隨著2020年5G步入商用，使物聯(lián)網(wǎng)逐漸成為現(xiàn)實(shí)；以及國(guó)防信息化推進(jìn)加速，化合物半導(dǎo)體將來爆發(fā)。

5G有望在2020年步入商業(yè)化，將使真正的“萬物互聯(lián)”成為現(xiàn)實(shí)無線移動(dòng)通訊發(fā)展至今，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了4代（1G-2G-3G-4G），每一代革新，都實(shí)現(xiàn)了更快的傳輸率、更寬的網(wǎng)絡(luò)頻譜、更靈活的通信方式、更高的智能、更高的通信質(zhì)量。第五代移動(dòng)通信（5G）傳輸速度可達(dá)10Gbps，比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快十倍到百倍，解決海量無線通信需求，將實(shí)現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”。用戶體驗(yàn)速率達(dá)到1Gbps，連接數(shù)密度為106/km2，空口時(shí)延時(shí)1ms，端與端時(shí)延為ms量級(jí)，可靠性接近100%，可以現(xiàn)實(shí)連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接、低時(shí)延高可靠5G應(yīng)用場(chǎng)景。目前包括ITU、IEEE、3GPP國(guó)際組織積極推進(jìn)5G標(biāo)淮落地，預(yù)計(jì)最快在2018年我們可以看到5G標(biāo)淮雛形，2020年5G標(biāo)淮將落地。5G已經(jīng)成為通信領(lǐng)域里的重點(diǎn)研究對(duì)象，5G標(biāo)淮引爆全球群英戰(zhàn)，美國(guó)率先完成5G頻譜分配。在5G標(biāo)淮制定中誰掌握話語權(quán)，將會(huì)在新一代移動(dòng)通信技術(shù)革命中占據(jù)先機(jī)。按計(jì)劃，中國(guó)將力爭(zhēng)在2020年實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)商用。

國(guó)防信息化推進(jìn)加速，帶動(dòng)雷達(dá)、軍工通信與軍工電子等萬億市場(chǎng)需求

國(guó)防信息化是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展方向。軍隊(duì)通過信息化的整合實(shí)現(xiàn)一體化的作戰(zhàn)能力：將目標(biāo)探測(cè)跟蹤、指揮控制、火力打擊、戰(zhàn)場(chǎng)防護(hù)和毀傷評(píng)估等功能實(shí)現(xiàn)一體化，將聯(lián)合指揮中心和各軍種之間的作戰(zhàn)組織實(shí)現(xiàn)一體化。國(guó)防信息化產(chǎn)業(yè)鏈主要包括雷達(dá)、衛(wèi)星導(dǎo)航、信息安全、軍工通信與軍工電子五大領(lǐng)域，據(jù)行業(yè)預(yù)測(cè)，國(guó)防信息化建設(shè)到2025年市場(chǎng)總規(guī)模有望達(dá)到1.66萬億元。其中，軍用雷達(dá)達(dá)到3776億元，國(guó)防信息安全建設(shè)達(dá)到7320億元，軍工通信達(dá)到308億元。

5G、軍工兩輪驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)上游化合物半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化及需求

化合物半導(dǎo)體三大材料，第二代GaAs半導(dǎo)體相對(duì)最成熟，其中，用在移動(dòng)通訊設(shè)備中占比為71%，當(dāng)前市場(chǎng)容量約為82億美元，主要受益通訊射頻芯片尤其是PA驅(qū)動(dòng)，隨著5G軍工驅(qū)動(dòng)，我們預(yù)計(jì)2020年將形成132億美元的市場(chǎng)容量；第三代半導(dǎo)體SiC半導(dǎo)體市場(chǎng)在2016年正式形成，當(dāng)前市場(chǎng)容量約為2億美元，作為大功率高頻半導(dǎo)體在電動(dòng)汽車大有可為，未來10年市場(chǎng)容量有望增至20億美元；第三代半導(dǎo)體GaN半導(dǎo)體目前也處于發(fā)展階段，為高溫、高頻、大功率器件首選材料之一，將廣泛應(yīng)用通訊、軍工，當(dāng)前市場(chǎng)容量約為3億美元，未來10年市場(chǎng)容量有望增至30億美金。涉及化合物半導(dǎo)體A股上市公司三安光電（GaAs/GaN）、海特高新（GaAs/GaN）、揚(yáng)杰科技（SiC）；涉及化合物半導(dǎo)體非上市公司：中國(guó)電子科技集團(tuán)（13所、46所、55所）。

1.5G蓄勢(shì)待發(fā)，且為推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

1.1.5G是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

無線移動(dòng)通信每一代革新，都實(shí)現(xiàn)了更快的傳輸率、更寬的網(wǎng)絡(luò)頻譜、更靈活的通信方式、更高的智能、更高的通信質(zhì)量。發(fā)展至今，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了4代（1G-2G-3G-4G）。無線移動(dòng)通信最基本和最主要的一種是利用蜂窩網(wǎng)方式，由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室等首先提出。該實(shí)驗(yàn)室在1978年底研制成功先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)(AMPS)，并于1983年首次在芝加哥投入商用，標(biāo)志著第一代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的誕生。第一代移動(dòng)通信技術(shù)(1G)采用模擬式通信系統(tǒng)，將介于300Hz到3400Hz的語音轉(zhuǎn)換到高頻的載波頻率MHz上，僅實(shí)現(xiàn)語音無法實(shí)現(xiàn)手機(jī)上網(wǎng)，最流行手機(jī)為大塊頭的摩托羅拉8000X，俗稱大哥大。第二代移動(dòng)通信（2G）誕生于20世紀(jì)90年代初期，從模擬調(diào)制進(jìn)入到數(shù)字調(diào)制，GSM的網(wǎng)速僅有9.6KB/S，開啟手機(jī)上網(wǎng)時(shí)代，同時(shí)2G幫助諾基亞掘起。第三代移動(dòng)通信（3G）誕生于21世紀(jì)初期，以多媒體通信為特征，支持高速數(shù)據(jù)傳輸，3G將有更寬的帶寬，其傳輸速度最低為384K，最高為2M，帶寬可達(dá)5MHz以上。能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和寬帶多媒體服務(wù)，是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4G）誕生于2010年，標(biāo)志著進(jìn)入無線寬帶時(shí)代，4G是集3G與WLAN于一體，并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像，能夠以100Mbps的速度下載，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無線服務(wù)的要求。第五代移動(dòng)通信（5G）已經(jīng)成為通信領(lǐng)域里的重點(diǎn)研究對(duì)象，傳輸速度可達(dá)10Gbps，比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快十倍到百倍，解決海量無線通信需求，將實(shí)現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”。

移動(dòng)通信發(fā)展，同步推動(dòng)手機(jī)革新。從1986年的第1代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)到2013年的第4代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，這短短的26年間我們見證了移動(dòng)通信技術(shù)的突飛猛進(jìn)，從大哥大到諾基亞手機(jī)，從iPhone的誕生到GoogleGlass的推出，這些設(shè)備給我們帶來更好的體驗(yàn)，都在依賴移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的支撐。而1G、2G、3G以及現(xiàn)在的4G逐漸從簡(jiǎn)單的通話也已經(jīng)轉(zhuǎn)換為清晰語音、高質(zhì)量圖片視頻傳送技術(shù)發(fā)展，運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)也開始發(fā)生了轉(zhuǎn)變。而更高網(wǎng)速的5G也將誕生，未來翻天覆地的移動(dòng)通信將徹底改變我們的生活。

5G網(wǎng)絡(luò)功能升級(jí)將使“萬物互聯(lián)”成為現(xiàn)實(shí)。5G將采用包括大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址、全頻譜接入和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在內(nèi)的一組關(guān)鍵技術(shù)，以滿足各種場(chǎng)景的差異化需求。根據(jù)IMT-2020(5G)推進(jìn)組發(fā)布《5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)》白皮書，5G關(guān)鍵性能指標(biāo)主要包括用戶體驗(yàn)速率、連接數(shù)密度、端到端時(shí)延、流量密度、移動(dòng)性和用戶峰值速率，其中，用戶體驗(yàn)速率、連接數(shù)密度和時(shí)延為5G最基本的三個(gè)性能指標(biāo)。從移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用場(chǎng)景、業(yè)務(wù)需求及挑戰(zhàn)出發(fā)，可歸納出連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接和低時(shí)延高可靠四個(gè)5G主要技術(shù)場(chǎng)景。連續(xù)廣域覆蓋和熱點(diǎn)高容量場(chǎng)景主要滿足2020年及未來的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，也是傳統(tǒng)的4G主要技術(shù)場(chǎng)景。

低功耗大連接和低時(shí)延高可靠場(chǎng)景主要面向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，是5G新拓展的場(chǎng)景，重點(diǎn)解決傳統(tǒng)移動(dòng)通信無法很好支持地物聯(lián)網(wǎng)及垂直行業(yè)應(yīng)用。

1）連續(xù)廣域覆蓋：為移動(dòng)通信最基本的覆蓋方式，以保證用戶的移動(dòng)性和業(yè)務(wù)連續(xù)性為目標(biāo)，為用戶提供無縫的高速業(yè)務(wù)體驗(yàn)。該場(chǎng)景的主要挑戰(zhàn)在于隨時(shí)隨地（包括小區(qū)邊緣、高速移動(dòng)等惡劣環(huán)境）為用戶提供100Mbps以上的用戶體驗(yàn)速率。

2）熱點(diǎn)高容量：場(chǎng)景主要面向局部熱點(diǎn)區(qū)域，為用戶提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，滿足網(wǎng)絡(luò)極高的流量密度需求。1Gbps用戶體驗(yàn)速率、數(shù)十Gbps峰值速率和數(shù)十Tbps/km2的流量密度需求是該場(chǎng)景面臨的主要挑戰(zhàn)。

3）低功耗大連接：場(chǎng)景主要面向智慧城市、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場(chǎng)景，具有小數(shù)據(jù)包、低功耗、海量連接等特點(diǎn)。這類終端分布范圍廣、數(shù)量眾多，不僅要求網(wǎng)絡(luò)具備超千億連接的支持能力，滿足100萬/km2連接數(shù)密度指標(biāo)要求，而且還要保證終端的超低功耗和超低成本。

4）低延時(shí)高可靠：場(chǎng)景主要面向車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等垂直行業(yè)的特殊應(yīng)用需求，這類應(yīng)用對(duì)時(shí)延和可靠性具有極高的指標(biāo)要求，需要為用戶提供毫秒級(jí)的端到端時(shí)延和接近100%的業(yè)務(wù)可靠性保證。

1.2.物聯(lián)網(wǎng)前景廣闊，5G將有望2020年進(jìn)入商業(yè)化

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)是未來移動(dòng)通信發(fā)展的兩大主要驅(qū)動(dòng)力，將為5G提供廣闊的前景。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)顛覆傳統(tǒng)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)模式，為用戶提供前所未有的使用體驗(yàn)，深刻影響著人們工作生活的方方面面。面向2020年及未來，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將推動(dòng)人類社會(huì)信息交互方式的進(jìn)一步升級(jí)，為用戶提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清(3D)視頻、移動(dòng)云等更加身臨其境的極致業(yè)務(wù)體驗(yàn)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展將帶來未來移動(dòng)流量超千倍增長(zhǎng)，推動(dòng)移動(dòng)通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的新一輪變革。物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展了移動(dòng)通信的服務(wù)范圍，從人與人通信延伸到物與物、人與物智能互聯(lián)，使移動(dòng)通信技術(shù)滲透至更加廣闊的行業(yè)和領(lǐng)域。面向2020年及未來，移動(dòng)醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)等將會(huì)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用爆發(fā)式增長(zhǎng)，數(shù)以千億的設(shè)備將接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”，并締造出規(guī)?？涨暗男屡d產(chǎn)業(yè)，為移動(dòng)通信帶來無限生機(jī)。同時(shí)，海量的設(shè)備連接和多樣化的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)也會(huì)給移動(dòng)通信帶來新的技術(shù)挑戰(zhàn)。

面向2020年及未來，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將出現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2010年到2020年全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)將超過200倍，2010年到2030年將增長(zhǎng)近2萬倍；中國(guó)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增速高于全球平均水平，預(yù)計(jì)2010年到2020年將增長(zhǎng)300倍以上，2010年到2030年將增長(zhǎng)超4萬倍。發(fā)達(dá)城市及熱點(diǎn)地區(qū)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增速更快，2010年到2020年上海的增長(zhǎng)率可達(dá)600倍，北京熱點(diǎn)區(qū)域的增長(zhǎng)率可達(dá)1000倍。

未來全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備總量將達(dá)到千億規(guī)模。預(yù)計(jì)到2020年，全球移動(dòng)終端（不含物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備）數(shù)量將超過100億，其中中國(guó)將超過20億。全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)也將快速增長(zhǎng)，2020年將接近全球人口規(guī)模達(dá)到70億，其中中國(guó)將接近15億。到2030年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)將接近1千億，其中中國(guó)超過200億。在各類終端中，智能手機(jī)對(duì)流量貢獻(xiàn)最大，物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量雖大但流量占比較低。

5G標(biāo)淮加速推進(jìn)，2020年有望進(jìn)入商業(yè)化。目前包括ITU、IEEE、3GPP國(guó)際組織積極推進(jìn)5G標(biāo)淮落地，預(yù)計(jì)最快在2018年我們可以看到5G標(biāo)淮雛形，2020年5G標(biāo)淮將落地。1）ITU于2015年啟動(dòng)5G國(guó)際標(biāo)淮制定的淮備工作，首先開展5G技術(shù)性能需求和評(píng)估方法研究，明確候選技術(shù)的具體性能需求和評(píng)估指標(biāo)，形成提交模板；2017年ITU-R發(fā)出征集IMT-2020技術(shù)方案的正式通知及邀請(qǐng)函，并啟動(dòng)5G候選技術(shù)征集；2018年底啟動(dòng)SG技術(shù)評(píng)估及標(biāo)淮化；計(jì)劃在2020年底形成商用能力。2）作為IEEE3G/4G淮的制定機(jī)構(gòu)，IEEE802標(biāo)淮委員會(huì)結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，積極推進(jìn)下一代無線局域網(wǎng)標(biāo)淮（IEEE802.11ax）研制，并希望將其整合至5G技術(shù)體系。3）從2015年初開始，3GPP已啟動(dòng)5G相關(guān)議題討論，初步確定了5G工作時(shí)間表3GPP5G研究預(yù)計(jì)將包含3個(gè)版本：R14、R15、R16。R14主要開展5G系統(tǒng)框架和關(guān)鍵技術(shù)研究；R15作為第一個(gè)版本的5G標(biāo)淮，滿足部分5G需求，例如5G增強(qiáng)移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)的標(biāo)淮；R16完成全部標(biāo)淮化工作，于2020年初向ITU提交候選方案。

5G標(biāo)淮引爆全球群英戰(zhàn)，美國(guó)率先完成5G頻譜分配。韓國(guó)、歐盟、日本和美國(guó)都開始啟動(dòng)5G商用機(jī)會(huì)，在5G標(biāo)淮制定中誰掌握話語權(quán)，將會(huì)在新一代移動(dòng)通信技術(shù)革命中占據(jù)先機(jī)。其中，韓國(guó)將于2018年年初開展5G預(yù)商用試驗(yàn)支持平昌冬奧會(huì)，計(jì)劃到2020年年底實(shí)現(xiàn)5G商用；歐盟5GPPP預(yù)計(jì)在2018年啟動(dòng)5G技術(shù)試驗(yàn)；日本計(jì)劃在2020年東京奧運(yùn)會(huì)之前實(shí)現(xiàn)5G商用，當(dāng)前NTTDoCoMo正在組織10多家主流企業(yè)驗(yàn)證5G關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)及頻段的篩選；美國(guó)運(yùn)營(yíng)商Verizon成立5G技術(shù)論壇，并計(jì)劃于2016年啟動(dòng)5G外場(chǎng)試驗(yàn)。其中，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)針對(duì)24GHz以上頻譜用于無線寬帶業(yè)務(wù)宣布了新的規(guī)則和法令，美國(guó)成為全球首個(gè)宣布將這些頻譜用于5G無線技術(shù)的國(guó)家：2016年7月15日，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）將為5G網(wǎng)絡(luò)分配頻率資源。FCC最新的法令開放了近11GHz可靈活用于移動(dòng)和固定無線寬帶服務(wù)的高頻段頻譜，其中包括3.85GHz授權(quán)頻譜和7GHz未授權(quán)頻譜。這些被其定義為可用于UpperMicrowaveFlexibleUse服務(wù)的頻譜具體分布在28GHz(27.5-28.35GHz)、37GHz(37-38.6GHz)、39GHz(38.6-40GHz)和一個(gè)新的64-71GHz未授權(quán)頻段。此外，F(xiàn)CC還將繼續(xù)尋求關(guān)于95GHz以上頻段的使用意見。

我國(guó)5G試驗(yàn)分兩步實(shí)施，建立中國(guó)在5G產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)。我國(guó)5G試驗(yàn)分為兩步實(shí)施：從2015年到2018年進(jìn)行技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，由中國(guó)信息通信研究院牽頭組織，運(yùn)營(yíng)企業(yè)、設(shè)備企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)共同參與；從2018年到2020年進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)試驗(yàn)，由國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)企業(yè)牽頭組織，設(shè)備企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)共同參與。中國(guó)這次在5G時(shí)代的話語權(quán)有望超越以往，在2G跟隨、3G突破、4G引領(lǐng)發(fā)展之后，中國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)在5G時(shí)代將成為引領(lǐng)者。按計(jì)劃，中國(guó)將力爭(zhēng)在2020年實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)商用。目前正在工信部統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，依托IMT—2020（5G）推進(jìn)組，開展5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)。華為和中興兩家公司都是中國(guó)IMT—2020（5G）推進(jìn)組的核心成員。華為積極參與歐盟主導(dǎo)的5G項(xiàng)目，也是英國(guó)5GIC創(chuàng)始成員和日本5GMF的重要成員。在推動(dòng)全球5G產(chǎn)業(yè)進(jìn)程上，華為與運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行了廣泛對(duì)話，并與中國(guó)移動(dòng)、日本NTTDoCoMo、歐洲沃達(dá)豐、德電、西班牙電信公司等全球領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商就5G展開聯(lián)合創(chuàng)新和技術(shù)驗(yàn)證。中興通訊擔(dān)任了IMT—2020IEEE工作組主席、IMT—2020網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工作組的副主席等重要席位，并牽頭了多個(gè)子工作組的研究工作，投身于5G無線關(guān)鍵技術(shù)及下一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究工作。去年，中興通訊加入歐盟H2020計(jì)劃，致力5G創(chuàng)新研究。除了被德國(guó)電信列入首批5G創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室合作伙伴名單，目前中興通訊已經(jīng)與中國(guó)移動(dòng)、日本軟銀、韓國(guó)KT、馬來西亞UMobile等多家高端運(yùn)營(yíng)商展開5G的研發(fā)與合作。

2.國(guó)防信息化推進(jìn)加速，帶動(dòng)雷達(dá)、軍工通信與軍工電子等萬億市場(chǎng)需求

國(guó)防信息化是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展方向。所謂國(guó)防信息化，是為了適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)特別是信息化戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)展的需要而建設(shè)的國(guó)防信息體系。最終目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)軍隊(duì)的全面信息化，提高軍隊(duì)的核心戰(zhàn)斗力。軍隊(duì)通過信息化的整合實(shí)現(xiàn)一體化的作戰(zhàn)能力：將目標(biāo)探測(cè)跟蹤、指揮控制、火力打擊、戰(zhàn)場(chǎng)防護(hù)和毀傷評(píng)估等功能實(shí)現(xiàn)一體化，將聯(lián)合指揮中心和各軍種之間的作戰(zhàn)組織實(shí)現(xiàn)一體化。國(guó)防信息化產(chǎn)業(yè)鏈主要包括雷達(dá)、衛(wèi)星導(dǎo)航、信息安全、軍工通信與軍工電子五大領(lǐng)域。

中國(guó)國(guó)防信息化建設(shè)持續(xù)加速，未來10年市場(chǎng)總規(guī)模有望達(dá)到1.66萬億元。2014年中國(guó)國(guó)防裝備領(lǐng)域投入約2586億元，其中國(guó)防信息化開支約750億元，；2015年國(guó)防裝備總支出約2927億元，其中國(guó)防信息化開支約878億元，同比增長(zhǎng)17%，占比為30%。據(jù)預(yù)測(cè)，2025年中國(guó)國(guó)防信息化開支將增長(zhǎng)至2513億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率11.6%，占2025年國(guó)防裝備費(fèi)用（6284億元）比例達(dá)到40%。未來10年國(guó)防信息化總規(guī)模有望達(dá)到1.66萬億元。

軍民兩大體系助推國(guó)防信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中國(guó)軍工體系分為國(guó)防科工體系和社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系，兩大體系相互融合助推國(guó)防信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國(guó)防科工體系主要由十大軍工集團(tuán)組成，負(fù)責(zé)重點(diǎn)軍工型號(hào)的總體研發(fā)和整機(jī)制造，構(gòu)成產(chǎn)業(yè)鏈的下游；社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系由裝備制造企業(yè)、原材料供應(yīng)商、基礎(chǔ)件制造商、高校/科研院所、信息化硬件廠商、信息化軟件廠商組成，構(gòu)成產(chǎn)業(yè)鏈的上游。兩大體系共同實(shí)現(xiàn)了對(duì)雷達(dá)、衛(wèi)星導(dǎo)航、軍工通信、軍工電子及信息安全五大細(xì)分領(lǐng)域的全面覆蓋，助推國(guó)防信息化產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。

中國(guó)軍用雷達(dá)市場(chǎng)高速增長(zhǎng)，2025年市場(chǎng)總規(guī)模有望達(dá)到3776億元。我國(guó)軍用雷達(dá)市場(chǎng)已邁入高速增長(zhǎng)階段，預(yù)計(jì)2014年國(guó)內(nèi)軍用雷達(dá)市場(chǎng)空間達(dá)173億元，2015年增長(zhǎng)到200億元，同比增長(zhǎng)15.7%。據(jù)預(yù)測(cè)，2025年軍用雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到573億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)11.5%，未來十年軍用雷達(dá)市場(chǎng)總規(guī)模將達(dá)到3776億元。

中國(guó)正大幅加速國(guó)防信息安全建設(shè)，2025年市場(chǎng)總規(guī)模達(dá)到7320億元。面對(duì)國(guó)防信息安全的嚴(yán)峻局勢(shì)，本世紀(jì)伊始中國(guó)決策層已對(duì)信息安全問題有所察覺，并開始從需求和供給兩方面出臺(tái)系列政策以加強(qiáng)信息安全建設(shè)。2014年2月27日，中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化領(lǐng)導(dǎo)小組宣告成立，標(biāo)志著信息安全已經(jīng)上升至國(guó)家戰(zhàn)略高度，國(guó)防信息安全建設(shè)有望大幅提速。我們預(yù)測(cè)，中國(guó)信息安全市場(chǎng)規(guī)模將由2015年的2367億元增長(zhǎng)至2025年的7320億元，十年增長(zhǎng)兩倍，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)11%。

中國(guó)軍工通信差距較大，系統(tǒng)建設(shè)步入快車道，2025年市場(chǎng)總規(guī)模達(dá)308億元。中國(guó)軍工通信系統(tǒng)與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距。以衛(wèi)星通信為例，美國(guó)及北約軍事衛(wèi)星承擔(dān)軍用通信近85%的通信量，我軍則不足5%。相較于發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)軍工通信系統(tǒng)建設(shè)高達(dá)國(guó)防開支5%的投入，我國(guó)軍工通信系統(tǒng)建設(shè)開支僅占國(guó)防經(jīng)費(fèi)2%以下。受益于國(guó)防信息化戰(zhàn)略的推進(jìn)，軍工通信系統(tǒng)必將步入快速建設(shè)階段。據(jù)預(yù)測(cè)，中國(guó)軍工通信市場(chǎng)將由2015年的100億元增至2025年的308億元，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到11.9%，10年增長(zhǎng)2倍。

我們根據(jù)中國(guó)軍工研究院所主營(yíng)業(yè)務(wù)，重點(diǎn)梳理了雷達(dá)、軍工通信、軍工電子三大領(lǐng)域涉及到的軍工研究所院所。其中，雷達(dá)無線電類涉及集團(tuán)和院所為中國(guó)電子科技集團(tuán)（14所、20所、22所、27所、29所、38所、39所、51所、41所），中國(guó)行業(yè)工業(yè)集團(tuán)（607所、612所），中國(guó)航天科技集團(tuán)（802所），中國(guó)船舶重工集團(tuán)（707所、724所），中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)（206所）；軍工通信涉及集團(tuán)和院所為中國(guó)電子科技集團(tuán)（7所、8所、16所、23所、28所、30所、34所、36所、50所、54所），中國(guó)航天科技集團(tuán)（13所），中國(guó)航天科工集團(tuán)（23所、203所、35所），中國(guó)船舶重工集團(tuán)（715所、722所），中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)（205集團(tuán)）；軍工電子涉及集團(tuán)和院所為中國(guó)電子科技集團(tuán)（2所、9所、10所、13所、15所、24所、26所、32所、43所、44所、45所、46所、47所、48所、55所、58所），中國(guó)航天科技集團(tuán)（503所、513所、771所、772所），中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)（214所），中國(guó)兵器裝備集團(tuán)（208所）。

3.5G、軍工兩輪驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)上游化合物半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化及需求

半導(dǎo)體材料是制作半導(dǎo)體器件和集成電路的電子材料，是半導(dǎo)體工業(yè)的基礎(chǔ)。隨著新的半導(dǎo)體材料出現(xiàn)、電力電子技術(shù)進(jìn)步與制作工藝的提高，半導(dǎo)體在過去經(jīng)歷了三代變化。第一代半導(dǎo)體為硅（Si），第二代為砷化鎵（GaAs），第三代半導(dǎo)體為碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）。由于硅基功率器件的性能已逼近甚至達(dá)到了其材料的本征極限，寬禁帶功率半導(dǎo)體器件與傳統(tǒng)Si基功率半導(dǎo)體器件相比較，其材料特性主要表現(xiàn)在：寬能帶、高飽和速度、高導(dǎo)熱性和高擊穿電場(chǎng)等，使得其在未來5G、軍工等相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。同時(shí)隨著5G、軍工雙輪驅(qū)動(dòng)，將帶動(dòng)上游化合物半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化及需求。

3.1.GaAs：受益5G通訊/軍工發(fā)展及國(guó)產(chǎn)替代必要性，國(guó)內(nèi)機(jī)會(huì)應(yīng)運(yùn)而生

砷化鎵（GaAs）是由元素周期表中III族元素鎵與V族元素砷人工合成的半導(dǎo)體化合物，與半導(dǎo)體材料硅相比，它具有高禁帶寬度、高電子遷移率、能帶結(jié)構(gòu)為直接躍遷型、耐高溫以及抗輻射性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，具有十分廣泛的應(yīng)用。目前較為成熟的砷化鎵晶體生長(zhǎng)方法有水平布里支曼法（HB）、砷泡控制砷壓注入合成法及直接高溫高壓合成法等。制備得到的砷化鎵單晶經(jīng)過切割、打磨及拋光等工序就可進(jìn)一步通過微納加工方法制造各種發(fā)光器件、光探測(cè)器、集成電路。

砷化鎵主要用于微波功率器件，即工作在微波波段（頻率300-300000MHz之間）的半導(dǎo)體器件。由于Si在物理特性上的先天限制，僅能應(yīng)用在1GHz以下的頻率。然而近年來由于無線高頻通訊產(chǎn)品迅速發(fā)展，使得具備高工作頻率、電子遷移速率、抗天然輻射及耗電量小等特性的砷化鎵脫穎而出，在微波通訊領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。

3.1.1.砷化鎵半導(dǎo)體為射頻通訊核心，無線通訊推動(dòng)砷化鎵半導(dǎo)體市場(chǎng)快速發(fā)展

由于砷化鎵高頻傳輸?shù)奶匦?，可以?yīng)用在移動(dòng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備、國(guó)防與航空航天。其中移動(dòng)設(shè)備占比為71%，智能手機(jī)增長(zhǎng)迅速。除了在手機(jī)應(yīng)用中飛速成長(zhǎng)外，平板電腦、筆記本電腦中搭載的WiFi模組、固定網(wǎng)絡(luò)無線傳輸，以及光纖通訊、衛(wèi)星通訊、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波通訊、有線電視、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車防撞系統(tǒng)等，也分別采用1-4顆數(shù)量不等的功率放大器，這都是推動(dòng)砷化鎵成長(zhǎng)的強(qiáng)大動(dòng)力。

根據(jù)StrategyAnalytics調(diào)查數(shù)據(jù)，2014年全球GaAs元器件市場(chǎng)總產(chǎn)值為74.3億美元，較2013年64.7億美元成長(zhǎng)14.8%。隨著通訊4G/5G推動(dòng)，我們按照每年10%的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2020年砷化鎵微波功率半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)規(guī)模將達(dá)到132億美元。

智能手機(jī)內(nèi)部的芯片主要由基帶、AP、射頻芯片、連接芯片和存儲(chǔ)芯片構(gòu)成，其中，基帶和射頻是實(shí)現(xiàn)2/3/4G蜂窩通訊功能核心的兩大芯片。手機(jī)前端由功率放大器、濾波器、雙工器及天線開關(guān)組成。在手機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)中，系中的無線射頻模組必定含有兩個(gè)關(guān)鍵的砷化鎵半導(dǎo)體零組件：以HBT設(shè)計(jì)的射頻功率放大器（RFPA）和以PHEMT設(shè)計(jì)的射頻開關(guān)器傳統(tǒng)的2G手機(jī)中，一般需要2個(gè)功率放大器（PA），另外2G手機(jī)只有一個(gè)頻段，噪聲要求低，使用1個(gè)射頻開關(guān)器。到了3G時(shí)代，一部手機(jī)平均使用4顆PA。3.5G手機(jī)平均使用6顆PA，使用2個(gè)射頻開關(guān)器。

4G/5G通訊成砷化鎵微波芯片重要成長(zhǎng)動(dòng)能。2014年，智能手機(jī)正式進(jìn)入4G時(shí)代，平均使用7顆PA，4個(gè)射頻開關(guān)器。4G的射頻通信需要用到5模13頻，多模多頻的砷化鎵前端放大器模塊及在“頻”和“?！敝g切換的射頻開關(guān)器不可或缺。目前，單部4G智能手機(jī)僅達(dá)到標(biāo)淮的通信效果，就至少需要5顆以上的砷化鎵功率放大器，此外智能手機(jī)中的衛(wèi)星定位功能也需要用到1顆功率放大器，4G智能手機(jī)支持的無線局域網(wǎng)通信（WLAN）也需要至少1顆功率放大器。下一代5G技術(shù)，其傳輸速度將是現(xiàn)行4GLTE的100倍，目前只有砷化鎵功率放大器可以實(shí)現(xiàn)如此快速的資料傳輸。

頻段數(shù)量增加，推動(dòng)前端射頻數(shù)量增長(zhǎng)。射頻前端與移動(dòng)設(shè)備支持的頻段數(shù)量成正比關(guān)系：伴隨手機(jī)支持的頻段越來越多，射頻前端數(shù)量也隨手機(jī)支持頻段數(shù)量的增加線性增加。

2015年，平均每臺(tái)手機(jī)應(yīng)用到的頻段數(shù)量為9.15個(gè)，相對(duì)2011年的4.18個(gè)翻了一倍多。我們預(yù)計(jì)到2020年，平均每臺(tái)手機(jī)應(yīng)用到頻段數(shù)將達(dá)到16.44個(gè)。同時(shí)，對(duì)應(yīng)智能手機(jī)射頻前端總價(jià)格在9美元左右，到2020年射頻前端價(jià)值將增至16美元。

2G-3G-4G手機(jī)單機(jī)PA價(jià)值量增長(zhǎng)迅速。一個(gè)2G手機(jī)單機(jī)PA價(jià)值量為0.3美元；3G手機(jī)單價(jià)價(jià)值量為1.25美元，普通4G手機(jī)單機(jī)PA價(jià)值量為2美元，而全頻4G手機(jī)單價(jià)價(jià)值量高達(dá)3.25美元，手機(jī)更新?lián)Q代帶動(dòng)PA價(jià)值量迅速增長(zhǎng)。

在PA領(lǐng)域，一直存在硅基CMOSPA與砷化鎵PA之爭(zhēng)。2013年上半年高通推出CMOS功率放大器解決方案開始打入低端智能手機(jī)供應(yīng)鏈，但是由于硅材料物理性能限制，無法應(yīng)用于高頻領(lǐng)域。因此，雖然硅材料較砷化鎵有成本優(yōu)勢(shì)，但是，高端市場(chǎng)并不會(huì)受到影響，砷化鎵材料在功率放大器市場(chǎng)仍有85%的市占率。

根據(jù)全球市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)TrendForce報(bào)告顯示，2015年全球智能手機(jī)出貨量為12.93億部，年增長(zhǎng)10.3%，其中來自中國(guó)地區(qū)的手機(jī)品牌合計(jì)出貨量高達(dá)5.39億部，占全球比重超過四成；對(duì)應(yīng)的2015年全球射頻前端市場(chǎng)為116億美元，我們按照2020年全球手機(jī)出貨量20億臺(tái)計(jì)算，對(duì)應(yīng)的全球射頻前端市場(chǎng)為320億美元。2015年度全球手機(jī)砷化鎵元件需求接近135億顆，國(guó)內(nèi)手機(jī)砷化鎵元件市場(chǎng)需求量超過49億顆。未來隨著4G手機(jī)滲透率不斷提升，手機(jī)用砷化鎵元件還將不斷增長(zhǎng)；而隨著2020年之后5G的普及，手機(jī)用砷化鎵元件市場(chǎng)需求還將繼續(xù)提升。

3.1.2.國(guó)外IDM廠商搶占砷化鎵半導(dǎo)體市場(chǎng)先機(jī)

砷化鎵半導(dǎo)體的制造流程與硅相似，從上游材料、IC設(shè)計(jì)、晶圓代工到封裝測(cè)試，完成砷化鎵半導(dǎo)體制造的全部產(chǎn)業(yè)鏈。與硅材料大規(guī)模集成電路制造不同，砷化鎵微波功率半導(dǎo)體多為分立器件，制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。另一方面，由于材料性能差異大，晶圓制造的設(shè)備及工藝與硅有極大的不同，主要難點(diǎn)在外延片的生產(chǎn)，通過拉單晶形成GaAs晶棒，然后通過復(fù)雜工藝形成GaAs晶圓，在MOCVD設(shè)備中長(zhǎng)成GaAs外延片晶圓。

砷化鎵半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)參與者多為國(guó)外IDM廠商。據(jù)StrategyAnalytics統(tǒng)計(jì)，2014年全球GaAs元器件市場(chǎng)總產(chǎn)值為74.3億美元，其中Skyworks、Qorvo（2014年由RFMD和TriQuint合并而來）、Avago三大IDM廠商占據(jù)GaAs元器件市場(chǎng)達(dá)到63.50%。而占據(jù)總市場(chǎng)規(guī)模4.4%的純代工企業(yè)穩(wěn)懋即占據(jù)了GaAs元器件市場(chǎng)代工市場(chǎng)近60%的份額。砷化鎵材料現(xiàn)在正處于發(fā)展階段，目前全球砷化鎵微波功率半導(dǎo)體領(lǐng)域參與者數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于硅，市場(chǎng)分布較為均衡。IDM廠商毛利率達(dá)40%，RFMD（Qorvo）為原諾基亞PA供貨商，毛利率低于同行業(yè)平均水平。

3.2.SiC：市場(chǎng)已正式形成，未來在電動(dòng)汽車中將大有可為

由于硅基功率器件的性能已逼近甚至達(dá)到了其材料的本征極限，研究人員早在19世紀(jì)80年代就把目光轉(zhuǎn)向?qū)捊麕О雽?dǎo)體器件，如碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等。寬禁帶功率半導(dǎo)體器件與傳統(tǒng)Si基功率半導(dǎo)體器件相比較，其材料特性主要表現(xiàn)在：寬能帶、高飽和速度、高導(dǎo)熱性和高擊穿電場(chǎng)等。使SiC功率半導(dǎo)體器件具有如下Si基器件無可比擬的電氣性能。

1）耐壓高。臨界擊穿電場(chǎng)高達(dá)2MV/cm(4H-SiC)，因此具有更高的耐壓能力(10倍于Si)。SiC器件的阻斷電壓可達(dá)幾千伏，這為其在電氣化鐵路、電力系統(tǒng)等方面的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。目前商業(yè)化的阻斷電壓己達(dá)到1700V。

2）散熱容易。由于SiC材料的熱導(dǎo)率較高(3倍于Si)，散熱更容易，器件可工作在更高的環(huán)境溫度下。有報(bào)導(dǎo)，SiC肖特基二極管在361℃的工作結(jié)溫下正常工作超過1小時(shí)。

3）導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗低。SiC材料具有兩倍于Si的電子飽和速度，使得SiC器件具有極低的導(dǎo)通電阻(1/100于Si)，導(dǎo)通損耗低；SiC材料具有3倍于Si的禁帶寬度，泄漏電流比Si器件減少了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，從而可以減少功率器件的功率損耗；關(guān)斷過程中不存在電流拖尾現(xiàn)象，開關(guān)損耗低，可大大提高實(shí)際應(yīng)用的開關(guān)頻率(10倍于Si)。

SiC功率器件這些性能，可以滿足電力電子技術(shù)對(duì)高溫、高功率、高壓、高頻及抗輻射等惡劣工作條件的新要求，其在電動(dòng)汽車、空間探測(cè)、軍工設(shè)備及電力系統(tǒng)等領(lǐng)域有著十分光明的應(yīng)用前景。迄今為止，SiC功率開關(guān)器件主要類型有SiCSBDs(肖特基二極管)、SiCBJTs(雙極型晶體管)、SiCJFETs(結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管)、SiCMOSFETs(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)和SiCIGBTs(絕緣柵雙極晶體管)。其中，SiCSBDs、SiCMOSFETs和SiCJFETs最具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，SiCSBDs由于具有較小的反向恢復(fù)電流和成本適中，已經(jīng)在部分電動(dòng)汽車變換器中得到了應(yīng)用。

碳化硅器件的發(fā)展歷史：從SiC器件出現(xiàn)至今，這種寬禁帶半導(dǎo)體器件已經(jīng)發(fā)展了20年，開始逐步進(jìn)入市場(chǎng)并被工程技術(shù)人員認(rèn)可。1992年，美國(guó)北卡州立大學(xué)就在全世界首次成功研制阻斷電壓400V的6H-SiCSBDs，2001年Infineon生產(chǎn)出全球第一款SiCSBDs，現(xiàn)已開始商業(yè)化還有Cree、Microsemi、Rohm等公司產(chǎn)品。1993年，首次出現(xiàn)了SiCMOSFETs的報(bào)導(dǎo)，到2010年，已經(jīng)陸續(xù)有SiC功率開關(guān)管器件的系列產(chǎn)品成功量產(chǎn)。2011年初Cree公司終于將4H-SiCMOSFETs器件(1200V/80m歐姆)推向市場(chǎng)，耐壓等級(jí)分別為600V/1200V/1700V。接著，2012年3月Rohm公司正式推出了備受期待的全碳化硅功率模組，繼而又正式將適用于工業(yè)裝臵的變流器的SiCMOSFETs模組(SiCMOSFETsSiCSBDs，額定規(guī)格1200V/180A)投入量產(chǎn)。

碳化硅功率元件市場(chǎng)在2016年正式形成，當(dāng)前市場(chǎng)約為2億美元，未來10年將有望超20億美元。國(guó)際市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)IMSResearch報(bào)告顯示，2015年會(huì)是SiC發(fā)展的一個(gè)拐點(diǎn)，SiC在功率器件上的應(yīng)用會(huì)起到主導(dǎo)作用。未來的10年，這一市場(chǎng)份額將增長(zhǎng)20倍，其中混合電動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車是主要的驅(qū)動(dòng)力，此外馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、風(fēng)能、太陽能等對(duì)SiC需求都會(huì)快速增長(zhǎng)。SiC功率元件市場(chǎng)在2016年正式形成，2015年全球SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)僅為約2億美元，規(guī)模尚小，其應(yīng)用領(lǐng)域也主要在電力供應(yīng)、太陽能逆變器等領(lǐng)域。而未來，隨著新能源汽車和工業(yè)電機(jī)不斷采用SiC材料，在未來10年的維度內(nèi)，SiC半導(dǎo)體市場(chǎng)容量有望超過20億美元。目前全球SiC半導(dǎo)體市場(chǎng)處于絕對(duì)領(lǐng)先的企業(yè)是Cree，占據(jù)了85%以上的市場(chǎng)份額。

SiC半導(dǎo)體潛在應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，對(duì)新能源汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)和電壓轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域都具有重大意義。隨著下游行業(yè)對(duì)半導(dǎo)體功率器件輕量化、高轉(zhuǎn)換效率、低發(fā)熱特性需求的持續(xù)增加，SiC在功率器件中取代Si成為行業(yè)發(fā)展的必然。據(jù)YoleDeveloppement估計(jì)，2013~2022年間SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模的年均復(fù)合增速預(yù)計(jì)將達(dá)到38%。隨著SiC產(chǎn)量的快速提升，其生產(chǎn)成本將不斷下降，優(yōu)異的性能將使得SiC在功率器件領(lǐng)域逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)Si半導(dǎo)體的替代。

碳化硅器件在電動(dòng)汽車中應(yīng)用顯著。SiC器件可以顯著減小電力電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積、重量和成本，提高功率密度，使其成為HEV電力驅(qū)動(dòng)裝臵中的理想器件，也必將為電動(dòng)汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶來革命性的改變。

1）可顯著減小散熱器的體積和成本。理論上，SiC功率器件可在175℃結(jié)溫下工作，因此散熱器的體積可以顯著減小。SiC功率器件的高導(dǎo)熱性也使風(fēng)冷在未來的中、大功率電動(dòng)汽車中成為可能。

2）可以減小功率模塊的體積。由于器件電流密度高(如Infineon產(chǎn)品可達(dá)700A/cm2)，在相同功率等級(jí)下，全SiC功率模塊的封裝尺寸顯著小于SiIGBT功率模塊。

3）可以提高系統(tǒng)效率。與傳統(tǒng)硅IGBT相比，SiC器件的導(dǎo)通電阻較小導(dǎo)通損耗下降；特別是SiCSBDs，具有較小的反向恢復(fù)電流，開關(guān)損耗大幅降低提高。

在國(guó)家政策支持下，國(guó)內(nèi)新能源汽車銷量快速增長(zhǎng)。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)顯示，2015年累計(jì)生產(chǎn)新能源汽車37.90萬輛同比增長(zhǎng)4倍，銷售33.11萬輛，同比增長(zhǎng)3.4倍，在全球新能源汽車超過50萬輛的年銷量中，中國(guó)市場(chǎng)的貢獻(xiàn)超過一半。政策規(guī)劃2020年累計(jì)銷量達(dá)500萬輛，復(fù)合增速50%以上：《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》指出2020年新能源汽車?yán)塾?jì)銷量達(dá)到500萬輛；同時(shí)，2015年國(guó)務(wù)院下發(fā)《中國(guó)制造2025》明確提出到2020年我國(guó)自主品牌新能源汽車年銷量突破100萬輛，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占70%以上，新能源汽車銷量達(dá)到145萬輛以上。

依據(jù)產(chǎn)業(yè)調(diào)研情況，在新能源汽車領(lǐng)域，充電樁需要SiC功率器件6只，單價(jià)在40-80元，總價(jià)值量為200-500元；新能源汽車大約需要SiC功率器件6只，單價(jià)在40-80，總價(jià)值量在500-1000元。按照2020年，中國(guó)新能源汽車年保有量500萬量計(jì)算，分散式充電樁保有量480萬個(gè)。到2020年僅新能源汽車貢獻(xiàn)的SIC潛在市場(chǎng)空間就超過百億元。

3.3.GaN：性能更強(qiáng)，半導(dǎo)體材料中的新貴

GaN是新一代的寬禁帶半導(dǎo)體材料，其禁帶寬度幾乎是Si的3倍、GaAs和的2倍，臨界擊穿電場(chǎng)比Si、GaAs大一個(gè)數(shù)量級(jí)，并具有更高的飽和電子遷移率和良好的耐溫特性。它具有和GaAs幾乎相近的頻率特性。由于其特有的壓電效應(yīng)與自發(fā)極化的存在，它的二維電子氣濃度比GaAs要高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，所以具有很高的電流密度。由于氮化鎵具有禁帶寬度大、擊穿電場(chǎng)高、飽和電子速度大、熱導(dǎo)率高、介電常數(shù)小、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為高溫、高頻、大功率微波器件的首選材料之一。

AlGaN/GaNHEMT具有顯著的電子遷移速度。通常AlGaN作為勢(shì)壘層，GaN作為溝道層，AlGaN層向2DEG層提供電子。因?yàn)镚aN能量相對(duì)要低一些，AlGaN層多余的電子會(huì)向鄰近的禁帶較低的GaN層擴(kuò)散。擴(kuò)散的電子在它們擴(kuò)散的反方向上產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，擴(kuò)散電子和漂移電子趨于動(dòng)態(tài)平衡，最終產(chǎn)生了類似于PN結(jié)的一個(gè)結(jié)構(gòu)，落在沒有摻雜的GaN層上的電子，形成了二維電子氣。2DEG在垂直于異質(zhì)結(jié)方向上會(huì)被緊緊限制住，只能在與之平行的方向上自由運(yùn)動(dòng)。在HEMT中的2DEG相比于MOSFET和MESFET場(chǎng)效應(yīng)管，最顯著的優(yōu)勢(shì)是具備更高的電子遷移速度。AlGaN/GaN這種結(jié)構(gòu)不僅得益于高的電子遷移速度（～2000cm2/V?s），還有高的2DEG密度（～1013/cm2）。

GaN器件發(fā)展歷史：在氮化鎵器件研究初期，晶體合成困難。1986年，日本的赤崎勇開發(fā)了“低溫堆積緩沖層技術(shù)”可以獲得用于半導(dǎo)體元件的高品質(zhì)氮化鎵。由于帶隙覆蓋了更廣的光譜范圍，用氮化鎵制造的高亮度LED、綠色LED、藍(lán)光光盤產(chǎn)品應(yīng)用與商業(yè)領(lǐng)域。從1993年開始，利用二維電子氣氮化鎵能達(dá)到更高的遷移率，適合砷化鎵所不能達(dá)到的高頻動(dòng)作。采用氮化鎵的高頻晶體管開始用在移動(dòng)通信站、通信衛(wèi)星、雷達(dá)等領(lǐng)域。到了2000年前后，硅制功率元件已經(jīng)普及，之前利用藍(lán)寶石基板的氮化鎵類功率元件價(jià)格高，很難進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域。這時(shí)開始采用硅基板，但制造成本依然很高。主要是應(yīng)用于ICT設(shè)備、工業(yè)設(shè)備和汽車電子等領(lǐng)域的小型電源組件。未來有望采用氮化鎵基板，獲得高品質(zhì)化、具有較高價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的氮化鎵功率器件。自2013年開始，隨著技術(shù)積累逐漸完成，氮化鎵民用市場(chǎng)開始起步。

各國(guó)政策的大力推進(jìn)下，國(guó)際半導(dǎo)體大廠紛紛將目光投向氮化鎵功率半導(dǎo)體領(lǐng)域。隨著Si材料達(dá)到物理極限，在摩爾定律驅(qū)動(dòng)下尋求下一個(gè)替代者刻不容緩，氮化鎵因各方面優(yōu)異的電學(xué)性能被認(rèn)為是未來半導(dǎo)體材料的首選。傳統(tǒng)半導(dǎo)體廠商關(guān)于氮化鎵器件的收購(gòu)和合作、許可協(xié)議不斷發(fā)生，氮化鎵功率半導(dǎo)體已經(jīng)成了各家必爭(zhēng)之地。美國(guó)和歐洲分別于2002年和2007年啟動(dòng)了氮化鎵功率半導(dǎo)體推動(dòng)計(jì)劃，并且在2007年首次在6寸硅襯底上長(zhǎng)出了氮化鎵，自此從應(yīng)用角度開始了氮化鎵功率半導(dǎo)體推進(jìn)。2013年出現(xiàn)通過了JEDEC質(zhì)量標(biāo)淮的硅基氮化鎵功率器件，同年中國(guó)科技部推出了第三代半導(dǎo)體863計(jì)劃。

GaN應(yīng)用領(lǐng)域包括軍事和宇航、無線基礎(chǔ)設(shè)施、衛(wèi)星通信、有線寬帶，以及其它ISM頻段應(yīng)用。GaN最初是為支持政府軍事和太空項(xiàng)目而開發(fā)，但已得到商業(yè)市場(chǎng)的完全認(rèn)可和應(yīng)用，在無線基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的應(yīng)用已超越國(guó)防應(yīng)用，市場(chǎng)占比超過GaN市場(chǎng)總量的一半以上。隨著對(duì)數(shù)據(jù)傳輸及更高工作頻率和帶寬需求的增長(zhǎng)，2016～2022年無線基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的CAGR將達(dá)到16%。在未來的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，如載波聚合和大規(guī)模MIMO等新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，將使GaN比現(xiàn)有橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體（LDMOS）更具優(yōu)勢(shì)。但與此同時(shí)，國(guó)防領(lǐng)域仍將是GaN不可忽視的重要應(yīng)用市場(chǎng)，并保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。GaN在國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括IED干擾器、軍事通訊、雷達(dá)、電子對(duì)抗等。GaN將在越來越多的國(guó)防產(chǎn)品中得到應(yīng)用，充分體現(xiàn)其在提高功率、縮小體積和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方面的巨大優(yōu)勢(shì)。GaN領(lǐng)域的企業(yè)包括美國(guó)的美高森美（Microsemi）、M-A/COM、Qorvo、雷聲、諾格、Wolfspeed、Anadigics，荷蘭Ampleon和恩智浦（NXP），德國(guó)UMS，韓國(guó)RFHIC，日本的三菱（Mitsubishi）和住友（Sumitomo）。（注：科銳Cree2015年9月3日宣布將把旗下的功率和射頻部門更名Wolfspeed）。

據(jù)Yole預(yù)測(cè)，2016～2020年GaN射頻器件市場(chǎng)將擴(kuò)大至目前的2倍，市場(chǎng)復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）將達(dá)到4%；2020年末，市場(chǎng)規(guī)模將擴(kuò)大至目前的2.5倍。2015年，受益于中國(guó)LTE網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模應(yīng)用，帶來無線基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)的大幅增長(zhǎng)，有力地刺激了GaN射頻產(chǎn)業(yè)。2015年末，整個(gè)GaN射頻市場(chǎng)規(guī)模接近3億美元。2017～2018年，在無線基礎(chǔ)設(shè)施及國(guó)防應(yīng)用市場(chǎng)需求增長(zhǎng)的推動(dòng)下，GaN市場(chǎng)會(huì)進(jìn)一步放大，但增速會(huì)較2015年有所放緩。2019～2020年，5G網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施將接棒推動(dòng)氮化鎵市場(chǎng)增長(zhǎng)。我們預(yù)計(jì)到未來10年，氮化鎵市場(chǎng)將有望超過30億美元。