化合物半导体行业研究 2016-12(3)

而导致单机PA成本提升。统计结果显示，2G时代手机单机PA芯片成本仅0.3美元/部，3G手机则提升至约1.25美元/部，而4G时代则增至2美元～3.25美元/部，高端手机成本甚至更高，仅iPhone6射频部分就使用了6颗PA芯片。据Strategy Analytics，5G手机天线可能与信号收发器集成，需多颗PA组成发射通道，未来单机所需PA或达16颗。

移动通讯升级成为化合物射频半导体持续增长的主要动力。移动终端射频前端作为化合物集成电路的主要应用市场，其增长速度大于终端产品出货量增速，主要受益于3G/4G单机PA复杂度的上升和成本的增加。根据终端出货情况和对应射频前端成本，我们测算2014年全球手持终端市场PA芯片（部分含Switch）总产值约40.38亿美元，预计2018年，总产值将增长至86.57亿美元。

未来5G技术的发展将进一步拓展化合物PA芯片的市场空间。5G标准预计采用的高载频（6G～80GHz），高数据吞吐率和宽频多天线系统，对PA性能指标和数目也提出更高的要求。Qorvo预测，8GHz以下砷化镓仍是主流，8GHz以上氮化镓替代趋势明显。砷化镓作为一种宽禁带半导体，可承受更高工作电压，意味着其功率密度及可工作温度更高，因而具有高功率密度、能耗低、适合高频率、支持宽带宽等特点，5G时代将被广泛应用于基站等基础设施，而氮化镓有望在更广阔的移动终端市场成为主力。目前CMOS工艺射频器件尚不能满足3G/4G通讯性能的需求。可以预计在未来载波频率更高、频段更多、频宽更宽的5G时代，氮化镓化合物PA芯片仍将占据主流，将进一步强化和拓展化合物半导体产业的市场空间。同时，PA应用数量将大幅提升，Strategy Analytics称5G时代单机所需PA或达16颗。

辅助驱动 ：物联网高性能互连需求和军工

无线网关领域对高数据率远距离传输的性能需求，将加速推动WiFi领域对化合物射频功放芯片的需求。目前无线局域网网关WiFi领域采用的802.11b/g/n标准对射频性能要求

不高，功率发射单元多被集成到WIFI基带芯片中，只有中高端方案采用单独PA芯片供WIFI使用。从2016年开始，在无线局域网网关和物联网WiFi领域，支持双频

（2GHz&5GHz），MIMO（多进多出天线）和高发射功率性能需求的802.11ac标准的设备市占率将大幅增加。根据InfoneticsResearch预测结果，2018年802.11ac标准WiFi市场占比将超过80%。预计在手机WiFi模块应用上也将出现同样的趋势。支持802.11ac协议的旗舰手机目前已逐步增加，业界标杆企业苹果在iphone6/6plus中已配置支持该协议的WiFi模组。物联网对数据传输速率和多频运行环境支持将进一步拉动性能优势明显的GaAsPA增量快速发展。

军工领域对于高端通讯产品的需求也将促进化合物半导体射频芯片市场更快增长。未来雷达和电子战系统需要大功率的无线信号发射系统，器件的可靠性要求也更为严苛，其功放芯片通常采用GaN或GaAs制造。根据Strategy Analytics的预测，2018年军用GaAs器件市场规模将达到5亿美元，年复合增长率达13%，其中最大的应用领域为雷达，约占60%。军用领域的增长驱动以及军用产品国产化的迫切需求将给化合物半导体带来更大的

市场空间。

化合物射频集成电路：百亿美金市场空间

砷化镓占据射频PA市场绝对市场份额，2020年可达百亿美元规模。2014年，全球PA市场规模为73.9亿美元，由于砷化镓PA由于相对Si基CMOS PA性能优势明显，砷化镓 PA产值占据绝对市场份额，合计71.49亿美元，市场占比高达94%。同时，受益于移动终端升级、物联网产业的持续发展，PA市场总量预计2020年将增至114.16亿美元，2014至2020年复合增长率为7.51%。

氮化镓射频器件市场预计2020年可达6.2亿美元。Yole Development数据显示，2010年全球氮化镓射频器件市场总体规模仅为6300万美元，2015年2.98亿美元，2020年预计约6.2亿美元。2015年至2022年复合增长率为13%。总体市场规模相对于砷化镓

射频芯片小很多，但考虑到氮化镓PA器件在军事安全领域和高性能民用基站、高频功率转换器件等领域的诸多应用，其战略位置和发展前景不言而喻。

寡头格局，代工崛起 IDM主导寡头竞争格局

全球化合物射频芯片设计业呈现IDM三寡头格局。由于GaAs/GaN化合物集成电路工艺的独特性及射频电路设计高技术壁垒，化合物半导体市场总体呈现寡头竞争格局，且以IDM公司为主。2014年PA市场传统砷化镓IDM厂商Skyworks、Qorvo、Avago三寡头市场份额分别为37%、25%、24%。设计第四大厂Murata于 2012年3月收购Renesas旗下相关事业部，进军砷化镓PA市场，完成对射频行业全备产品线布局，2014年占据市场份额9%。以RDA为代表的国内Fabless设计厂商因目前主要产品集中于单颗售价低于0.3美元的2G PA领域，2014年合计市场份额小于5%。

优秀设计公司涌现，产业持续整合

产业链呈现多模式整合态势。一方面，随着行业发展和技术演进，传统的砷化镓/氮化镓化合物射频IDM厂商为保持自身技术优势，选择强强联手或持续整合新兴的Fabless设计公司；另一方面，高通、联发科等基带芯片平台为增强平台自身的竞争力，选择参股或并购相应的射频化合物集成电路设计厂商。近年来PA行业并购不断：国际方面，RFMD收购TriQuint，PA龙头强强联手；Skyworks收购AXIOM和SiGe、RFMD收购Amalfi、Avago

收购Javelin，传统GaAs PA大厂推进GaAs、CMOS、SiGe等工艺多元化战略；联发科收购络达科技（Airoha）31.55%股权、Qualcomm并购Black Sand，基带厂商涉足PA领域提平台案竞争力。国内方面，2014年7月紫光集团完成对锐迪科收购；2015年5月北京建广资产管理（JAC Capital）收购NXP功率放大器（RF Power）事业部门，在国家意志驱动及并购基金引导下，中国赴海外私有化PA厂商大幕开启。

预期未来行业整合仍将持续。主要集中在以下领域：（1）随着独立PA设计厂商生存空间缩小，占据资金和产业优势的基带芯片公司有望并购PA厂商，以补全平台设计链；（2）占主导地位的砷化镓/氮化镓 PA Fabless或IDM厂商并购采用CMOS工艺的Fabless设计等新技术厂商，以增强自身技术覆盖范围和保持持续竞争力；（3）考虑到高性能氮化镓半导体产业应用领域敏感性，出于军事安全/技术保密/产品性能深度优化的考虑，不排除设计公司通过收购方式建立化合物芯片产线，或代工厂反向收购设计公司打造垂直产业链的并购可能；（4）大陆扶持集成电路行业意志坚决，海外并购优秀的砷化镓厂商将持续加速；（5）国内消费电子产业链上下游公司出于拓展业务目的收购优质化合物半导体设计公司，

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