖然能滿足高頻通信的需求，但其輸出功率比GaN器件遜色很多。然而，在移動終端領域GaN射頻器件尚未開始規模應用，原因在于較高的生產成本和供電電壓。GaN將在高功率，高頻率射頻市場發揮重要作用。

下圖展示的是鍺化硅和氮化鎵的毫米波5G基站MIMO天線方案，左側展示的是鍺化硅基MIMO天線，它有1024個元件，裸片面積是4096平方毫米，輻射功率是65dbm，與之形成鮮明對比的，是右側氮化鎵基MIMO天線，盡管價格較高，但功耗降低了40%，裸片面積減少94%。

資料來源：國金證券

根據Yole預測，2018年GaN射頻器件市場規模達到4.57億美元，未來5年復合增長率超過23%。在整個射頻應用市場，GaN器件的市場份額將逐漸提高。長期來看，在宏基站和回傳領域，憑借高頻高功率的性能優勢，GaN將逐漸取代LDMOS和GaAs從而占據主導位置；在射頻能量領域，LDMOS憑借高功率低成本優勢，有望占據主要市場份額；在其他對輸出功率要求相對較低的領域，將形成GaAs和GaN共同主導的格局。

現階段在整個射頻市場，LDMOS、GaAs和GaN幾乎三分天下，但未來LDMOS的市場份額會逐漸縮小，部分市場將被GaN所取代，而GaAs依賴日益增長的小基站帶來的需求和較高的國防市場等需求，在2025年之前，其市場份額整體相對穩定。

未來5～10年內， GaN將逐步取代LDMOS，并逐漸成為3W 及以上RF功率應用的主流技術。而GaAs將憑借其得到市場驗證的可靠性和性價比，將確保其穩定的市場份額。LDMOS的市場份額則會逐步下降，預測期內將降至整體市場規模的15%左右。預測至2023年，GaNRF器件的市場營收預計將達到13億美元，約占3W以上的RF 功率市場的45%。

2015-2025年射頻功率市場不同技術路線的份額占比

資料來源：YOLE

境外GaN射頻器件產業鏈重點公司及產品進展：

目前微波射頻領域雖然備受關注，但是由于技術水平較高，專利壁壘過大，因此這個領域的公司相比較電力電子領域和光電子領域并不算很多，但多數都具有較強的科研實力和市場運作能力。

Qorvo、CREE、MACOM 73%的產品輸出功率集中在10W～100W之間，最大功率達到1500W（工作頻率在1.0-1.1GHz，由Qorvo生產），采用的技術主要是GaN/SiC GaN路線。此外，部分企業提供GaN射頻模組產品，目前有4家企業對外提供GaN射頻放大器的銷售，其中Qorvo產品工作頻率范圍最大，最大工作頻率可達到31GHz。Skyworks產品工作頻率較小，主要集中在0.05-1.218GHz之間。

大陸GaN射頻器件產業鏈重點公司及產品進展：

歐美國家出于對我國技術發展速度的擔憂及遏制我國新材料技術的發展想法，在第三代半導體材料方面，對我國進行幾乎全面技術封鎖和材料封鎖。在此情況下，我國科研機構和企業單位立足自主創新，目前在GaN微波射頻領域已取得顯著成效，在軍事國防領域和民用通信領域兩個領域進行突破，打造了中電科13所、中電科55所、中興通信、大唐移動等重點企業以及中國移動、中國聯通等大客戶。

蘇州能訊推出了頻率高達6GHz、工作電壓48V、設計功率從10W-320W的射頻功率晶體管。在移動通信方面，蘇州能訊已經可以提供適合LTE、4G、5G等移動通信應用的高效率和高增益的射頻功放管，工作頻率涵蓋1.8-3.8GHz，工作電壓48V，設計功率從130W-390W，平均功率為16W-55W。