5G时代,第三代半导体将大有可为

第三代半导体，又称宽禁带半导体，是以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为代表的半导体材料，具备高压、高温、高频大功率等特性。目前已广泛应用在无线基础设施（基站）、卫星通信、轨道交通、新能源汽车、消费电子等领域。

先说说碳化硅，SiC器件以其固有的高频、大功率、高温和抗恶劣环境应用潜力，在许多领域可以取代Si，打破硅基材料本身性能造成的许多局限性，在航空航天、新能源汽车、轨道交通、高压输变电、分布式能源等领域有着十分广泛的应用，也是各国争相抢占的产业高地。

再说说氮化镓，刚才也提到，5G的基站需要在原有4G基础上进一步大规模建设，其主要原因是5G的频谱高，基站的覆盖面就相应变小，相对于4G，5G的建设需要更多的小基站才能消除盲区。频谱是5G的血液，要提高频谱利用率，主要的技术方式是增加基站和天线的数量，对应5G中的关键技术应为大规模天线阵列(MassiveMIMO)和超密集组网(UDN)。

5G时代，射频器件的重要程度大大超过4G时代。而GaN有一个重要的原生优势——高效率。高效率对5G可谓一个决定性的优势。对于整个MIMO基站，其里面有64个通道，每个通道的效率哪怕有些许的提高，对基站本身的散热都会有很大的改善，功率也随之提高，整个覆盖范围就变大。

目前GaN技术已成为高频、大功耗应用技术的首选，不论在频宽、性能、容量、成本间均可做出最佳成效。

Yole数据显示，截止到2018年底，RF GaN的市场规模接近4.85亿美元。虽然目前全球只有少数厂商展示了商业化的GaN技术，但事实上已经有许多公司投入研发GaN技术。而5G通信的快速崛起，成为GaN技术发展的重要契机。预计到2023年，全球GaN RF器件市场规模将达到13亿美元。

图: 2019-2023年全球GaN RF器件市场规模预测

结   语

中国必定成为5G的领头羊。正如华为，目前已经在5G领域颇具造诣，从5G订单和基站数量看来，华为5G也正逐渐被业界认可。在中美贸易摩擦不断升级的局势下，提高半导体产品国产化率的呼声日益强烈。中国开展SiC、GaN材料和器件方面的研究工作比较晚，在微波射频和电力电子领域与国外相比水平较低。近年来，中国也在积极推进第三代半导体相关产业的步伐，全国已形成了京津冀、长三角、珠三角、闽三角以及中西部等三代半产业聚集区。相信5G将带来半导体材料革命性的变化，我国的第三代半导体产业也将迎来迅猛发展。