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Die Halbleiterrohstoffe haben drei Entwicklungsstufen durchlaufen: die erste Stufe ist die erste Generation von Halbleiterrohstoffen, die durch Silizium (Si) und Germanium (Ge) repräsentiert werden; die zweite Stufe wird durch Verbindungen wie GaAs und InP vertreten; die dritte Stufe sind Breitband -Halbleiterrohstoffe wie GaN, SiC und ZnSe.Hauptsächlich.
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Die Halbleitermaterialien der dritten Generation haben eine breite Bandbreite, eine hohe Ausfallspannung, eine gute Spannung und eine hohe Temperaturbeständigkeit, so dass sie besser für die Herstellung von Hochfrequenz -, Hochtemperatur - und Hochfrequenzteilen geeignet sind.
Seit der zweiten Generation von Halbleitermaterialien, die aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften im Bereich der Halbleiter weit verbreitet sind, sind Verbindungen entstanden.
Zum Beispiel verfügt GaAs über hervorragende physikalische Leistungsvorteile im Bereich der Hochspannungsübertragung und ist weit verbreitet in Mobiltelefonen, drahtlosen Ortsnetzen, Glasfaserkommunikation, Satellitenkommunikation, Satellitenortung und anderen Bereichen.
Die Vorteile von GaN liegen in der geringen Leitfähigkeit und der hohen Stromdichte, die den Verlust von Leistung und die Wärmeableitung deutlich verringern können.Es kann in Frequenzumrichter, Spannungsregler, Transformator, Wireless -Lade und anderen Feldern verwendet werden.
SiC wird wegen seiner hervorragenden Leistung unter hohen Temperaturen, hoher Spannung und hoher Frequenz in Leistungs -Umwandlungsgeräten wie Wechselstrom -DC -Wandler weit verbreitet eingesetzt.
Morgen ist Star -GaN
GaN ist in Zukunft der vielversprechendste Mischhalbleiter. Verglichen mit hochfrequenten Prozessen wie GaAs und InP ist die Ausgangsleistung von GaN -basierten Komponenten höher und die Frequenzmerkmale von GaN sind besser als die von LDMOS und SiC.
Die meisten Sub 6GHz -Mobilfunknetze werden GaN -Komponenten verwenden, da LDMOS sich diese hohe Frequenz nicht leisten kann, und GaAs ist nicht ideal für Hochleistungsanwendungen.
Da höhere Frequenzen die Abdeckung jeder Basisstation verringern, müssen weitere Transistoren installiert werden, was zu einer raschen Expansion des GaN -Marktes führen wird.
Die GaN -Komponentenproduktion ist derzeit für etwa 20% des Gesamtmarktes verantwortlich, und Yole prognostiziert, dass ihr Anteil bis zu mehr als 50% um 2025 ansteigen wird.
(Datenquelle: Yole; Abbildung: Southwest Securities) Market Proportion Distribution of Different Materials
GaN HEMT ist in Zukunft zu einer Kandidatentechnologie für den Leistungsverstärker großer Basisstationen geworden.Derzeit wird geschätzt, dass etwa 1,5 Millionen neue Basisstationen jedes Jahr in der Welt gebaut werden. In Zukunft wird 5G -Netz kleinere und dichter verteilte Mikrobasen ergänzen, was die Nachfrage nach GaN -Komponenten stimulieren wird.
Darüber hinaus war der Verteidigungsmarkt in den letzten Jahrzehnten der Hauptmotor der GaN -Entwicklung und wird nun in einer neuen Generation von Luft - und Bodenradaren eingesetzt.
(Datenquelle: Qorvo; Zahl: Southwest Securities)
Im Bereich der GaN RF Komponenten gehören führende Hersteller Sumitomo Elektriker von Japan, Kerui von Amerika, Qorvo, RFHIC von Korea, etc.Fabriken der GaN -Generation sind stabil (3105. TW), Sanan Optoelektronik und so weiter.
Der Stein der Stiftung für Mobiltelefone
GaAs ist einer der ausgereiften Halbleiterverbindungen, der Eckpfeiler des Leistungsverstärkers (PA) in Smartphonekomponenten.
Laut Strategy Analytics erreichte der globale GaAs -Komponentenmarkt (einschließlich IDM -Fabrikbestandteile -Output -Wert) in 2018 eine Rekordhöhe von 8,87 Milliarden US -Dollar und die Marktkonzentration war hoch. 73.4%, bzw. Skyworks (32.3%), Qorvo (26%), Broadcom (9.1%) und Steady (6%).
(Datenquelle: Strategy Analytics; Giant Web Mapping)
Was den Markt der GaAs -Wafer -Substitution betrifft, so wird er in 2018 $750 Millionen betragen, von denen der stabile Markt für 71.1% verantwortlich ist, was ihn zum weltweit größten GaAs -Wafer -Substitutionsfaktor macht.
(Datenquelle: Strategy Analytics; Giant Web Mapping)
Da GaAs über die hohe Leistung und die hohe Linearität verfügt, die durch die Carrier -Aggregation und die MIMO -Technologie erforderlich ist, wird GaAs die Mainstream -Technologie im Frequenzband unter 6 GHz bleiben.Darüber hinaus hat GaAs einige Anwendungen in der Automobilelektronik und im militärischen Bereich.
Zusammenfassend sind diese III -V -Verbund -Halbleitermodule mit hervorragenden Hochfrequenz -Eigenschaften seit langem als die erste Wahl für drahtlose Anwendungen in der Weltraumwissenschaft und -technologie angesehen worden.
Mit dem explosiven Bedarf an Breitband -drahtloser Kommunikation und optischer Kommunikation im Handel wird die Compound -Halbleiter -Prozesstechnologie in hochfrequenten, hochleistungsfähigen, geräuscharmen Wireless -Produkten und photoelektrischen Komponenten häufiger eingesetzt.Gleichzeitig hat es sich unter dem Trend des Internet of Things von der drahtlosen Handheld -Kommunikation bis zur Entwicklung der 5G -Infrastruktur und der optischen Kommunikationstechnik entwickelt.