如今，SiC與GaN成為化合物半導(dǎo)體的兩大當(dāng)紅炸子雞，受到新能源汽車與快充的帶動(dòng)，SiC和GaN都坐上了高速列車，而同為化合物半導(dǎo)體，砷化鎵（GaAs）的境遇卻有點(diǎn)慘。
代工廠進(jìn)入寒冬
作為全球最大的GaAs代工廠，自2022年第一季度開(kāi)始，穩(wěn)懋的營(yíng)收與凈利潤(rùn)就出現(xiàn)了持續(xù)下滑。2022年第四季度的營(yíng)收下滑至35.27億新臺(tái)幣，同比下降51.13%。其資本支出也從2021年的80.81億新臺(tái)幣回落至2022年的71.24億新臺(tái)幣。
從營(yíng)收結(jié)構(gòu)來(lái)看，穩(wěn)懋的營(yíng)收主要來(lái)自移動(dòng)手機(jī)（主要是智能手機(jī)PA放大器）、技術(shù)設(shè)施建設(shè)、WIFI這三大部分，不過(guò)由于智能手機(jī)業(yè)務(wù)市場(chǎng)需求的不景氣，穩(wěn)懋來(lái)自智能手機(jī)的營(yíng)收占比在顯著下滑，2022年第四季度來(lái)自Cellular（移動(dòng)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)）的營(yíng)收占比為25~30%，與2021年同期相比下降了25個(gè)百分點(diǎn)。基礎(chǔ)建設(shè)（Infrastructure）相關(guān)營(yíng)收雖然仍略低于第3季的水準(zhǔn)，不過(guò)第4季已超越手機(jī)PA成為營(yíng)收最高的族群，Wi-Fi營(yíng)收則在部分客戶回補(bǔ)庫(kù)存之下出現(xiàn)小幅增長(zhǎng)。
Source：穩(wěn)懋
另一家GaAs代工企業(yè)宏捷科今年2月?tīng)I(yíng)收1.05億新臺(tái)幣，同比銳減42.31%，創(chuàng)下2019年4月以來(lái)的新低。目前宏捷科的產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到了2萬(wàn)片/月，但由于需求不景氣，產(chǎn)能利用率維持在3成左右的水準(zhǔn)。宏捷科在法說(shuō)會(huì)上表示，目前中國(guó)大陸PA設(shè)計(jì)企業(yè)的庫(kù)存仍然需要5個(gè)月才能恢復(fù)到正常水位，且未來(lái)智能手機(jī)的銷量能夠走強(qiáng)仍需觀察。
射頻龍頭承壓
砷化鎵下游的最大應(yīng)用產(chǎn)品是射頻PA（Power Amplifier）。
從設(shè)計(jì)端來(lái)看，目前全球射頻PA龍頭分別是Skyworks和Qorvo。目前兩家企業(yè)的營(yíng)收都不同程度的遭受到壓力。Qorvo在最新一季度的營(yíng)收為7.43億美元，同比下降33.3%。其對(duì)下一季度的業(yè)績(jī)指引中，營(yíng)收將不超過(guò)6.4%，同比下滑40%以上。在主營(yíng)業(yè)務(wù)營(yíng)收疲軟之下，Qorvo也正在加速降低產(chǎn)能利用率，以避免庫(kù)存積壓過(guò)多。
而Skyworks相對(duì)能夠好一些，2022年第四季度營(yíng)收達(dá)到了14.1億美元，同比增長(zhǎng)7.3%，全年?duì)I收54.86億美元，同比增長(zhǎng)7.37%，Skyworks營(yíng)收能夠?qū)崿F(xiàn)正增長(zhǎng)主要是因?yàn)榈谒募径忍O果發(fā)布新的產(chǎn)品，Skyworks作為蘋果手機(jī)射頻PA的供應(yīng)商，營(yíng)收被一定程度地拉動(dòng)上升。
此外，兩大龍頭的盈虧不同的另一個(gè)重要原因是其營(yíng)收結(jié)構(gòu)不相同。此前Qorvo的營(yíng)收中來(lái)自中國(guó)的占比在一半左右，因此受到中國(guó)市場(chǎng)影響比較大，受到中國(guó)智能手機(jī)需求的下行，Qorvo在2022年第三季度來(lái)自中國(guó)的營(yíng)收占比已經(jīng)下滑至19%。而Skyworks的營(yíng)收中，來(lái)自美國(guó)市場(chǎng)的占比超過(guò)50%，2022年第三季度來(lái)自中國(guó)的營(yíng)收占比只有8%。
在全球智能手機(jī)下行的大背景下，射頻PA自然也受影響，但從業(yè)績(jī)上來(lái)看，Skyworks和Qorvo雖略有不同程度的衰退，但相對(duì)于代工廠而言并不算大，一個(gè)重要原因是兩大射頻PA龍頭正在加速多元化。
射頻龍頭多元化布局
轉(zhuǎn)型，似乎成為過(guò)去五年射頻龍頭的主旋律，有像Broadcom這樣，一度要放棄射頻業(yè)務(wù)，徹底轉(zhuǎn)型軟件服務(wù)的，也有像Skyworks和Qorvo這樣，將業(yè)務(wù)多元化布局的。
在過(guò)去十年，Qorvo與Skyworks進(jìn)行了多起并購(gòu)，一部分是用來(lái)鞏固自身在射頻領(lǐng)域的地位，另一部分則是為了拓展全新的業(yè)務(wù)，尋找新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
Qorvo在2019年分別收購(gòu)了CustomMMIC和Active-Semi，前者是從事微波射頻通信的制造商，后者主要是專注電源管理與電機(jī)驅(qū)動(dòng)。在2020年Qorvo又收購(gòu)了UWB芯片供應(yīng)商Decawave，2021年收購(gòu)MEMS傳感器解決方案供應(yīng)商N(yùn)extInput。同年又收購(gòu)了SiC企業(yè)UnitedSiC，布局SiC產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過(guò)一系列的并購(gòu)，Qorvo的發(fā)展方向不再局限于移動(dòng)通訊的射頻解決方案，產(chǎn)品線也比老對(duì)手Skyworks更加多元化。從Qorvo最新的財(cái)報(bào)來(lái)看，其來(lái)自ACG業(yè)務(wù)線（先進(jìn)移動(dòng)通信部門）的營(yíng)收為66%。
Skyworks的近幾年的重點(diǎn)發(fā)力方向則聚焦汽車領(lǐng)域與物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，其在2021年斥資27.5億美元并購(gòu)了SiliconLaboratories的基礎(chǔ)設(shè)施和汽車業(yè)務(wù)，2018年收購(gòu)Avnera以擴(kuò)大其音頻解決方案組合并進(jìn)入了智能揚(yáng)聲器、耳機(jī)和汽車音頻等市場(chǎng)。
由于Skyworks和Qorvo在過(guò)去兩年進(jìn)行了并購(gòu)，且正在加速多元化，因此其受到當(dāng)前周期影響會(huì)被減弱。
將目光聚焦中國(guó)射頻設(shè)計(jì)廠商，則更能看出當(dāng)前射頻PA的現(xiàn)狀。從卓勝微與唯捷創(chuàng)芯過(guò)去8個(gè)季度的營(yíng)收表現(xiàn)可以看出，其營(yíng)收走勢(shì)雖然受到淡旺季的影響會(huì)略有漲跌，但總體趨勢(shì)是呈現(xiàn)下降狀態(tài)。唯捷創(chuàng)芯作為中國(guó)本土射頻PA的頭部企業(yè)，90%左右的營(yíng)收都來(lái)自射頻PA，因此其更能夠直觀地展現(xiàn)出當(dāng)前射頻PA的狀態(tài)。
此外，從庫(kù)存情況來(lái)看，2022年第三季度，唯捷創(chuàng)芯的庫(kù)存周轉(zhuǎn)天數(shù)達(dá)到了256天，超過(guò)了近三年的歷史峰值。而Qorvo和Skyworks庫(kù)存周轉(zhuǎn)天數(shù)也在160天左右，射頻PA廠商的庫(kù)存積壓嚴(yán)重。
需求減弱
射頻PA的下游需求主要有兩大部分，一部分是智能手機(jī)，一部分是基站。
在手機(jī)方面，根據(jù)Trendforce集邦咨詢的研究數(shù)據(jù)顯示，2022年智能手機(jī)的生產(chǎn)量為11.92億部，年減10.6%。2023年一季度智能手機(jī)產(chǎn)量仍會(huì)持續(xù)下跌，預(yù)估僅約2.51億部，年減18.9%。若以2023全年來(lái)看，隨著品牌持續(xù)調(diào)節(jié)渠道庫(kù)存，預(yù)測(cè)2023上半年渠道庫(kù)存可回到健康水位，預(yù)估全年產(chǎn)量仍有機(jī)會(huì)成長(zhǎng)0.9%，達(dá)12.02億部。從成長(zhǎng)性來(lái)看，雖然有5G滲透率的緩慢提升，但總體上半年庫(kù)存的調(diào)整對(duì)射頻PA的出貨量影響更大，手機(jī)射頻PA今年上半年增長(zhǎng)基本無(wú)望。
從基站方面來(lái)看，在中國(guó)市場(chǎng)中，根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，2022年新建5G基站88.7萬(wàn)個(gè)，截止2月末，我國(guó)5G基站總數(shù)達(dá)238.4萬(wàn)個(gè)，占移動(dòng)基站總數(shù)的21.9%。預(yù)計(jì)今年全年建設(shè)5G基站60萬(wàn)個(gè)，累計(jì)總數(shù)超過(guò)290萬(wàn)個(gè)?？傮w來(lái)看，來(lái)自基站的增量還在，但相對(duì)而言，我國(guó)的5G基站建設(shè)已經(jīng)放緩，在全球性經(jīng)濟(jì)下行的壓力之下，各國(guó)在基站方面建設(shè)也將不會(huì)出現(xiàn)大跨步。
GaAs射頻PA所處生態(tài)位
此外，GaAs在基站上領(lǐng)域也并非處于一家獨(dú)大的局面。射頻PA的主要材料以LDMOS（Si）、GaAs（GaAs）和氮化鎵（GaN）這三大材料為主。這三大材料彼此優(yōu)劣勢(shì)明顯，GaAs器件的缺點(diǎn)是器件功率較低，通常低于50W。LDMOS器件的缺點(diǎn)是工作頻率存在極限，最高有效頻率在3.5GHz以下。GaN則彌補(bǔ)了GaAs和Si基LDMOS這兩種傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷，在體現(xiàn)GaAs高頻性能的同時(shí)，結(jié)合了Si基LDMOS的功率處理能力，但缺點(diǎn)是貴。因此在不同的應(yīng)用場(chǎng)景，這三大材料互有重疊。
在成本上，雖然Si材料價(jià)格更低，但由于Si CMOS PA在工作頻率的性能明顯不足，難以適應(yīng)高頻場(chǎng)景。尤其是隨著5G的到來(lái)，對(duì)頻率有了更高的要求，4G的射頻通信需要用到5模13頻，平均使用7顆PA，但到了5G新增了頻段（n41 2.6GHz，n77 3.5GHz和n79 4.8GHz），未來(lái)還需要新增6 GHz以上高頻段，同時(shí)需要繼續(xù)兼容4G、3G、2G標(biāo)準(zhǔn)，因此Si CMOS PA在性能上無(wú)法取得優(yōu)勢(shì)。
另一方面，雖然GaN能夠滿足5G的需求，但5G手機(jī)平均射頻PA用量在10顆，遠(yuǎn)超4G手機(jī)，GaN本身成本就高于GaAS，因此在成本上GaN不是最優(yōu)選。GaAs在性能與成本上取得很好的平衡，因此基于GaAS的射頻PA在智能手機(jī)市場(chǎng)中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
在基站領(lǐng)域，基站分為宏基站和小基站。5G宏基站對(duì)射頻器件有更高的要求，宏基站的覆蓋半徑在200米以上，小基站的覆蓋范圍在200米以下，在功率上，宏基站的單載波發(fā)射功率在10W以上，小基站在10W以下。因此其使用的射頻PA對(duì)材料也是有不同的要求。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，GaN和LDMOS輸出功率較高，主要應(yīng)用于宏基站射頻單元中，其中LDMOS技術(shù)適用于低頻段，在高頻段領(lǐng)域存在局限性，而GaN在高頻上的優(yōu)勢(shì)，讓其成為焦點(diǎn)。在小基站上，GaAs擁有較高的性價(jià)比而成為主流。
目前國(guó)產(chǎn)企業(yè)中，從事手機(jī)PA的公司有唯捷創(chuàng)芯、昂瑞微、飛驤科技、銳石創(chuàng)芯、紫光展銳、芯樸科技。在基站PA領(lǐng)域有至晟微、安其威微、華泰、明夷、芯百特等國(guó)產(chǎn)企業(yè)。
總結(jié)
由于GaAs的最大市場(chǎng)還在通信領(lǐng)域，尤其是在智能手機(jī)領(lǐng)域，因此其和智能手機(jī)可以說(shuō)是榮衰與共，當(dāng)智能手機(jī)和其它通信產(chǎn)業(yè)景氣度上升時(shí)，射頻企業(yè)的營(yíng)收也跟著水漲船高，GaAs產(chǎn)業(yè)鏈也跟著受益，而當(dāng)市場(chǎng)陷入下行周期的時(shí)候，GaAs也跟著下行。
另外，過(guò)去幾年，GaAs的快速增長(zhǎng)核心還是受到5G滲透率提升所帶動(dòng)的，但當(dāng)前5G手機(jī)的滲透率已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)尾聲，而智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入了一個(gè)成熟甚至未來(lái)會(huì)間歇性下滑與上升的階段，GaAs企業(yè)的下一個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)在何處？也許擴(kuò)大在GaN和SiC領(lǐng)域的版圖是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，至少穩(wěn)懋已經(jīng)在這么做了。（文：集邦化合物半導(dǎo)體 令小山）
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