5G發(fā)展將帶動(dòng)RF功率元件需求成長(zhǎng)

 隨著5G技術(shù)逐漸成熟，帶給射頻前端(RF Front End)晶片市場(chǎng)商機(jī)，未來(lái)射頻功率放大器(RF PA)需求將持續(xù)成長(zhǎng)，其中傳統(tǒng)金屬氧化半導(dǎo)體(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS;LDMOS具備低成本和大功率性能優(yōu)勢(shì))制程逐步被氮化鎵(Gallium Nitride，GaN)取代，尤其在5G技術(shù)下需要支援更多元件、更高頻率，另砷化鎵(GaAs)則相對(duì)穩(wěn)定成長(zhǎng)。透過(guò)導(dǎo)入新的射頻技術(shù)，RF PA將以新的制程技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其中GaN的RF PA將成為輸出功率3W以上的主流制程技術(shù)，LDMOS市占率則逐漸降低。

1. 隨著5G技術(shù)成熟，射頻功率放大器市場(chǎng)具商機(jī)

5G技術(shù)涵蓋毫米波頻率和大規(guī)模MIMO(Multi-Input Multi-Output)天線運(yùn)用，以實(shí)現(xiàn)5G無(wú)線整合及架構(gòu)上的突破，未來(lái)如何大規(guī)模采用Massive-MIMO及毫米波(mmWave)回程系統(tǒng)將是發(fā)展關(guān)鍵。由于5G頻率高，因此對(duì)于高功率、高性能、高密度的射頻元件需求增加，其中氮化鎵(GaN)符合其條件，即GaN市場(chǎng)具有潛在商機(jī)。

射頻前端晶片市場(chǎng)主要分為兩大類，一為使用MEMS(Microelectromechanical Systems)制程制造的濾波器，以聲表面波濾波器(Surface Acoustic Wave，SAW)和體聲波濾波器(Bulk Acoustic Wave，BAW)為主;二為使用半導(dǎo)體制程制造的電路晶片，以功率放大器(PA)和開關(guān)電路(Switch)為主。

過(guò)去GaN主要應(yīng)用在高功率或長(zhǎng)距離傳輸訊號(hào)領(lǐng)域，包括基地臺(tái)收發(fā)器(Base Station Subsystem，BTS)、雷達(dá)、電子戰(zhàn)(Electronic Warfare，EW)、衛(wèi)星通訊等。而GaN技術(shù)發(fā)展最大挑戰(zhàn)在于成本，也因此影響其發(fā)展速度，然隨著技術(shù)不斷演進(jìn)，GaN成本在大廠投入下有下降趨勢(shì)。目前投入射頻功率放大器業(yè)者眾多，包括NXP、Qorvo、Ampleon、Infineon、Sumitomo、Analog Devices、M-A/COM、Wolfspeed、UMS等。

2. GaN PA在5G發(fā)展下成為超高頻通訊應(yīng)用首選

電信基地臺(tái)設(shè)備升級(jí)與小型基地臺(tái)之建置，為推動(dòng)射頻功率放大器市場(chǎng)規(guī)模成長(zhǎng)動(dòng)能之一，其中功率放大器(其功能為將無(wú)線訊號(hào)從基地臺(tái)發(fā)射出去)占基地臺(tái)成本比重約25～30%，具舉足輕重角色，業(yè)者無(wú)不積極提升PA性能，使PA輸出功率最大化，同時(shí)獲得最佳線性度和效率。

2016年全球RF PA市場(chǎng)規(guī)模達(dá)15億美元，預(yù)估至2022年整體市場(chǎng)規(guī)模將為25億美元，復(fù)合年增率(Compound Annual Growth Rate，CAGR)為10%。隨著未來(lái)對(duì)更高頻段需求，以5G為例，相較于4G中最高支援5個(gè)20MHz的載波聚合，5G載波聚合的數(shù)量可能高達(dá)32或64個(gè)，這對(duì)射頻廠商而言，技術(shù)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)性更大。

由于GaN功率放大器支援更高頻寬與頻率(已能處理50GHz或以上的毫米波頻率)，盡管在考量成本因素下，采用LDMOS基地臺(tái)需求仍不少，但主要以中低頻率為主，然在5G毫米波時(shí)代，高頻段讓傳統(tǒng)PA的LDMOS略顯不足，尤其在10GHz以上頻段，GaN具有明顯優(yōu)勢(shì)。換言之，GaN PA在5G發(fā)展趨勢(shì)下將成為超高頻通訊應(yīng)用首選。