5G时代：氮化镓(GaN)在基站与通信系统的革命性应用

本文档探讨了氮化镓（GaN）在5G基站和通信系统中的应用，包括全球及中国5G基站的安装预测、RF前端和功率放大器（PA）的市场需求趋势、氮化镓的价值、主要供应商以及氮化镓产业链的概述。 在5G技术的推动下，全球5G基站的安装量预计到2020年底将达到100万台，而中国在同年底已开通55万台5G基站。这一快速发展带来了对高效能通信组件的大量需求，尤其是氮化镓（GaN）材料，因其在高频率、高功率和高效率方面的优势，成为5G基站建设的关键技术。 5G基站射频前端市场拥有巨大机遇，其中包括PA市场。全球5G宏基站的PA和滤波器市场规模以及4G/5G小基站PA市场规模都在稳步增长。5G基站技术的核心关键词包括包络跟踪（ET）、大规模MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）和有源天线单元（AAU）。 包络跟踪技术通过动态调整线性功放（LPA）的电源电压，适应射频信号的包络变化，提高了能效和信号的峰值平均功率比。大规模MIMO技术利用多天线阵列提升通信质量，成为5G的关键技术之一，通常配置192个天线单元，支持64路发射和接收信号。 有源天线单元（AAU）是5G基站的核心设备，集成了多个发射/接收单元，与RRU和天线结合，尤其在Sub-6G频段，AAU与Massive MIMO的结合成为主流。在5G基站中，64T64R配置意味着每个基站需要192个PA，这极大地刺激了PA市场的需求。 射频功率放大器（PA）是射频前端的关键组成部分，5G时代，智能移动终端、基站和IoT设备的PA市场将持续增长。特别是GaN射频PA，由于其性能优势，将在5G基站市场占据主导地位，逐渐取代LDMOS，而GaAs器件市场份额基本保持稳定。据Yole预测，到2023年，GaN RF在基站市场的规模将达到5.2亿美元，年复合增长率高达22.8%。 射频PA器件的制造材料主要包括硅基（Si）、砷化镓（GaAs）和氮化镓（GaN）。其中，GaN在高功率、高频应用中表现出色，更适合5G通信的高速、大容量需求。氮化镓产业链的发展将涵盖材料生长、器件设计、制造和封装等多个环节，为5G通信的进一步发展提供强有力的支持。