2022年射频功率放大器规模及技术现状分析

2022年射频功率放大器规模及技术现状分析一、射频功率放大器概述及产业定位射频前端是移动通信系统的核心组件，主要起到收发射频信号的作用，包括功率放大器(PA)、双工器(Duplexer和Diplexer)、射频开关(Switch)、滤波器(Filter)和低噪放大器(LNA)五个部分。射频器件是无线连接的核心，凡是需要无线连接的地方必备射频器件。射频前端结构及部件介绍数据显示，射频前端器件中，价值量占比最高的是滤波器，其次是功率放大器，占比分别约为总价值量的1/2和1/3。其余器件包括开关、低噪声放大器等，合计占比约15%。射频前端细分结构价值量占比情况二、射频功率放大器技术及分类1、工作原理放大器的电路一般由晶体管、偏置及稳定电路、输入输出匹配电路等组成。功率放大器核心是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换成按照输入信号变化的电流，起到电流电压放大的作用。晶体管作为射频放大器的核心器件，它通过用小信号来控制直流电源，产生随之变化的高功率信号，从而实现将电源的直流功率转换成为满足辐射要求的功率信号。射频功率放大器工作原理2、技术分类5G对于射频PA技术和频段等要求更高，GaN材料具有优异的高功率密度和高频特性，GaNHEMT具有高击穿电压、高功率密度、大带宽和高效率等优势;硅基LDMOS工艺的极限频率不超过3GHz;GaAs功率放大器虽能满足高频通信需求，但输出功率比GaNHEMT低很多;宏基站端，GaN射频PA将有望取代硅基LDMOS工艺;小基站对于输出功率要求不高，GaAs器件工艺有望发挥其高频优势及成本优势。不同材料射频功率放大器性能及成本对比三、射频功率放大产业影响因素分析1、基站端工信部发布的2021通信业统计公报显示，中国已建成全球最大5G网络，中国5G基站总量占到了全球60%以上。2021年，全国移动通信基站总数达996万个，全年净增65万个。其中4G基站达590万个，5G基站为142。5万个，全年新建5G基站超过65万个。2G到5G，基于频率和带宽的增加，使得延迟大幅度降低，速度提升，频率和带宽的增大给PA带来了挑战。为了迎合5G、MIMO的通行需求，射频前端走向模块化，PA需求和价值同步增长，是PA需求增长的关键影响因素。2018-2021年中国4G和5G基站建设情况工信部，2、手机端随着国内5G基站快速建设，为中国随着5G快速发展打下关键基础，受此影响，加之国家政策助力，中国5G手机快速发展，作为关键产品的智能手机是其中最大的受益者。根据信通院数据，目前中国5g发展时间较短，但整体手机出货量快速增长，市场渗透率呈现爆发式增长，截止2021年中国5G手机出货量已达2。66亿台，5G渗透率已达75。9%。手机从4G升级至5G将带动生产设备升级，由4G产品升级为5G产品，射频前端由普通天线升级，单机射频功率需求数量和价值稳步增长，。2019-2021年中国5g手机出货量及增长率信通院，单手机对射频功率放大器需求价值及数量四、射频功率放大器市场现状1、全球市场规模移动终端设备从手机到平板电脑、智能穿戴的不断丰富，移动医疗、智能家居等新兴应用领域的逐步发展，以及移动终端设备的单机射频前端芯片价值量的提升，全方位促进全球射频前端市场规模高速增长。数据显示，2019年全球射频前端市场规模为53。73亿美元，随着5G带动射频功率放大器整体产业量价齐升，预计2025年全球移动射频放大器市场规模将达到89。31%，CAGR达8。83%。2019-2025年全球移动射频前端市场规模及预测2、中国市场规模5G信号的低延迟、高速率等优势将带动物联网等新兴市场的发展，增加对物联网终端设备的需求。同时，在移动终端设备设计持续小型化的趋势下，射频前端模组化的趋势日益明显，预计2021年中国射频放大器市场规模将突破200亿元。2015-2021年中国射频放大器市场规模及预测五、射频功率放大器竞争格局1、竞争格局当前PA市场主要被三大厂商Skyworks、Qorvo、Broadcom垄断，合计占有超过90%的市场份额，此三大厂商均采用IDM模式。2019年全球射频功率放大器主要企业市场份额国内PA产品大多停留在中低端应用，布局高端应用的PA厂商不多。但华为设计的PA将提高国内厂商布局高端PA的信心，目前由华为设计、三安光电代工的砷化镓和氮化镓PA进展顺利，有望成为PA的闪光点。其余厂商中，设计公司包括中科汉天下、唯捷创芯、紫光展锐、慧智微、中普微等；代工厂商包括三安光电、海特高新等。射频PA国内厂商情况2、主要企业分析唯捷创芯作为国内发展较快的PA设计企业，随着国内5g基站和手机渗透率持续提高，PA模组营收快速扩张，根据招股书数据显示，2020年同比增长215。6%至17。96亿元，5GPA渗透达到11%，从2021年上半年数据来看，2021年整年PA模组营收有望突破30亿元，随着5g渗透率持续提升，营收仍有较大扩张空间。根据营收估算，2020年4G射频功率放大器出货量国内厂商第一的唯捷创芯约占全球3%的市场份额。2018-2021年H1唯捷创芯PA模组营收变动情况唯捷创芯招股书，2019-2021年H1唯捷创芯PA模组结构占比唯捷创芯招股书，六、射频功率放大器技术趋势硅基和碳化硅基衬底的氮化镓技术由于性能、成本等区别而或将适用于不同的场景，GaN-on-SiC由于具备优良的物理特性等，将主要致力