功率放大器简称“功放”，是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器。功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。

功率放大器参数及作用

功率放大器有各种类型，但最常用的是ClassC、ClassB、ClassAB以及CalssA，针对特殊的设计还可以具有开关模式。为了提高PA的效率和越来越高的通信要求，现在已经发展出了Class-E，Class-F、Class-J、Class-G以及Doherty型的滤波器设计。

功率放大器的分类

我国功率放大器广泛应用在音响、家庭影院、移动通信等领域。由于我国人口基数大，市场需求比较高。尤其是近年来随着我国经济快速增长，人们生活水平不断提高，人们消费理念不断转变，家庭影院、移动通信等领域发展迅速。

5G技术的影响：随着5G技术的不断推广和应用，对于RFFE中的PA数量和形式都有非常大的影响。5G制式下的PA要求功率和效率都要求更高，同时带宽增加。MIMO的使用带来了上行链路的增加，2x2MIMO上行链路的要求下，PA的用量至少会增加一倍。

在设计上，LTE制式下高端型手机中多采用的包络追踪（ET）技术来配合PA降低功耗。包络追踪技术通过追踪射频信号包络，即检测输出信号能量，来不停适配PA的电源，从而优化PA效率。但是包络追踪目前的技术只能支持到60MHz带宽，在5G载波聚合应用后带宽可以100MHz，此时包络追踪技术无法满足带宽要求。因此PA需要工作在平均功率跟踪（APT）固定电压模式下，来支持宽带的5G传输，同时PA的效率会下降。

5G增加的新波形，例如CP-OFDM和其他信道进行载波聚合后，会有更高峰值平均功率比（PAR），所以在5GPA中需要实现更大的回退（backoff）。工作在回退模式意味着必须降低PA的最大输出功率，以便使整个信号在PA传递曲线的线性区域范围内。这样做会给PA的线性度和效率的折中带来更大的困难。

5GRFFE还可能需要支持LTE中与5GFR1重合的频率，对LTE向下兼容。考虑到电池寿命，手机制造商希望尽可能使用ET来保证PA效率，这意味着使用ET进行LTE传输和采用60MHz带宽的5G信号。因此，PA在ET模式下工作时必须提供高饱和效率，在APT模式下则必须具有高线性效率。在宽带APT模式和相对窄带的ET模式下PA的的工作模式，给RFFE供应商带来很大挑战。此外，在ET和APT模式之间切换需要复杂的电源管理。

国内产业现状：我国功率放大器产品行业生产企业数量多，国内功率放大器产品行业国外品牌占主导地位，国内有部分企业自主品牌产品质量也已经达到国际先进水平，但整体我国功率放大器行业生产企业大多数属于中小型企业，规模大、实力强的企业数量很少，产品主要是中低端产品，产品竞争优势主要在于物美价廉。由于我国功率放大器行业生产企业较多，产品应用领域多，各领域产品需求层次不一，我国功率放大器市场集中度相对较低，其中行业前五名的市场份额总计为13%，前二十名市场份额总计为25%。

目前我国功率放大器应用广泛，产品档次差别比较大。中低端领域，产品技术水平要求低，进入壁垒相对较低，但目前我国功率放大器中低端产品生产企业数量较多，产品同质化严重，产品竞争比较激烈。在市场竞争上，国内功率放大器高端产品领域国外品牌占主导，国外功率放大器产品性能高，价格相对也高。我国少数企业高端领域有一定的占比，而且产品性价比高。整体看来，功率放大器产品行业高端领域技术水平要求高，研发成本投入大，企业进入壁垒相对较高。

产业前景：功率放大器的需求增加，带动了对“砷化镓/氮化镓”化合物半导体的需求。3G、4G时代，移动终端PA主要是砷化镓器件，根据Technavio数据，2021年砷化镓器件市场规模将达630亿元人民币。5G通信时代，氮化镓因拥有小体积、大功率特性，有望成为最适合PA的材料。据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国功率放大器市场动态监测及竞争战略研究报告》统计数据显示：预计2020年GaN射频市场规模达到41亿人民币。在PA领域，国内设计公司有近20家，主要包括汉天下、唯捷创芯、紫光展锐等；晶圆代工厂商主要有三安光电、海特高新等。

专家预测：功率放大器市场预计将从2018年的214亿美元增长到2023年的306亿美元，复合年增长率达到7.4%。消费类电子产品的日益普及和LTE、5G技术的会持续推动功率放大器市场的增长。功率放大器市场的扩大也会使得材料供应商、处理器、制造商等收益。

产品及技术前景：功率放大器日益小型化。随着无线通讯新标准、新技术的不断发展，基站朝着宽带化、多模化、集成化等方向不断演进，这要求提高射频PA的各种性能，进一步降低成本、减少尺寸与重量，同时拥有良好的线性度、高输出功率及效率。5G对射频组件需求的提升将大幅提升基站射频行业的市场空间，高度的集成化需求，同时也将推动功率放大器等射频组件工艺进一步升级，产品将更加的小型化。此外，在基站设备中，射频功放的能耗占到总能耗的60%左右，因此，大带宽、高效率、小体积，轻重量、低成本的射频功率放大器成为了未来移动运营商降低运营成本、实现绿色节能的最为有效的手段。

GAN功率器件将成为PA的主流技术。目前针对3G和LTE基站市场的功率放大器主要有硅基LDMOS和GaAS两种。但随着5G带来的多频带载波聚合和大规模MIMO等新技术出现新要求，现有的硅基LDMOS和GaAS解决方案局限性不断凸显，氮化镓成为中高频段主要技术方向。