5G发展将带动RF功率元件需求成长

 随著5G技术逐渐成熟，带给射频前端(RF Front End)晶片市场商机，未来射频功率放大器(RF PA)需求将持续成长，其中传统金属氧化半导体(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS;LDMOS具备低成本和大功率性能优势)制程逐步被氮化镓(Gallium Nitride，GaN)取代，尤其在5G技术下需要支援更多元件、更高频率，另砷化镓(GaAs)则相对稳定成长。透过导入新的射频技术，RF PA将以新的制程技术实现，其中GaN的RF PA将成为输出功率3W以上的主流制程技术，LDMOS市占率则逐渐降低。

1. 随著5G技术成熟，射频功率放大器市场具商机

5G技术涵盖毫米波频率和大规模MIMO(Multi-Input Multi-Output)天线运用，以实现5G无线整合及架构上的突破，未来如何大规模采用Massive-MIMO及毫米波(mmWave)回程系统将是发展关键。由于5G频率高，因此对于高功率、高性能、高密度的射频元件需求增加，其中氮化镓(GaN)符合其条件，即GaN市场具有潜在商机。

射频前端晶片市场主要分为两大类，一为使用MEMS(Microelectromechanical Systems)制程制造的滤波器，以声表面波滤波器(Surface Acoustic Wave，SAW)和体声波滤波器(Bulk Acoustic Wave，BAW)为主;二为使用半导体制程制造的电路晶片，以功率放大器(PA)和开关电路(Switch)为主。

过去GaN主要应用在高功率或长距离传输讯号领域，包括基地台收发器(Base Station Subsystem，BTS)、雷达、电子战(Electronic Warfare，EW)、卫星通讯等。而GaN技术发展最大挑战在于成本，也因此影响其发展速度，然随著技术不断演进，GaN成本在大厂投入下有下降趋势。目前投入射频功率放大器业者众多，包括NXP、Qorvo、Ampleon、Infineon、Sumitomo、Analog Devices、M-A/COM、Wolfspeed、UMS等。

2. GaN PA在5G发展下成为超高频通讯应用首选

电信基地台设备升级与小型基地台之建置，为推动射频功率放大器市场规模成长动能之一，其中功率放大器(其功能为将无线讯号从基地台发射出去)占基地台成本比重约25～30%，具举足轻重角色，业者无不积极提升PA性能，使PA输出功率最大化，同时获得最佳线性度和效率。

2016年全球RF PA市场规模达15亿美元，预估至2022年整体市场规模将为25亿美元，复合年增率(Compound Annual Growth Rate，CAGR)为10%。随著未来对更高频段需求，以5G为例，相较于4G中最高支援5个20MHz的载波聚合，5G载波聚合的数量可能高达32或64个，这对射频厂商而言，技术设计挑战性更大。

由于GaN功率放大器支援更高频宽与频率(已能处理50GHz或以上的毫米波频率)，尽管在考量成本因素下，采用LDMOS基地台需求仍不少，但主要以中低频率为主，然在5G毫米波时代，高频段让传统PA的LDMOS略显不足，尤其在10GHz以上频段，GaN具有明显优势。换言之，GaN PA在5G发展趋势下将成为超高频通讯应用首选。