半導體材料升級換代。作為集成電路發展基礎，半導體材料逐步更新換代，第一代半導體材料以硅（Si）為主導，目前，95%的半導體器件和 99%以上的集成電路都是硅材料制作。20 世紀 90 年代以來，光纖通訊和互聯網的高速發展，促進了以砷化鎵(GaAs)、磷化銦（InP）為代表的第二代半導體材料的需求，其是制造高性能微波、毫米波器件及發光器件的優良材料，廣泛應用于通訊、光通信、GPS 導航等領域。第三代半導體材料主要包括碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、金剛石等，因其禁帶寬度（Eg）大于或等于2.3 電子伏特（eV），又被稱為寬禁帶半導體材料。

半導體材料及用途

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　　國內半導體材料市場高速增長。半導體材料市場會根據半導體行業的變化而變化。目前，2015 年全球半導體材料市場產值已達到 434 億美元，約占據整體產業的 13%，其規模巨大。國內半導體材料市場近年來受產業鏈增長拉動，半導體材料銷售額保持較高增速，2006-2015 年保持平均 14%的增長率。2015 年已經達到 61.2 億美元的規模，且占有率有持續增長的趨勢。預計隨著全球半導體產業向大陸轉移，日本、臺灣等占有率將有所下降，而大陸半導體材料市場將會進一步擴大。

2010-2015年全球半導體材料市場銷售額

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2015 年全球各地區半導體材料市場占比

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　　主攻 新一代半導體材料及集成電路。我國第一代、第二代半導體材料及集成電路產業與國際水平差距較大，而在第三代半導體領域的研究工作一直緊跟世界前沿，工程技術水平和國際先進水平差距不大，已經發展到了從跟蹤模仿到并駕齊驅、進而可能在部分領域獲得領先和比較優勢的階段，并且有機會實現超越。

　　新一代半導體應用領域廣泛 ，潛在市場空間大。第二\三代半導體材料正在引起清潔能源和新一代電子信息技術的革命，無論是通信、照明、消費電子設備、新能源汽車、智能電網、還是軍工用品，都對這種高性能的半導體材料有著極大的需求。未來第三代半導體技術的應用將催生我國多個領域的潛在市場，屆時將產生巨大的市場應用空間。

砷化鎵微波功率半導體各應用領域占比

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　　1、通信應用 ：5G技術引領通信革命，推動砷化鎵半導體市場

　　通信技術更新換代，傳輸速度呈數量級增長 。從上世紀 80 年代至今，每一代移動通信標準都有著其標志性的能力指標和核心關鍵技術。1G 只能提供模擬語音業務；2G的 GSM 網絡可提供數字語音和低速數據業務；3G 以 CDMA 為技術特征，用戶峰值速率達到 2Mbps 至數十 Mbps，可以支持多媒體數據業務；4G LTE 網絡用戶峰值速率可達 100Mbps 以上，能夠支持各種移動寬帶數據業務。

　　5G 技術將引領新革命。相比前四代通訊技術，5G 網絡的變革將更加全面，在進一步提高通訊傳輸速度的同時，更加強調連續廣域覆蓋、熱點高容量、低時延高可靠和低功耗大連接等場景下的技術需求，為進一步升級的移動互聯網市場，和新興的物聯網、智能汽車、智能制造、虛擬現實等市場提供多元化的技術方案。目前國際主流的行業組織、運營商、設備廠商和芯片廠商都在積極投入 5G 標準的制定，預計到 2020 年前后，5G 網絡將實現商用。

歷代通訊技術發展

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　　5G 技術需要海量新型半導體產品支撐 。每一代通訊標準的升級都伴隨著通訊芯片廠商的起起落落，如 3G 網絡直接帶來了高通的崛起，同時也伴隨著摩托羅拉通訊芯片業務（后拆分為 Freescale）的衰落；4G 時代，高通、聯發科、海思、展訊等茁壯成長。

　　未來，5G 網絡的商用必然將催生移動通信芯片升級換代的海量市場，同時也將帶來通訊芯片市場版圖的巨大變化。5G 技術高速率和低延遲的要求，對化合物半導體提出了新的需求。比如功率、線性度、工作頻率、效率、可靠性等都需要達到極高的標準。由于 5G 通信全頻帶通信的特性，5G 手機中射頻前端芯片數量將進一步增加，帶動以 GaAs 為代表的第二/三代化合物半導體產業鏈發展。具體到實踐當中，可以從設備端和基站端兩分析。基站端需求 。5G 實際應用中，帶相控陣天線的手機將發射信號給基站和微蜂窩基站，基站和微蜂窩基站將與相控陣天線對接以實現信號連接。基站使用的射頻功率管一般采用 LDMOS 工藝，但現在 LDMOS 工藝正在被氮化鎵（GaN）工藝取代。GaN 是寬禁帶材料，意味著 GaN 能夠耐受更高的電壓，有更高的功率密度和可工作溫度更高，能夠滿足 5G 通信基站的要求。

　　同時，5G 采用高頻頻譜雖然能提供更高的數據傳輸速率，但這一頻段的電磁波傳輸距離很短，且容易被障礙物阻擋。因而移動運營商可能需要建設數百萬個小型基站，將其部署至每根電線桿、每棟大樓，每戶房屋，甚至每個房間，這也就意味著基于 GaN的 PA 芯片需求將出現飛躍增長。根據市場調查機構 Yole 的估計，GaN 功率器件需求有望在今后 5 年內爆發，復合增長率可達 90%以上。

　　手機端需求 。4G 手機中數字電路部分包括應用處理器和調制解調器，射頻前端則包括功率放大器（PA）、射頻信號源和模擬開關。功率放大器通常采用砷化鎵（GaAs）材料的異質結型晶體管（HBT）技術制造。未來的 5G 手機也要有應用處理器和調制解調器。不過與 4G 系統不同，5G 手機還需要相控陣天線，每根天線都有獨立的 PA 和移相器，并與一個覆蓋整個工作頻率的信號收發器相連，相應的半導體器件需求將會更大。

　　2015 年全球智能手機銷量達 14.3 億部， 中國智能手機出貨量達 5.39 億部。根據估算，2016 年度全球智能手機出貨量預計達到 15 部，手機砷化鎵功率元件需求量超過 160 億只，國內手機市場砷化鎵元件需求量接近 60 億只。未來隨著 4G 手機滲透率的不斷提升和 5G 技術的商用化，手機用砷化鎵元件還將不斷增長。

2013-2017E年全球鎵砷化鎵 PA市場規模

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2013-2017E年鎵中國砷化鎵PA 市場規模

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