金属非金属新材料：GAAS/GAN：5G时代 执掌主场

投资要点

    逐鹿5G，GaAs/GaN稳居绝对主角。由于5G 方案的频段相对于4G 更高、带宽更大，路径损耗相对更大，对射频前端器件的材料性能提出了新的要求：1）禁带宽度更大；2）临界击穿电场更高；3）热导率更高；4）饱和电子速率和电子迁移率更高。从衬底材料的角度，5G 时代（Sub-6GHz）仍然是GaAs 的主场，但中长期发展到更高频的毫米波阶段后，GaAs 热导率较低，散热性较差，其射频器件可承受的功率相对较低，大概率需要使用以GaN 为工作层的材料。目前GaN 可作为外延材料生长在SiC、Si等衬底上，预计GaN-on-SiC 将成为5G 时代对功率要求较高的宏基站射频器件用半导体材料的主流，而微基站功耗要求相对较小，GaAs 将主导。

    GaAs/GaN 市场空间测算（仅考虑手机和基站射频应用）。手机：换机潮+渗透率提升+PA 数量增加，GaAs 需求迎来大放量。我们预测，2019-2023年全球智能手机+功能手机GaAs PA 需求量将从61.8 亿个增长至127 亿个，GAGR 达19.8%。即使考虑小型化趋势，未来几年GaAs PA 的需求量也有显著的增长。基站：基站数量增加+单个基站上的PA 数量成倍增长，带动GaAs 和GaN 需求大幅增长，此外，宏基站的应用上，GaN 在高频、高功率性能上占据绝对优势，预计也会持续抢占LDMOS 的市场份额，带来需求进一步提升。根据Yole 预测，GaAs 射频器件市场总额2016-2022GAGR 达10.1%，其中基站领域GAGR 超70%。GaN 射频器件的市场规模2017-2023 GAGR 超过20%，最主要的增量也是来自于基站的应用。

    全球竞争格局：由海外主导的寡头市场。GaAs：射频领域技术门槛高，市场集中度高，从材料到设计均由海外主导。2017 年衬底市场费尔伯格、住友电工、AXT 3 家公司市场份额达94%，外延片外包领域两大巨头是IQE 和全新光电，市场份额分别为55%和26%，中国当前主要占据低端LED 市场。GaN：相较于GaAs 属新兴市场，研发和生产上海外厂商包括Cree、Qorvo、MACOM、MMIC 等均走在技术发展和产品出新的前列。

    GaAs/GaN 材料相关A 股上市公司。有研新材：旗下有研光电拥有60 万片/年的GaAs 衬底产能，采用水平GaAs 单晶生产线，产品均匀性优异，定位于高端LED 应用，附加值高，是全球红外LED 用砷化镓基片的主要供应商之一。云南锗业：GaAs 单晶片产能为80 万片/年（折合4 英寸），2019 年上半年产量4.17 万片，目前6 英寸尚未批量生产，产品主要销往韩国、福建、台湾等地。2019 年上半年公司非锗半导体材料级产品（GaAs、InP）实现营业收入541.78 万元，占营业收入比重还较小，仅为2.36%。

    风险提示：5G 手机销量低于预期；5G 基站建设进展缓慢；GaAs 射频器件在手机功率放大器领域渗透率的提升不及预期；GaN 衬底及外延技术实现重大突破，加速对GaAs 射频器件的替代；其他可替代材料实现技术突破导致GaAs和GaN 的应用市场竞争加剧。