射频芯片产业链上游砷化镓(GaAs)半导体材料市场分析

1、材料概述

据中研普华产业研究院发布的《2024-2029年砷化镓产业现状及未来发展趋势分析报告》显示，砷化镓是半导体材料中，兼具多方面优点的材料，但用它制作的晶体三极管的放大倍数小，导热性差，不适宜制作大功率器件。虽然砷化镓具有优越的性能，但由于它在高温下分解，故要生产理想化学配比的高纯的单晶材料，技术上要求比较高。GaAs拥有一些较Si还要好的电子特性，使得GaAs可以用在高于250GHz的场合。

如果等效的GaAs和Si元件同时都操作在高频时，GaAs会产生较少的噪音，也因为GaAs有较高的崩溃压，所以GaAs比同样的Si元件更适合操作在高功率的场合。因为这些特性，GaAs电路可以运用在移动电话、卫星通讯、微波点对点连线、雷达系统等地方。GaAs曾用来做成甘恩二极管、微波二极管和耿氏二极管以发射微波。

2、下游应用

相较于常见的硅半导体，砷化镓半导体具有高频、抗辐射、耐高电压等特性，因此广泛应用在主流的商用无线通讯、光通讯以及先进的国防、航空及卫星用途上，其中无线通讯的普及更是催生砷化镓代工经营模式的重要推手。以手机与无线网路(Wi-Fi)为例，系统中的无线射频模组必定含有的关键零组件即是功率放大器(Power Amplifier)、射频开关器(RF Switch)及低杂讯放大器(Low Noise Amplifier)等，目前射频功率放大器极大部分是以砷化镓半导体制作。砷化镓半导体因其材料特性而成为无线通讯、光通讯以及先进的国防、航空及卫星之重要关键组件，亦同时建构不同于硅等其他半导体之晶圆代工技术、设计流程与验证模式以满足无线通讯系统的快速发展，进而维持其领域之独占性与独特性。

就目前的技术趋势以及技术发展水平来看，目前，砷化镓从大类方向来看主要于通信领域和国防与航空航天领域，其占比分别达到60%、10%。

展望下一世代的5G技术，其资料传输速度将是现行4G LTE的100倍，目前只有砷化镓功率放大器可以应付如此快速的资料传输，也会更进一步拉大砷化镓与硅制程功率放大器之间性价比的差距。

近年物联网(IoT)概念兴起，使无线通讯和汽车防撞雷达应用成长快速，数位消费电子产品具备无线传输功能的比率也逐年提升，砷化镓应用可说是具备相当健康的成长空间;此外，化合物半导体元件将持续在通讯和光电元件市场扮演关键角色，例如III-V族半导体雷射拥有体积小和整合性高等优点，在工业和商用领域的应用越来越广泛，其中面射型雷射(VCSEL)最适合大量量产，预计在生物辨识、虚拟实境(AR/VR)及汽车防撞系统(ADAS)等领域开发出新应用，未来将成为砷化镓在行动装置上重要关键元件。

更多砷化镓行业深度分析，请点击查看中研普华产业研究院发布的《2024-2029年砷化镓产业现状及未来发展趋势分析报告》。