小米發(fā)布引爆市場(chǎng)GaN有望高速增長(zhǎng)

1、目 錄 HYPERLINK l _TOC_250008 小米 GaN 充電器脫穎而出 1 HYPERLINK l _TOC_250007 充電技術(shù)革新遭遇困境，GaN 快充成為新的方向 2 HYPERLINK l _TOC_250006 充電領(lǐng)域：技術(shù)革新從未停止 2 HYPERLINK l _TOC_250005 續(xù)航壓力下，手機(jī)廠商積極探索新的方法 2 HYPERLINK l _TOC_250004 GaN 迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇 5 HYPERLINK l _TOC_250003 GaN 材料性能突出 5 HYPERLINK l _TOC_250002 5G 帶來(lái)重大機(jī)遇，市場(chǎng)空間潛力巨大 5 H

2、YPERLINK l _TOC_250001 三安光電等國(guó)內(nèi)企業(yè)正在加速布局 GaN 生產(chǎn)線 8 HYPERLINK l _TOC_250000 風(fēng)險(xiǎn)提示 9圖 目 錄圖 1：小米 10 發(fā)布會(huì)配件一覽 1圖 2：小米 GaN 充電器 1圖 3：充電技術(shù)的不斷升級(jí)圖示 2圖 4：OPPO SuperVOOC 2.0 3圖 5：小米 10GaN 充電器 65W 3圖 6：GaN 器件的分類及應(yīng)用領(lǐng)域 6圖 7：2018 年全球 GaN 電子器件市場(chǎng)規(guī)模及分布（萬(wàn)美元） 6圖 8：中國(guó) 5G 基站新增及基站端 GaN 射頻規(guī)模預(yù)測(cè) 7圖 9：全球 GaN 襯底需求量及市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè) 7圖 10：氮化

3、鎵電子器件產(chǎn)業(yè)鏈 8表 目 錄表 1：近年來(lái) GaN 快充產(chǎn)品集中上市 4表 2：GaN 充電器市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè) 4表 3：GaN 和 SiC 的性能差異 5表 4：部分 GaN 充電器的主要參數(shù) 6表 5：部分國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)能狀況 9小米 GaN 充電器脫穎而出GaN 材料的加入使手機(jī)充電器快充效率進(jìn)一步提升2020 年 2 月 13 日小米 10 發(fā)布會(huì)上，小米發(fā)布了首款 GaN 充電器，支持 100V240V、50/60Hz 全球電壓輸入。這款充電器有 5V/3A、9V/3A、10V/5A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A六組輸出電壓檔位，最大輸出功率 65W。內(nèi)置智能識(shí)別芯片，可

4、以兼容市面上多款智能手機(jī)、筆記本及其它電子設(shè)備。10V/5A 的特殊電壓檔是專為小米 10Pro 設(shè)計(jì)，能夠提供 50W 疾速閃充，可在 45 分鐘以內(nèi)將電充滿。此外，小米 65W GaN 充電器的 USB-C 接口支持多個(gè)檔位的智能調(diào)節(jié)輸出電流，能為小米筆記本等大功率設(shè)備進(jìn)行最大 65W 充電，還兼容包括 Switch 在內(nèi)的其它 Type-C 接口的電子設(shè)備。支持 PD 協(xié)議，能為大部分手機(jī)提供快充。GaN材料的運(yùn)行速度比舊式慢速硅加快了 20 倍，并且能實(shí)現(xiàn)高出三倍的功率。得益于 GaN 材料的加入，充電速度比原有尺寸速度上提高數(shù)倍。圖 1：小米 10 發(fā)布會(huì)配件一覽圖 2：小米 GaN

5、 充電器數(shù)據(jù)來(lái)源：小米 10 發(fā)布會(huì)，西南證券整理數(shù)據(jù)來(lái)源：小米 10 發(fā)布會(huì)，西南證券整理除效率外，小米 GaN 充電器還在尺寸和安全性上有所突破尺寸上，GaN 的加入使整個(gè)充電器在便攜性上取得了突破性的進(jìn)展，小米 65WGaN 充電器尺寸僅為56.3mm x 30.8mm x 30.8mm，體積比小米非氮化鎵65W 充電器減小了48%，大小相當(dāng)于蘋(píng)果 61W 快充充電器的三分之一。安全性上，小米 GaN 充電器 Type-C 65W 采用多重保護(hù)，在 GaN 材料本身的耐高溫、散熱快的基礎(chǔ)上，還設(shè)置了短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等。接口處也內(nèi)置了獨(dú)立的高精度限流芯片，實(shí)時(shí)確保產(chǎn)品

6、在正常電流范圍內(nèi)工作。外殼還采用了高級(jí)防火耐高溫材料打造，安全可靠。眾多優(yōu)勢(shì)加持下，GaN 充電器市場(chǎng)需求有望快速起量面對(duì) 5G 帶來(lái)的續(xù)航壓力，GaN 充電器能夠?yàn)橄M(fèi)者帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)，更能得到消費(fèi)者的認(rèn)可。而此前其它廠商的 GaN 充電器因技術(shù)尚不成熟、成本較高，價(jià)格相對(duì)昂貴。此次發(fā)布的小米 GaN 充電器 65W 一方面得益于 GaN 材料導(dǎo)熱效率高、耐高溫和耐酸堿的特性，配合多重防護(hù)機(jī)制、高精密度的阻容感器件，充放電穩(wěn)定且安全性有保證。另一方面價(jià)格僅 149 元，甚至低于此前聯(lián)想推出的多能小巧的 65W 充電器“口紅電源”，表現(xiàn)相對(duì)親民。高性價(jià)比下，小米 GaN 充電器帶來(lái)的市場(chǎng)關(guān)

7、注和討論熱度充分體現(xiàn)了普通用戶的高度認(rèn)可，并且進(jìn)一步推動(dòng)了市場(chǎng)需求。之后可能有更多使用 GaN 材料的充電器投入市場(chǎng)，成為市場(chǎng)主流。充電技術(shù)革新遭遇困境，GaN 快充成為新的方向充電領(lǐng)域：技術(shù)革新從未停止伴隨手機(jī)的升級(jí)，充電技術(shù)不斷升級(jí)智能手機(jī)飛速更新?lián)Q代的同時(shí)，充電技術(shù)的革新也成為了廠商角逐的重要舞臺(tái)。最早期的 6mm 大圓孔接頭充電器伴隨游戲機(jī)、錄影機(jī)等家用電器走進(jìn)千家萬(wàn)戶。2003 年移動(dòng)手機(jī)的出現(xiàn)帶領(lǐng)國(guó)人走進(jìn)了移動(dòng)通信時(shí)代，而早期手機(jī)功能有限，對(duì)能耗要求低，相應(yīng)的充電器功率要求也不高，將電池拆下后使用萬(wàn)能充電器進(jìn)行充電。同時(shí)，3.5mm 小孔充電器也廣泛使用，因?yàn)榭梢詽M足用戶邊充電邊玩

8、的需求而不斷推廣。隨著手機(jī)逐漸智能化，功能開(kāi)始增多，電池容量也突飛猛進(jìn)，USB 接口被各大手機(jī)廠商普遍接受。2007 年出現(xiàn)的 Mini USB 充電器在外觀上發(fā)生很大變化的同時(shí)，還能夠?yàn)橛脩籼峁﹤鬏斘募?、音?lè)等。在之后數(shù)年里，伴隨安卓各大手機(jī)品牌的崛起，手機(jī)充電技術(shù)也突發(fā)猛進(jìn)。2009 年，Micro USB 伴隨智能手機(jī)的流行而出現(xiàn)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了很大的優(yōu)化，傳輸速率和充電速度大大提升。2016 年，Type-C 接口出現(xiàn)，支持雙面插入，且有了更淺薄的設(shè)計(jì)、更快的傳輸速度以及更強(qiáng)悍的電力傳輸。此后，為進(jìn)一步增強(qiáng)續(xù)航時(shí)間，無(wú)線充電技術(shù)和快充技術(shù)快速發(fā)展起來(lái)。圖 3：充電技術(shù)的不斷升級(jí)圖示數(shù)據(jù)

9、來(lái)源：充電頭網(wǎng)，西南證券整理續(xù)航壓力下，手機(jī)廠商積極探索新的方法續(xù)航升級(jí)曾一度陷入兩難境地一方面，智能手機(jī)飛速發(fā)展，網(wǎng)速、手機(jī)處理器以及手機(jī)功能的不斷升級(jí)導(dǎo)致手機(jī)耗電量直線上升。且消費(fèi)者一直在追求更極致的用戶體驗(yàn)，將續(xù)航能力長(zhǎng)短視為重要指標(biāo)之一。另一方面手機(jī)廠商一味增加電池的重量或體積時(shí)，又會(huì)因外形的笨重和不夠美觀而遭受消費(fèi)者的“嫌棄”。且考慮到安全問(wèn)題，手機(jī)電池容量也無(wú)法繼續(xù)增加。對(duì)此，手機(jī)廠商一直在不斷的努力，但并不是每一代手機(jī)的升級(jí)都能從硬件上提高手機(jī)的續(xù)航時(shí)間。目前各大手機(jī)品牌的續(xù)航時(shí)間維持在輕中度使用條件下的 8 小時(shí)左右。5G 帶來(lái)高效與便利的同時(shí)，也進(jìn)一步增強(qiáng)了手機(jī)續(xù)航的壓力5G

10、 手機(jī)采用的 Massive MIMO 技術(shù)來(lái)增強(qiáng)信號(hào)接受，為強(qiáng)化信號(hào)會(huì)增加用以接受信號(hào)5G 天線，手機(jī)用于接收信號(hào)的耗能將會(huì)大幅增加。5G 網(wǎng)絡(luò)速率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 4G 網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)內(nèi)部的基帶芯片不得不在同一時(shí)間內(nèi)處理相當(dāng)于過(guò)去數(shù)倍的數(shù)據(jù)信息，因此手機(jī)處理器的功耗也會(huì)隨網(wǎng)絡(luò)速率增加而增加。無(wú)線充電和 GaN 快充是手機(jī)廠商解決續(xù)航問(wèn)題的兩大方向。無(wú)線充電技術(shù)源于無(wú)線電能傳輸技術(shù)，通過(guò)無(wú)通電接點(diǎn)設(shè)計(jì)滿足續(xù)航要求。目前存在三種無(wú)線充電方式，電磁感應(yīng)無(wú)線充電方式是最主要的方式。三星是最早支持無(wú)線充電服務(wù)的手機(jī)廠商之一，在 2015 年推出的 GalaxyS6 開(kāi)始全面推廣無(wú)線充電。蘋(píng)果在 2017 年新

11、品發(fā)布會(huì)上推出的三款新品均支持無(wú)線充電技術(shù)。華為、小米等國(guó)內(nèi)廠商也在 2018 年發(fā)布搭載無(wú)線充電技術(shù)的機(jī)型。在目前較為廣泛的三種無(wú)線充電技術(shù)中，電磁感應(yīng)是最主流的無(wú)線充電方案，但其設(shè)備接收端必須與發(fā)射端緊密接觸才能充電。目前的無(wú)線充電技術(shù)仍然存在較為明顯弊端，要進(jìn)行下一步推廣還需更多的技術(shù)突破支撐。圖 4：OPPO SuperVOOC 2.0圖 5：小米 10GaN 充電器 65W數(shù)據(jù)來(lái)源：OPPO 官網(wǎng)，西南證券整理數(shù)據(jù)來(lái)源：小米 10 發(fā)布會(huì)，西南證券整理GaN 快充是當(dāng)前條件下解決續(xù)航問(wèn)題相對(duì)理想的方案在有線充電方面，通過(guò)不斷升級(jí)快充技術(shù)、增強(qiáng)功率來(lái)解決續(xù)航問(wèn)題。而隨著功率的增加，充電

12、器的重量和體積也在增加。增強(qiáng)充電設(shè)備的便攜性成為了新的突破點(diǎn)。ANKER 首款內(nèi)置氮化鎵元件的 USB PD GaN 充電器，體積與蘋(píng)果 5W 充電器相近，功率卻大了 5 倍以上。2019 年 9 月，OPPO 發(fā)布最大充電功率 65W 的 SuperVOOC 2.0，以及最大功率為 30W 的無(wú)線 VOOC 閃充和 VOOC4.0，成為國(guó)內(nèi)售價(jià)將 GaN 充電器作為原裝配置的手機(jī)廠商。OPPO SuperVOOC 2.0 充電器主控芯片內(nèi)置 GaN 功率器件，是 PI 推出的首款 GaN 電源產(chǎn)品。使用 OPPO SuperVOOC 2.0，30 分鐘即可充滿 4000mAh 電池，將快充效

13、率推向新的頂點(diǎn)。GaN 充電器具備小巧、高效、發(fā)熱低等優(yōu)勢(shì)，在 CES2020 上，有 30 家廠商推出了 66 款 GaN 產(chǎn)品。但是由于技術(shù)、良率等問(wèn)題，價(jià)格相對(duì)昂貴。在 2020 年 2 月 13 日小米 10 發(fā)布會(huì)上，小米發(fā)布了旗下第一款采用 GaN 材料的充電器 GaN 充電器 Type-C 65W，引發(fā)市場(chǎng)關(guān)注，售價(jià)僅為 149 元。小米就此成為了第一家將 GaN USB PD 快充單獨(dú)零售的手機(jī)廠商。小米 GaN 充電器 Type-C 65W 內(nèi)部配備了納微半導(dǎo)體的 NV6115、NV6117 GaNFast 功率 IC，它們針對(duì)高頻、軟開(kāi)關(guān)拓?fù)溥M(jìn)行了優(yōu)化，通過(guò) FET、驅(qū)動(dòng)器

14、和邏輯的單片集成，創(chuàng)建了非常小、非?？臁⒁子谑褂玫摹皵?shù)字輸入、電源輸出”高性能電源轉(zhuǎn)化模塊，也使得小米這塊充電器尺寸只有 56.330.830.8 毫米(53cc)，只有標(biāo)準(zhǔn)充電器的一半左右。隨著 GaN 技術(shù)的革新升級(jí)，GaN 充電器有望憑借自身的突出優(yōu)勢(shì)加速普及，成為未來(lái)解決手機(jī)續(xù)航問(wèn)題的關(guān)鍵。表 1：近年來(lái) GaN 快充產(chǎn)品集中上市時(shí)間公司功率2017 年 9 月Navitas65W2018 年 6 月臺(tái)達(dá)60W,520V 輸出2018 年 10 月ANKER27W，520V 輸出2018 年 11 月lnfineon65W，520V 輸出2018 年 12 月RAVPower45W，5

15、20V 輸出2019 年 1 月Navitas30W、65W2019 年 1 月AUKEY27W、30W2019 年 1 月ELIXAGE30W數(shù)據(jù)來(lái)源：充電頭網(wǎng)，西南證券整理性能及成本優(yōu)勢(shì)加持下，GaN 未來(lái)有望成為主流快充技術(shù)目前市場(chǎng)上已有許多廠商布局 GaN 快充，但將價(jià)格拉至 150 元以下的小米 GaN 65W快充的功率仍然較高。此次對(duì)性價(jià)比的突破，具有信號(hào)意義。未來(lái)全球氮化鎵快充市場(chǎng)必將飛速發(fā)展，迅速獲得廣大用戶群體的接受和認(rèn)可。一方面，5G 的商用及普及會(huì)拉動(dòng)換機(jī)需求，且 GaN 快充技術(shù)滲透率會(huì)不斷增加、GaN 充電器價(jià)格則會(huì)持續(xù)下降；另一方面，非標(biāo)配充電器購(gòu)買(mǎi)需求也會(huì)不斷增加

16、。我們假設(shè)全球手機(jī)銷售量受 5G 刺激迎來(lái)拐點(diǎn)，呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)；標(biāo)配快充比例按照穩(wěn)種有升的速度變化；快充種 GaN 滲透率加速增加、GaN 充電器價(jià)格穩(wěn)定降低的趨勢(shì)，到 2025 年全球 GaN 充電器市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至 213.81 億元。表 2：GaN 充電器市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)2019A2020E2021E2022E2023E2024E2025E標(biāo)配需求全球手機(jī)銷售量（百萬(wàn)部）1489157816571724177518291847標(biāo)配快充比例20%22%24%27%29%32%35%快充中 GaN 滲透率1%7%10%15%20%26%32%GaN 充電器價(jià)格（元）15015013512210

17、99889合計(jì)（億元）4.536.554.183.6113.7150.7185.5另購(gòu)需求非標(biāo)配充電器購(gòu)買(mǎi)需求（百萬(wàn)部）100100100100100100100快充滲透率1%7%10%15%20%26%32%GaN 充電器價(jià)格（元）1501501351221099889合計(jì)（億元）1.510.513.518.221.925.628.3GaN 快充市場(chǎng)規(guī)模（億元）5.9746.9667.64101.84135.56176.29213.81數(shù)據(jù)來(lái)源：西南證券整理GaN 迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇GaN 材料性能突出作為承上啟下的寬禁帶半導(dǎo)體材料，GaN 與 Si/SiC 相比有突出成本優(yōu)勢(shì)氮化鎵（GaN）是新

18、一代半導(dǎo)體材料，具有超強(qiáng)的導(dǎo)熱效率、耐高溫和耐酸堿等特點(diǎn)。作為承上啟下的新型寬禁帶半導(dǎo)體材料，其禁帶寬度、電子飽和遷移速度、擊穿場(chǎng)強(qiáng)和工作溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于 Si 和 GaAs，擁有類似 Sic 性能優(yōu)勢(shì)的禁寬帶材料，但具備更大的成本控制潛力。GaN 材料的應(yīng)用使器件小型化、輕量化，降低了電力電子裝置的體積、重量以及制作和生產(chǎn)的成本，能夠更好的控制成本，大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。相較于硅器件，GaN 晶體管更具效率GaN 是直接能隙半導(dǎo)體，帶隙能量為 3.4Ev，是硅的幾倍。更寬的帶隙使得 GaN 更適用于光電子器件。另外，GaN 半導(dǎo)體具有 1000 倍于硅的電子遷移率，且更耐高溫，因此更能在高頻

19、、高溫和高功率的環(huán)境下工作。也就是說(shuō)，與硅相比，GaN 具有更節(jié)能、更快、更好的恢復(fù)特性等突出優(yōu)勢(shì)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)高頻率和高效率?？偟膩?lái)說(shuō)，GaN 材料擁有很大帶隙，擊穿強(qiáng)高達(dá) Si 的 10 倍，可大幅降低導(dǎo)通電阻，并可可在高溫下工作，非常適合應(yīng)用在小型快充充電電源上。GaN 充電器不僅具備了低發(fā)熱小體積的突出優(yōu)勢(shì)，更在充電功率轉(zhuǎn)換上更具優(yōu)勢(shì)。表 3：GaN 和 SiC 的性能差異氮化鎵(GaN)碳化硅（SiC)帶隙（單位 eV）3.493.26電子遷移率(單位：Cm2/Vs)2000700電子峰值速度（單位：X107cm/s）2.12臨界電場(chǎng)（單位：MV/cm）33熱導(dǎo)率（單位：W/cmK）

20、1.54.5相對(duì)介電常數(shù)（單位：r）910優(yōu)點(diǎn)高電子遷移率和飽和電子速率、成本更低更高的熱導(dǎo)率和更成熟的技術(shù)數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole，西南證券整理5G 帶來(lái)重大機(jī)遇，市場(chǎng)空間潛力巨大得益于自身的突出特性，GaN 在射頻器件、功率器件等領(lǐng)域都表現(xiàn)出較強(qiáng)的滲透能力氮化鎵技術(shù)最早于 1970 年被美國(guó)無(wú)線電公司用來(lái)制造 LED，而后基于 GaN 的 LED 成為了 LED 的主流。除了 LED，GaN 也逐漸被使用到了功率半導(dǎo)體和射頻器件上。氮化鎵器件主要包括射頻器件和電力電子器件，射頻器件產(chǎn)品包括功率放大器和開(kāi)關(guān)器等，主要面向基站衛(wèi)星、軍用雷達(dá)等市場(chǎng)；電力電子器件產(chǎn)品包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管等產(chǎn)品，主要應(yīng)用于無(wú)

21、線充電、電源開(kāi)關(guān)和逆變器等市場(chǎng)。氮化鎵具有較高的功率和頻率性能，同時(shí)具有優(yōu)良的熱導(dǎo)率，可被應(yīng)用于高電壓高頻率的場(chǎng)合。圖 6：GaN 器件的分類及應(yīng)用領(lǐng)域圖 7：2018 年全球 GaN 電子器件市場(chǎng)規(guī)模及分布（萬(wàn)美元）無(wú)線充電件功率器件電源開(kāi)關(guān)LiDAR逆變器基站射頻器件衛(wèi)星雷達(dá)GaN 器件光伏逆變, 22, 2%無(wú)線電源, 44, 4%包絡(luò)跟蹤, 55, 5%無(wú)線電源, 88, 8%激光雷達(dá), 286, 26%電源設(shè)備, 605, 55%數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole，西南證券整理數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole，西南證券整理在功率器件方面，GaN 器件適用于多數(shù)功率器件市場(chǎng)，市場(chǎng)空間巨大GaN 功率器件包括 SBD

22、、常關(guān)型 FET、級(jí)聯(lián) FET 等產(chǎn)品，主要應(yīng)用于無(wú)線充電件、電源開(kāi)關(guān)、逆變器、交流器等領(lǐng)域。就性能來(lái)講，GaN 材料更適用于高頻率應(yīng)用場(chǎng)景，SiC 則在高壓高功率場(chǎng)景表現(xiàn)更佳。隨著技術(shù)水平的進(jìn)步與成本控制，GaN 材料將在中低功率取代硅基功率器件，在 300V600V 電壓間發(fā)揮優(yōu)勢(shì)作用。根據(jù) Yole 估計(jì)，在 0900V 的低壓市場(chǎng)內(nèi)，GaN 都有較大的應(yīng)用潛力。按照整體市場(chǎng) 154 億美元來(lái)看，占據(jù) 68%的該部分低壓市場(chǎng)都是 GaN 的潛在市場(chǎng)，約有 105 億美元。作為功率器件，GaN 在電源設(shè)備上先行一步，在其它電子器件市場(chǎng)也有望加速滲透體積、效率及成本上的優(yōu)勢(shì)是 GaN 功率器

23、件在消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)上不斷突破的重要因素。國(guó)際大型企業(yè)在移動(dòng)設(shè)備探索上先于國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商，2018 年， GaN IC 廠商 Navitas和 Exagan 推出了帶有集成 GaN 解決方案的 45W 快速充電電源適配器，內(nèi)置 GaN 充電器比蘋(píng)果充電器體積減少 40%。就充電頭網(wǎng)的拆解數(shù)據(jù)來(lái)看，目前市面上幾款 GaN 充電器多數(shù)采用 PI 和納微的方案。PI 方案是將 GaN 功率器件、驅(qū)動(dòng)、PWM 控制器都集成在一顆芯片內(nèi)，設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)潔、集成度較高。納微的器件則是獨(dú)立的，采用高度集成的驅(qū)動(dòng)電路和單晶片設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的小型化和高效率。伴隨 GaN 充電器不斷普及，技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品快速放量帶來(lái)

24、芯片的設(shè)計(jì)、制造成本快速下降，刺激市場(chǎng)的進(jìn)一步應(yīng)用。表 4：部分 GaN 充電器的主要參數(shù)輸出功率GaN 驅(qū)動(dòng)器主控芯片協(xié)議芯片ANKER PowerPort Atom PD 130WPI SC1933C 內(nèi)置PI SC1933CWeltred 偉詮WT6615FANKER PowerPort Atom PD 260WPI SC1933C 內(nèi)置PI SC1933C賽普拉斯 CYPD4225Anker PowerCore Fusion PD30W芯科 SI8610BBTI UCC28780賽普拉斯 CYPD3175AUKEY 27W USB PD Wall Charger27W納微 NV6252

25、 內(nèi)置TI UCC28780偉詮WT6615FRAVPower 45W Ultrathin PD Charger45W芯科 SI8610BBTI UCC28780偉詮WT6615F數(shù)據(jù)來(lái)源：充電頭網(wǎng)，西南證券整理在射頻器件方面，5G 為射頻主戰(zhàn)場(chǎng)帶來(lái)重大機(jī)遇射頻領(lǐng)域是 GaN 技術(shù)滲透率最高，發(fā)展前景最大的行業(yè)。疫情結(jié)束后，國(guó)內(nèi) 5G 基站建設(shè)需求將迅速反撲。基站收發(fā)信機(jī)上需要使用大數(shù)量的陣列天線來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)流量和鏈接的可靠性，而這種架構(gòu)必須搭配相應(yīng)的射頻收發(fā)單元陣列，因此 5G 基站數(shù)量增加將對(duì)射頻器件需求會(huì)大量增加。GaN 是 5G 應(yīng)用中的關(guān)鍵性技術(shù)。GaN 尺寸小、效率高和功率密度大

26、的物理特性使基站能夠更好的實(shí)現(xiàn)信號(hào)收發(fā)，可以有效的減少收發(fā)通道數(shù)及整體方案的尺寸。截至 2017 年 12 月底，我國(guó) 4G 宏基站數(shù)量為 328 萬(wàn)座。5G 宏基站數(shù)量有望達(dá)到 500萬(wàn)座，約為 4G 基站數(shù)量的 1.5 倍。宏基站建設(shè)將會(huì)拉動(dòng)基站端 GaN 射頻器件的需求量，考慮到 5G 基站的建設(shè)周期，到 2023 年基站端 GaN 射頻器件規(guī)模達(dá)到頂峰。據(jù) Yole 預(yù)測(cè)， 2017 年通信領(lǐng)域 RF 用 GaN 市場(chǎng)規(guī)模為 1.5 億美元，到 2023 年，GaN 市場(chǎng)率將超過(guò) 20%，疊加 5G 基站的快速起量，市場(chǎng)規(guī)模會(huì)增長(zhǎng)到 5.6 億美元。在其它射頻領(lǐng)域內(nèi)所采用 Si LDM

27、OS 技術(shù)也將逐漸被下一代成本更低的 Si 基 GaN 技術(shù)取代。據(jù)賽瑞研究預(yù)計(jì)，2018 年 GaN 射頻器件市場(chǎng)規(guī)模不足 2 億美元，并保持 23%的年復(fù)合增速，預(yù)計(jì) 2023 年市場(chǎng)規(guī)模可達(dá) 13 億美元。圖 8：中國(guó) 5G 基站新增及基站端 GaN 射頻規(guī)模預(yù)測(cè)圖 9：全球 GaN 襯底需求量及市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)140120100806040200基站新增數(shù)量（單位：萬(wàn)站） 基站端GaN射頻器件規(guī)模（單位：億元）115.2105.6112.6100.576.873.162.458.57264.338.431.79.6 7.22019202020212022202320242025全球GaN襯

28、底需求量（單位：萬(wàn)片）全球GaN襯底市場(chǎng)規(guī)模（單位：億元）48.264.235.632.126.424.119.814.817.813.27.49.97060504030201002017年2018年2019年2020年E 2021年E 2022年E數(shù)據(jù)來(lái)源：賽迪智庫(kù)，西南證券整理數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole，西南證券整理國(guó)內(nèi) GaN 應(yīng)用市場(chǎng)尚未完全打開(kāi)，消費(fèi)電子行業(yè)是主要應(yīng)用領(lǐng)域全球范圍內(nèi)，氮化鎵專利申請(qǐng)量排名前四的國(guó)家及地區(qū)是日本、中國(guó)大陸、美國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣，其中我國(guó)專利量占全球的 23%。雖然在專利方面國(guó)內(nèi)有一定優(yōu)勢(shì)，但從目前的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r來(lái)說(shuō)，仍以歐美日企業(yè)為主。這和 GaN 布局早晚有一

29、定的聯(lián)系，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，我國(guó)的 GaN 研究始于 2013 年。盡管當(dāng)前發(fā)展程度不高，但是我國(guó)是全球最大的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)地、全球規(guī)模最大的 5G移動(dòng)通信、全球增速最快的新能源汽車、智能手機(jī)和軍工領(lǐng)域?qū)β拾雽?dǎo)體需求增速，這些應(yīng)用的發(fā)展都離不開(kāi)第三代半導(dǎo)體材料和器件的支撐。因此我國(guó) GaN 市場(chǎng)潛力巨大。2018年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總規(guī)模在 1.2 億人民幣左右。其中激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模約為 0.27 億元人民幣，無(wú)線電源、光伏逆變器等領(lǐng)域也在加速滲透，當(dāng)前下游應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)格局與國(guó)際市場(chǎng)情況類似。下游需求的持續(xù)景氣，將刺激氮化鎵器件應(yīng)用快速

30、增長(zhǎng)據(jù) Yole 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2017 年全球氮化鎵襯底市場(chǎng)需求約為 7.4 萬(wàn)片，未來(lái) 5 年里維持高速增長(zhǎng)，復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá) 34%，到 2022 年將增長(zhǎng)數(shù)倍至 32 萬(wàn)片。假設(shè)每片襯底的價(jià)格為20000 元，則 2022 年氮化鎵市場(chǎng)規(guī)模將達(dá) 64 億元。當(dāng)前行業(yè)集中度較高，CR3 高達(dá) 85%。住友電工、三菱化學(xué)及 Sciocs 三家日本企業(yè)是絕對(duì)的行業(yè)龍頭，其他廠商仍處于小規(guī)模量產(chǎn)或研發(fā)階段。三安光電等國(guó)內(nèi)企業(yè)正在加速布局 GaN 生產(chǎn)線市場(chǎng)格局美日歐廠商處于領(lǐng)先地位，但中國(guó)企業(yè)已經(jīng)有所涉及作為第三代半導(dǎo)體材料氮化鎵，加工工藝主要包括外延生長(zhǎng)、器件隔離、歐姆接觸、氮化物鈍化、柵極制作、

31、場(chǎng)板制作、襯底減薄、襯底通孔等環(huán)節(jié)。就產(chǎn)業(yè)鏈而言，包括上游的襯底和外延環(huán)節(jié)、中游的器件和模塊制造環(huán)節(jié)。目前大陸已經(jīng)具備包括 GaN 材料襯底、外延、工藝加工、電路設(shè)計(jì)、封裝、測(cè)試、模塊等的完整產(chǎn)業(yè)鏈布局，部分產(chǎn)品也已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。盡管我國(guó)氮化鎵材料起步較晚，但國(guó)家相關(guān)扶持政策在不斷為第三代半導(dǎo)體器件的研制和應(yīng)用加碼。國(guó)內(nèi)已有數(shù)條 GaN 生產(chǎn)線投入使用，并投建了多個(gè)與第三代半導(dǎo)體相關(guān)的研發(fā)平臺(tái)。襯底外延設(shè)計(jì)制造圖 10：氮化鎵電子器件產(chǎn)業(yè)鏈境外 企業(yè)住友電氣三菱化學(xué) EpiGaN DOWA IQE NTT-ATTransphorm 美國(guó)環(huán)宇富士通境內(nèi) 企業(yè)蘇州納維東莞天鎵 嘉晶電子晶湛半

32、導(dǎo)體安譜隆 三安集成海威華芯數(shù)據(jù)來(lái)源：公司官網(wǎng)，西南證券整理納微半導(dǎo)體正積極布局中國(guó)市場(chǎng)盡管由于技術(shù)和價(jià)格等方面的挑戰(zhàn) GaN 材料短期內(nèi)很難克服。而此次小米 GaN 快充 65W 的大受歡迎具備行業(yè)風(fēng)向標(biāo)的意義。未來(lái)氮化鎵充電器很有可能成為未來(lái)手機(jī)行業(yè)標(biāo)配，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈也將獲得盈利機(jī)會(huì)。在國(guó)際范圍看，EPC、GaN 系統(tǒng)、英飛凌、松下和 Transphorm 已經(jīng)實(shí)現(xiàn) GaN 功率器件的商業(yè)化量產(chǎn)，Dialog、恩智浦、安森美半導(dǎo)體、德州儀器等實(shí)力選 手也紛紛加入戰(zhàn)局。此次與小米合作的企業(yè)納維半導(dǎo)體是一家成立于 2014 年的相對(duì)年輕的 公司。面對(duì)這樣一個(gè)具有較高技術(shù)壁壘的行業(yè)，納微半導(dǎo)體憑借

33、過(guò)硬的技術(shù)水平利用面向消 費(fèi)級(jí)市場(chǎng)的高集成度的 GaN 功率芯片產(chǎn)品在市場(chǎng)上快速的建立起了知名度。納微半導(dǎo)體企 業(yè)早在 2017 年就發(fā)布了當(dāng)時(shí)號(hào)稱世界上最小的 65W USB-PD 手提電腦電源適配器，迅速 提升了市場(chǎng)占有率，之后圍繞新能源汽車應(yīng)用開(kāi)發(fā)相應(yīng)的 GaN 功率芯片。納微半導(dǎo)體對(duì)中 國(guó)的市場(chǎng)前景很有信心，與許多知名品牌廠商都展開(kāi)了合作。GaN 充電器勢(shì)頭正猛，國(guó)內(nèi)投資熱度高漲GaN 關(guān)鍵技術(shù)主要掌握在美、歐、日主要企業(yè)手中，國(guó)內(nèi)企業(yè)也在加快步伐，不斷掌握核心技術(shù)。僅僅在 2017 年一年時(shí)間里，國(guó)內(nèi)投產(chǎn)氮化鎵材料相關(guān)項(xiàng)目金額已超 19 億元。斯達(dá)半導(dǎo)、三安光電、聞泰科技、士蘭微、華

34、潤(rùn)微(即將上市)、海特高新、華微電子、揚(yáng)杰科技等多家 A 股公司均已積極布局第三代半導(dǎo)體。表 5：部分國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)能狀況主營(yíng)業(yè)務(wù)GaN 產(chǎn)能三安光電掌握了領(lǐng)先的外延片生長(zhǎng)及芯片等核心技術(shù),是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的全色系超高亮度 LED 芯片生產(chǎn)企業(yè)之一,擁有在國(guó)內(nèi)光電領(lǐng)域的龍頭地位。下屬子公司三安集成項(xiàng)目總規(guī)劃用地 281 畝，總投資額 30 億元，規(guī)劃產(chǎn)能為 30 萬(wàn)片/年 GaAs 高速半導(dǎo)體外延片、30 萬(wàn)片/年 GaAs 高速半導(dǎo)體芯片、6 萬(wàn)片/年 GaN 高功率半導(dǎo)體外延片、6 萬(wàn)片/年 GaN 高功率半導(dǎo)體芯片。士蘭微專業(yè)從事集成電路以及半導(dǎo)體微電子相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與銷售的高新技術(shù)企業(yè)

35、.司主要產(chǎn)品是集成電路以及相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)和方案。2017 年，士蘭微打通一條 6 英寸的硅基氮化鎵功率器件中試線。2018年 10 月，士蘭微廈門(mén) 12 英寸芯片生產(chǎn)線暨先進(jìn)化合物半導(dǎo)體生產(chǎn)線開(kāi)工，其中 4/6 英寸兼容先進(jìn)化合物半導(dǎo)體器件生產(chǎn)線總投資 50 億元，定位為第三代功率半導(dǎo)體、光通訊器件、高端 LED 芯片等。海特高新是一家主要從事航空機(jī)載設(shè)備的檢測(cè)、維護(hù)、修理及支線飛機(jī)、直升機(jī)及公務(wù)機(jī)中小型發(fā)動(dòng)機(jī)的維修,航空技術(shù)及軟件開(kāi)發(fā),航空機(jī)載設(shè)備及航空測(cè)試設(shè)備的研制和銷售業(yè)務(wù)的公司。海威華芯6 英寸第二代/第三代半導(dǎo)體集成電路芯片生產(chǎn)線已于2016 年 8 月投入試生產(chǎn)。官網(wǎng)顯示，海威華芯

36、已開(kāi)發(fā)了 5G 中頻段小于 6GHz的基站用氮化鎵代工工藝、手機(jī)用砷化鎵代工工藝，發(fā)布了毫米波頻段用 0.15um 砷化鎵工藝。砷化鎵 VCSEL 激光器工藝、電力電子用硅基氮化鎵制造工藝在 2019 年也取得了較大的進(jìn)展。華微電子是中國(guó)本土具有重要影響力的綜合性微電子企業(yè)，其聚焦于模擬與功率半導(dǎo)體等領(lǐng)域，業(yè)務(wù)包括集成電路設(shè)計(jì)、掩模制造、晶圓制造、封裝測(cè)試及分立器件。目前擁有 6-8 英寸晶圓生產(chǎn)線 5 條、封裝生產(chǎn)線 2 條、掩模生產(chǎn)線 1條、設(shè)計(jì)公司 3 家，為國(guó)內(nèi)擁有完整半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)。數(shù)據(jù)來(lái)源：公司官網(wǎng)，西南證券整理三安光電是化合物半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)替代龍頭標(biāo)的，在射頻芯片、光通訊和電力電子各個(gè)方向進(jìn)展良好。三安集成電路有限公司三安光電下屬子公司，基于氮化鎵和砷化鎵技術(shù)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)，是一家專門(mén)從事化合物半導(dǎo)體制造的代工廠。三安集成在微波射頻領(lǐng)域已建成專業(yè)化、規(guī)模化的 4 英寸、6 英寸化合物晶圓制造產(chǎn)線，在電子電路領(lǐng)域已推出高可靠性、高功率密度的 SiC 功率二極管及硅基氮化鎵功率器件。風(fēng)險(xiǎn)提示疫情影響下，消費(fèi)者對(duì)于終端產(chǎn)品的購(gòu)買(mǎi)欲望降低、5G 基站建設(shè)速度減慢造成下游需求增長(zhǎng)不及預(yù)期；宏觀經(jīng)濟(jì)下行壓力下，相關(guān)企業(yè)經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)不及預(yù)期。分析師承諾本報(bào)告署名分析師具有中國(guó)證券業(yè)協(xié)會(huì)授予的證券投資咨詢執(zhí)業(yè)資格并注冊(cè)為證券分析師，報(bào)