金属非金属新材料行业GaAsGaN5G时代执掌主场20191105兴业证券23页

请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明行业研究行业深度研究报告证券研究报告＃industryId＃金属非金属新材料＃investSuggestion＃推荐(＃investSuggestionChange＃首次）重点公司重点公司评级＃relatedReport＃相关报告《科创板企业之——嘉元科技》2019-07-09＃emailAuthor＃分析师：邱祖学[e-mail]0190515030003王丽佳[e-mail]0190519080007苏东[e-mail]0190519090002＃assAuthor＃研究助理：团队成员：投资要点＃summary＃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GaAsPA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GaAsPA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2016-2022GAGR达10.1%，其中基站领域GAGR超70%。GaN射频器件的市场规模2017-2023GAGR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、AXT3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。＃title＃GaAs/GaN：5G时代，执掌主场＃createTime1＃2019年11月05日请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-2-行业深度研究报告目录1、GaAs/GaN材料简介............................................................................................-4-1.1、GaAs..............................................................................................................-4-1.2、GaN................................................................................................................-5-2、逐鹿5G，GaAs/GaN稳居绝对主角..................................................................-7-2.1、5G对射频材料提出了哪些新的要求？......................................................-7-2.2、为什么衬底材料非GaAs莫属？................................................................-8-2.2.1、从性能来看，GaAs/GaN无疑是最优选项..........................................-8-2.2.2、从技术成熟度来看，GaN衬底要替代GaAs还任重道远...............-10-2.3、GaN作为双主角，地位体现在哪里？.....................................................-11-3、GaAs/GaN市场空间测算（仅考虑手机和基站射频应用）..........................-13-3.1、手机：换机潮+渗透率提升+PA数量增加，GaAs需求大放量.............-13-3.2、基站：数量快速增长，GaAs、GaN各领风骚........................................-15-4、GaAs在光电领域的应用..................................................................................-17-4.1、LED：体量大，预计仍有稳健增长..........................................................-17-4.2、激光：从无到有，VCSEL有望实现高增速............................................-18-4.3、光伏：小众市场，预计增速较低.............................................................-19-5、由海外主导的寡头市场，自主可控拉开国产化替代序幕.............................-19-5.1、全球竞争格局：由海外主导的寡头市场..................................................-19-5.2、自主可控拉开国产化替代序幕.................................................................-21-6、GaAs/GaN材料相关A股上市公司.................................................................-22-6.1、有研新材：定位高端LED市场................................................................-22-6.2、云南锗业：布局GaAs和InP材料...........................................................-22-7、风险提示............................................................................................................-22-图1、GaAs当前主要应用市场..............................................................................-4-图2、2017年GaAs衬底出货量（等效6英寸，片）........................................-5-图3、2017年GaAs外延片出货量（射频&激光领域，等效6英寸，片）......-5-图4、GaN主要应用于光电子、电力电子和微波射频领域................................-6-图5、GaN射频器件市场分布................................................................................-6-图6、移动设备通信细分领域市场增速................................................................-6-图7、5G主要使用2类频段：Sub-6GHz和毫米波.............................................-7-图8、射频器件不同材料........................................................................................-8-图9、GaAsHBT基本结构示意图.........................................................................-9-图10、GaAspHEMT基本结构示意图..................................................................-9-图11、Si、GaAs及GaN材料参数比较................................................................-9-图12、不同材料适用的工作频率和输出功率.....................................................-10-图13、GaN微波功率器件的主要应用领域........................................................-12-图14、通信基站的发展趋势................................................................................-13-图15、国内手机出货量构成................................................................................-13-图16、国内2G、3G、4G手机出货量（万部）................................................-13-图17、全球智能手机出货量................................................................................-14-图18、全球智能