金属非金属新材料行业深度研究报告：GaAs／GaN

　　机构：兴业证券

　　投资要点 

　　? 逐鹿 5G，GaAs/GaN 稳居绝对主角。由于 5G 方案的频段相对于 4G 更高、 带宽更大，路径损耗相对更大，对射频前端器件的材料性能提出了新的要 求：1）禁带宽度更大；2）临界击穿电场更高；3）热导率更高；4）饱和 电子速率和电子迁移率更高。从衬底材料的角度，5G 时代（Sub-6GHz） 仍然是 GaAs 的主场，但中长期发展到更高频的毫米波阶段后，GaAs 热 导率较低，散热性较差，其射频器件可承受的功率相对较低，大概率需要 使用以 GaN 为工作层的材料。目前 GaN 可作为外延材料生长在 SiC、Si 等衬底上，预计 GaN-on-SiC 将成为 5G 时代对功率要求较高的宏基站射 频器件用半导体材料的主流，而微基站功耗要求相对较小，GaAs 将主导。

　　 ? GaAs/GaN 市场空间测算（仅考虑手机和基站射频应用）。手机：换机潮+ 渗透率提升+PA 数量增加，GaAs 需求迎来大放量。我们预测，2019-2023 年全球智能手机+功能手机 GaAs PA 需求量将从 61.8 亿个增长至 127 亿 个，GAGR 达 19.8%。即使考虑小型化趋势，未来几年 GaAs PA 的需求量 也有显著的增长。基站：基站数量增加+单个基站上的 PA 数量成倍增长， 带动 GaAs 和 GaN 需求大幅增长，此外，宏基站的应用上，GaN 在高频、 高功率性能上占据绝对优势，预计也会持续抢占 LDMOS 的市场份额， 带来需求进一步提升。根据 Yole 预测，GaAs 射频器件市场总额 2016-2022 GAGR 达 10.1%，其中基站领域 GAGR 超 70%。GaN 射频器件的市场规 模 2017-2023 GAGR 超过 20%，最主要的增量也是来自于基站的应用。 

　　? 全球竞争格局：由海外主导的寡头市场。GaAs：射频领域技术门槛高， 市场集中度高，从材料到设计均由海外主导。2017 年衬底市场费尔伯格、 住友电工、AXT 3 家公司市场份额达 94%，外延片外包领域两大巨头是 IQE 和全新光电，市场份额分别为 55%和 26%，中国当前主要占据低端 LED 市场。GaN：相较于 GaAs 属新兴市场，研发和生产上海外厂商包括 Cree、Qorvo、MACOM、MMIC 等均走在技术发展和产品出新的前列。 

　　? GaAs/GaN 材料相关 A 股上市公司。有研新材：旗下有研光电拥有 60 万 片/年的 GaAs 衬底产能，采用水平 GaAs 单晶生产线，产品均匀性优异， 定位于高端 LED 应用，附加值高，是全球红外 LED 用砷化镓基片的主要 供应商之一。云南锗业：GaAs 单晶片产能为 80 万片/年（折合 4 英寸）， 2019 年上半年产量 4.17 万片，目前 6 英寸尚未批量生产，产品主要销往 韩国、福建、台湾等地。2019 年上半年公司非锗半导体材料级产品（GaAs、 InP）实现营业收入 541.78 万元，占营业收入比重还较小，仅为 2.36%。

　　风险提示：5G 手机销量低于预期；5G 基站建设进展缓慢；GaAs 射频器件在 手机功率放大器领域渗透率的提升不及预期；GaN 衬底及外延技术实现重大 突破，加速对 GaAs 射频器件的替代；其他可替代材料实现技术突破导致 GaAs 和 GaN 的应用市场竞争加剧。