2020年中國(guó)功率放大器市場(chǎng)深度調(diào)研及未來發(fā)展規(guī)劃研究

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功率放大器簡(jiǎn)稱“功放”，是指在給定失真率條件下，能產(chǎn)生最大功率輸出以驅(qū)動(dòng)某一負(fù)載的放大器。功率放大器在整個(gè)音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調(diào)”的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個(gè)系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。

功率放大器參數(shù)及作用

功率放大器有各種類型，但最常用的是ClassC、ClassB、ClassAB以及CalssA，針對(duì)特殊的設(shè)計(jì)還可以具有開關(guān)模式。為了提高PA的效率和越來越高的通信要求，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展出了Class-E，Class-F、Class-J、Class-G以及Doherty型的濾波器設(shè)計(jì)。

功率放大器的分類

我國(guó)功率放大器廣泛應(yīng)用在音響、家庭影院、移動(dòng)通信等領(lǐng)域。由于我國(guó)人口基數(shù)大，市場(chǎng)需求比較高。尤其是近年來隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，人們生活水平不斷提高，人們消費(fèi)理念不斷轉(zhuǎn)變，家庭影院、移動(dòng)通信等領(lǐng)域發(fā)展迅速。

5G技術(shù)的影響：隨著5G技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用，對(duì)于RFFE中的PA數(shù)量和形式都有非常大的影響。5G制式下的PA要求功率和效率都要求更高，同時(shí)帶寬增加。MIMO的使用帶來了上行鏈路的增加，2x2MIMO上行鏈路的要求下，PA的用量至少會(huì)增加一倍。

在設(shè)計(jì)上，LTE制式下高端型手機(jī)中多采用的包絡(luò)追蹤（ET）技術(shù)來配合PA降低功耗。包絡(luò)追蹤技術(shù)通過追蹤射頻信號(hào)包絡(luò)，即檢測(cè)輸出信號(hào)能量，來不停適配PA的電源，從而優(yōu)化PA效率。但是包絡(luò)追蹤目前的技術(shù)只能支持到60MHz帶寬，在5G載波聚合應(yīng)用后帶寬可以100MHz，此時(shí)包絡(luò)追蹤技術(shù)無(wú)法滿足帶寬要求。因此PA需要工作在平均功率跟蹤（APT）固定電壓模式下，來支持寬帶的5G傳輸，同時(shí)PA的效率會(huì)下降。

5G增加的新波形，例如CP-OFDM和其他信道進(jìn)行載波聚合后，會(huì)有更高峰值平均功率比（PAR），所以在5GPA中需要實(shí)現(xiàn)更大的回退（backoff）。工作在回退模式意味著必須降低PA的最大輸出功率，以便使整個(gè)信號(hào)在PA傳遞曲線的線性區(qū)域范圍內(nèi)。這樣做會(huì)給PA的線性度和效率的折中帶來更大的困難。

5GRFFE還可能需要支持LTE中與5GFR1重合的頻率，對(duì)LTE向下兼容。考慮到電池壽命，手機(jī)制造商希望盡可能使用ET來保證PA效率，這意味著使用ET進(jìn)行LTE傳輸和采用60MHz帶寬的5G信號(hào)。因此，PA在ET模式下工作時(shí)必須提供高飽和效率，在APT模式下則必須具有高線性效率。在寬帶APT模式和相對(duì)窄帶的ET模式下PA的的工作模式，給RFFE供應(yīng)商帶來很大挑戰(zhàn)。此外，在ET和APT模式之間切換需要復(fù)雜的電源管理。

國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀：我國(guó)功率放大器產(chǎn)品行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多，國(guó)內(nèi)功率放大器產(chǎn)品行業(yè)國(guó)外品牌占主導(dǎo)地位，國(guó)內(nèi)有部分企業(yè)自主品牌產(chǎn)品質(zhì)量也已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但整體我國(guó)功率放大器行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)大多數(shù)屬于中小型企業(yè)，規(guī)模大、實(shí)力強(qiáng)的企業(yè)數(shù)量很少，產(chǎn)品主要是中低端產(chǎn)品，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)主要在于物美價(jià)廉。由于我國(guó)功率放大器行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)較多，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域多，各領(lǐng)域產(chǎn)品需求層次不一，我國(guó)功率放大器市場(chǎng)集中度相對(duì)較低，其中行業(yè)前五名的市場(chǎng)份額總計(jì)為13%，前二十名市場(chǎng)份額總計(jì)為25%。

目前我國(guó)功率放大器應(yīng)用廣泛，產(chǎn)品檔次差別比較大。中低端領(lǐng)域，產(chǎn)品技術(shù)水平要求低，進(jìn)入壁壘相對(duì)較低，但目前我國(guó)功率放大器中低端產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較多，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)比較激烈。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)上，國(guó)內(nèi)功率放大器高端產(chǎn)品領(lǐng)域國(guó)外品牌占主導(dǎo)，國(guó)外功率放大器產(chǎn)品性能高，價(jià)格相對(duì)也高。我國(guó)少數(shù)企業(yè)高端領(lǐng)域有一定的占比，而且產(chǎn)品性價(jià)比高。整體看來，功率放大器產(chǎn)品行業(yè)高端領(lǐng)域技術(shù)水平要求高，研發(fā)成本投入大，企業(yè)進(jìn)入壁壘相對(duì)較高。

產(chǎn)業(yè)前景：功率放大器的需求增加，帶動(dòng)了對(duì)“砷化鎵/氮化鎵”化合物半導(dǎo)體的需求。3G、4G時(shí)代，移動(dòng)終端PA主要是砷化鎵器件，據(jù)中金企信國(guó)際咨詢公布的《2020-2026年中國(guó)功率放大器市場(chǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略研究報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：2021年砷化鎵器件市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)630億元人民幣。5G通信時(shí)代，氮化鎵因擁有小體積、大功率特性，有望成為最適合PA的材料。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2020年GaN射頻市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到41億人民幣。在PA領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)公司有近20家，主要包括漢天下、唯捷創(chuàng)芯、紫光展銳等；晶圓代工廠商主要有三安光電、海特高新等。

專家預(yù)測(cè)：功率放大器市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2018年的214億美元增長(zhǎng)到2023年的306億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到7.4%。消費(fèi)類電子產(chǎn)品的日益普及和LTE、5G技術(shù)的會(huì)持續(xù)推動(dòng)功率放大器市場(chǎng)的增長(zhǎng)。功率放大器市場(chǎng)的擴(kuò)大也會(huì)使得材料供應(yīng)商、處理器、制造商等收益。

產(chǎn)品及技術(shù)前景：功率放大器日益小型化。隨著無(wú)線通訊新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)的不斷發(fā)展，基站朝著寬帶化、多模化、集成化等方向不斷演進(jìn)，這要求提高射頻PA的各種性能，進(jìn)一步降低成本、減少尺寸與重量，同時(shí)擁有良好的線性度、高輸出功率及效率。5G對(duì)射頻組件需求的提升將大幅提升基站射頻行業(yè)的市場(chǎng)空間，高度的集成化需求，同時(shí)也將推動(dòng)功率放大器等射頻組件工藝進(jìn)一步升級(jí)，產(chǎn)品將更加的小型化。此外，在基站設(shè)備中，射頻功放的能耗占到總能耗的60%左右，因此，大帶寬、高效率、小體積，輕重量、低成本的射頻功率放大器成為了未來移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商降低運(yùn)營(yíng)成本、實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的最為有效的手段。

GAN功率器件將成為PA的主流技術(shù)。目前針對(duì)3G和LTE基站市場(chǎng)的功率放大器主要有硅基LDMOS和GaAS兩種。但隨著5G帶來的多頻帶載波聚合和大規(guī)模MIMO等新技術(shù)出現(xiàn)新要求，現(xiàn)有的硅基LDMOS和GaAS解決方案局限性不斷凸顯，氮化鎵成為中高頻段主要技術(shù)方向。