高速網路時代的重要推手─功率放大器（Power Amplifier，以下簡稱 PA），是行動裝置發射端上不可或缺的關鍵元件，從基地台設備到我們日常的平板電腦、智慧型手機都可見到其蹤影。PA最主要功能為將接收到的訊號放大後並推出，使訊號透過天線可傳送更遠的距離。簡單來說，它等同於一個訊號的傳令兵，先接收來自遠方的訊號並更有效地將訊號投遞給下一個傳令者，最終來到我們手上的行動裝置所使用。
近年全球的網路通訊流量每年不斷暴增，每年都呈現超過60%以上的複合成長，為因應如此巨量的資料傳輸需求，3G、4G LTE、Wi-Fi網路訊號的不斷升級，高速網路的發展可以說是近代的新工業革命。功率放大器便在這個趨勢下成為發展最為快速的產業之一。
產業展望
PA產業目前仍處於成長階段，憑藉著主要二股力量出貨向上攀升：
1. 4G LTE & Wi-Fi高速網路時代的來臨
近年4G LTE的成長率與滲透率皆呈現樂觀成長，根據 Gartner 市場調查研究機構的估計，4G 應用於手機裝置的滲透率在2014年約達到21%以上的水平，並於2017年可望達到超過50%的滲透率。
{DS}
另一方面，世界前三大PA IDM大廠Skyworks則在報告中估計，Wi-Fi相關的終端應用在 2012到 2016年間的複合成長率為20%，其中較高規格的應用 802.11 ac 俗稱 5G Wi-Fi ，在2013 至 2016年間之複合成長率更是達到了400%，照這樣的趨勢來看，在2020年全球搭載 Wi-Fi 的終端應用產品數量將達到700億。
2. 物聯網時代
未來幾年巨量資料處理中心的出現，物聯網概念將更廣泛應用在金融、商業、交通、智慧醫療、能源控制等面向，如FinTech、智慧車市場、智慧電網（Smart Grid）等，這些新產品高度使用與依靠行動網路，促使行動網路流量於這兩年可以說爆量成長，帶動 4G LTE 基地台、光纖網路設備的建設急迫需求。
根據網通設備大廠Cisco預估資料，2014年全球行動網路數據流量年增近100%，2015年預估年增近8成，2013～2018年年複合成長率（CAGR）高達61%。
就趨勢來看，未來PA的使用量將隨著4G的普及與行動裝置的盛行穩定成長與增加，依穩懋法說會所公布的預測資料指出，2018年 CA-capable LTE PA 市場產值將直逼600億新台幣，產業複合成長率高達50.7%。而在這塊PA所需晶圓代工市場中，台灣兩強共占了75%，穩懋占 60%、宏捷科15%，剩餘25%由剩下的各家廠商瓜分。
市場上主要分成兩種規格：
1.砷化鎵功率放大器（GaAs PA）
2.互補式金屬氧化物半導體功率放大器（CMOS PA）
其中又以砷化鎵 GaAs （以下簡稱GaAs） PA為目前主流。
{DS}
GaAs 砷化鎵：砷化鎵具有高頻、高絕緣性，低耗電及更低的諧波與噪音接收。雖然較過往Si晶圓製程有著較高成本，更能因應傳輸量更高的4G訊號應用，與未來走向更高端的 5G 傳輸服務。技術逐步進入成熟階段，製程良率的提升，GaAs晶圓的製作成本不再是主要問題，在行動裝置趨勢走向高效與輕薄短小的局勢下，砷化鎵功率放大器（GaAs PA）佔穩市場上的主流，也是未來五年成長最大、最穩定的市場。
兩者差異比較：
CMOS PA因為主要原料為矽（Si）較易取得，故有著有成本上的優勢，因技術端較難向高端應用上突破，目前主要為2G的低階應用，但隨著技術進步與成熟有機會成長。
GaAs PA主原料較難以取得，成本較高，但比CMOS PA有更高的效率和絕緣性以及更低的諧波和接收噪音，3G和4G等高階應用中，所以未來GaAs PA仍為主流。
GaAs產品終端應用比重以手機最大佔75%，無線區域網路（WLAN）佔18%。智慧型手機為GaAs PA 最大的應用市場，就現在台灣最普及的 3G手機市場為例，平均每支 3G 智慧型手機約需使用 4顆 PA，而最新的 4G LTE 智慧型手機則平均每支手機使用 6顆 PA ，平均成長 33%，最新的iPhone 6s 甚至已使用到7顆 PA，且未來PA的使用量藉著 4G 應用的滲透率以及資料傳需量需求大增的趨勢下，不斷成長當中。
{DS}
產業發展隱憂：智慧型手機市場飽和，成長疲軟
隨著智慧型手機的成熟，持有用戶的累積，全球手機出貨量YoY（年增率）有趨緩的趨勢，由工研院IEK所估計，未來三年平均每年成長率減少5~7個百分點。減緩的趨勢主要來自於3G手機出貨量的劇減，以及手機用戶換機頻率的減緩。
如全球三大市場之一的中國，雖然4G手機出貨在營運商的努力帶動4G用戶下，有著顯著成長，不過依舊無法彌補中國市場3G手機出貨量的下滑，加上中國電信商對於換機的補貼下降，加長了使用者換機的週期，中國市場整體3G手機下滑之速度遠超過原本預期之降幅。
法人預估，未來三年手機搭載PA成長率將逐步減緩，主因也是3G手機成長大幅下滑，以及高端手機PA搭載量並不都如同iPhone 6s大幅增加為7顆PA。
產業供需狀況
雖然後續成長力道受到考驗，但目前受惠於智慧手機市場紛紛投入4G LTE的行列，導致PA及Switcher行動前端元件的規格要求增高，推使GaAs產業的成長，市場仍舊呈現嚴重的供不應求情況。值得注意的是，Skyworks 目前在PA市場供貨率超過60%，遠遠拋開另外兩大供應商 RFMD及村田製作所（Murata），呈現獨佔市場龍頭地位。
本文獲「股感知識庫」授權轉載，原文：物聯網時代不可或缺的要角－功率放大器(PA)