5G、AI、汽車加持，半導(dǎo)體用量驟增，聽(tīng)聽(tīng)材料廠商怎么說(shuō)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃晶晶）5G、人工智能以及能源效率對(duì)半導(dǎo)體芯片的需求增長(zhǎng)已經(jīng)是趨勢(shì)，現(xiàn)時(shí)出現(xiàn)的芯片缺貨現(xiàn)象也離不開(kāi)這些新興應(yīng)用需求的影響。追溯到芯片上游，其實(shí)晶圓片材料至關(guān)重要。知名襯底供應(yīng)商法國(guó)Soitec公司日前舉行的線上媒體會(huì)上，Soitec全球戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人Thomas Piliszczuk，首席運(yùn)營(yíng)官兼全球業(yè)務(wù)部主管Bernard Aspar，全球銷售主管Calvin Chen，以及中國(guó)區(qū)戰(zhàn)略發(fā)展總監(jiān)張萬(wàn)鵬悉數(shù)在場(chǎng)，分享了襯底材料如何助力三大應(yīng)用以及公司的發(fā)展策略。

需求的焦點(diǎn)來(lái)自5G、邊緣AI、電動(dòng)汽車等

Soitec高管特別分享三個(gè)數(shù)據(jù)，一是5G手機(jī)今年的出貨預(yù)計(jì)超過(guò)5億臺(tái)，圍繞5G又可以開(kāi)發(fā)更多創(chuàng)新電子應(yīng)用，例如5G+工業(yè)，5G+IoT等。二是2021年邊緣AI強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)行業(yè)增長(zhǎng)。另外，預(yù)計(jì)今年具有AI能力的設(shè)備將有100億臺(tái)。三是2025年電動(dòng)汽車的銷量將達(dá)到2000萬(wàn)，能源效率的需求還將在工業(yè)應(yīng)用、太陽(yáng)能、綠色能源或其它基礎(chǔ)設(shè)施中釋放。


目前為了向市場(chǎng)交付解決方案，行業(yè)面臨著一些挑戰(zhàn)，包括需要超越摩爾定律、尋找新型的體系架構(gòu)、新型的結(jié)構(gòu)、新型的材料、新的縮減尺寸的方法，以及采用最先進(jìn)的封裝技術(shù)。Soitec高管表示，對(duì)Soitec而言，我們提供優(yōu)化襯底，品種豐富的新型半導(dǎo)體材料，它們幫助行業(yè)解決上述問(wèn)題，也為我們帶來(lái)了諸多機(jī)會(huì)。

5G智能手機(jī)需要更多的襯底面積

過(guò)去10年不同通信技術(shù)代際（從2G/3G到5G等）的手機(jī)對(duì)于優(yōu)化襯底需求發(fā)生著變化。Soitec預(yù)測(cè)了RF-SOI、FD-SOI、POI產(chǎn)品在不同代際的手機(jī)中的應(yīng)用面積，可以看到Soitec優(yōu)化襯底產(chǎn)品的應(yīng)用面積增長(zhǎng)非?？捎^。


面向高端智能手機(jī)應(yīng)用于RF FEM和毫米波模塊的RF-SOI和FD-SOI的面積也是顯著增加的。這些應(yīng)用為Soitec優(yōu)化襯底帶來(lái)了市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

汽車電子系統(tǒng)對(duì)優(yōu)化襯底的需求

以2019年，2020-2022年，以及2022年及未來(lái)這三年汽車電子發(fā)展情況來(lái)看，不同代際的汽車半導(dǎo)體器件含量增長(zhǎng)，帶動(dòng)Soitec優(yōu)化襯底的應(yīng)用面積增長(zhǎng)，并且促使Soitec創(chuàng)造了新的應(yīng)用和芯片種類。



從汽車半導(dǎo)體對(duì)于Soitec優(yōu)化襯底的應(yīng)用機(jī)會(huì)來(lái)看，下圖綠色框皆代表著這樣的機(jī)會(huì)，幾乎占據(jù)了七成的機(jī)會(huì)點(diǎn)，這樣的機(jī)會(huì)覆蓋了汽車半導(dǎo)體的互連、自動(dòng)化和電動(dòng)化等各方面。

Soitec豐富的產(chǎn)品組合

Soitec高管表示，正是因?yàn)镾oitec的領(lǐng)先技術(shù)，包括Smart CutTM、Smart StackingTM、Epitaxy，使得Soitec能夠生產(chǎn)多種優(yōu)化襯底。

Soitec的優(yōu)化襯底產(chǎn)品組合包括了：SOI、硅基的、非硅基的，包括壓電襯底和其它化合物產(chǎn)品的其他新材料襯底。

具體來(lái)看，面向5G，Soitec提供RF-SOI、FD-SOI、Power-SOI、Photonics-SOI、Imager-SOI。

面向汽車領(lǐng)域，有FD-SOI產(chǎn)品、Power-SOI產(chǎn)品，以及Imager-SOI，用于成像與傳感領(lǐng)域。

POI優(yōu)化襯底，也就是壓電優(yōu)化襯底，它是在絕緣層上加壓電材料，可用于濾波器方面。

另外還有氮化鎵，硅基氮化鎵可以用于5G和汽車領(lǐng)域。



關(guān)于RF-SOI，智能手機(jī)對(duì)射頻器件的需求增加，例如Sub-6GHz的RF-SOI采用面積在5G手機(jī)中的含量比4G手機(jī)高了60%，而同時(shí)又比中等的手機(jī)高了100%。RF-SOI在毫米波以及Wi-Fi6領(lǐng)域的增長(zhǎng)也在加快。

關(guān)于FD-SOI，市場(chǎng)上越來(lái)越多的公司采用這一技術(shù)，例如意法半導(dǎo)體、格芯、三星，以及萊迪思的CrossLink，F(xiàn)D-SOI突出的超低功耗能力使其采用率上升。此外，從通過(guò)AI管理的射頻到SoC以及新一代的Soitec技術(shù)為云端添加無(wú)線電連接，也帶動(dòng)了一系列FD-SOI的應(yīng)用。同時(shí)，各個(gè)代工廠也在進(jìn)一步地開(kāi)發(fā)新的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，例如18納米和12納米。

Soitec的Specialty-SOI單元，針對(duì)不同的應(yīng)用來(lái)設(shè)計(jì)不同的產(chǎn)品。Power-SOI，主要用于汽車的電源管理控制。其他Specialty-SOI的產(chǎn)品，包括用于影像的Imager-SOI和Photonics-SOI。Soitec的Photonics-SOI產(chǎn)品已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，特別是數(shù)據(jù)中心以及收發(fā)器的應(yīng)用領(lǐng)域。

用于濾波器的POI襯底。POI襯底能夠?yàn)?G濾波器提供在帶寬、損耗、溫度穩(wěn)定性、排斥等方面優(yōu)秀的表現(xiàn)。對(duì)于聲表波濾波器市場(chǎng)而言，POI可以助力聲表波的濾波器應(yīng)用于Sub-6HGz市場(chǎng)。早前，Soitec與高通公司簽訂協(xié)議，助其開(kāi)發(fā)產(chǎn)品用于4G、5G、濾波器方面。在150毫米POI襯底方面也在爬坡量產(chǎn)，并且產(chǎn)能準(zhǔn)備擴(kuò)張到50萬(wàn)片每年。

2019年5月Soitec并購(gòu)了EpiGaN，現(xiàn)在這個(gè)業(yè)務(wù)單元已經(jīng)完美有機(jī)地結(jié)合到整體業(yè)務(wù)組中，Soitec Belgium（原EpiGaN）主要提供氮化鎵外延片產(chǎn)品。包括硅基的氮化鎵，以及碳化硅基的氮化鎵。Soitec目前可以提供用于射頻器件，覆蓋基站、智能手機(jī)（Sub-6GHz以及毫米波）應(yīng)用的氮化鎵外延片。

Soitec開(kāi)發(fā)中的產(chǎn)品有碳化硅襯底。碳化硅晶圓頂層是高質(zhì)量的碳化硅，下面一層是低電阻率的襯底。Soitec與應(yīng)用材料公司合作開(kāi)發(fā)的碳化硅產(chǎn)品，目前已經(jīng)開(kāi)始第一批的試生產(chǎn)，研發(fā)樣品已經(jīng)交付給客戶，同時(shí)也獲得了技術(shù)驗(yàn)證，電動(dòng)汽車將是碳化硅產(chǎn)品最主要的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力。



目前，Soitec收購(gòu)了芯片設(shè)計(jì)公司Dolphin Design，旨在加速為電子行業(yè)提供Soitec自主研發(fā)設(shè)計(jì)的優(yōu)化襯底。據(jù)悉，Dolphin Design已經(jīng)向市場(chǎng)交付了一些關(guān)鍵的針對(duì)于FD-SOI特性的IP設(shè)計(jì)技術(shù)。

作為重要的芯片廠商之一，格芯正在向全球的客戶提供這種IP設(shè)計(jì)，這使得眾多應(yīng)用及無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體公司加速采納FD-SOI技術(shù)并擴(kuò)張其生產(chǎn)規(guī)模。總體來(lái)說(shuō)，收購(gòu)Dolphin Design，使Soitec能提供出色的解決方案用于IP設(shè)計(jì)、完整地設(shè)計(jì)產(chǎn)品，滿足低功耗和高能效應(yīng)用的需求?？傊琒oitec表示對(duì)于Dolphin Design在未來(lái)的發(fā)展持樂(lè)觀態(tài)度。

小結(jié)：

新興應(yīng)用對(duì)優(yōu)化襯底的需求十分可觀，為此，Soitec在全球范圍經(jīng)營(yíng)的多家工廠加緊生產(chǎn)及擴(kuò)產(chǎn)。

其中，在法國(guó)，Soitec擁有三家正在全馬力、全產(chǎn)線投入SOI生產(chǎn)的工廠，同時(shí)POI產(chǎn)品的產(chǎn)能也在逐步擴(kuò)大。在新加坡，Soitec建設(shè)了300mm SOI晶圓制造工廠，旨在擴(kuò)大其全球產(chǎn)能。在中國(guó)，Soitec與新傲科技達(dá)成協(xié)作，在上海擴(kuò)產(chǎn)200mm SOI晶圓，目前新傲科技正在努力擴(kuò)大產(chǎn)能。同時(shí)Soitec也在考量未來(lái)幾年的市場(chǎng)需求，有必要的話會(huì)提前對(duì)產(chǎn)能部署作出安排。

Soitec高管表示，目前在國(guó)內(nèi)有超過(guò)30個(gè)合作項(xiàng)目，將在中國(guó)加強(qiáng)與本地行業(yè)伙伴的合作，建立靈活的商業(yè)合作模式，建立本地供應(yīng)鏈以及本地支持。

Soitec預(yù)測(cè)2022財(cái)年，公司年?duì)I收將達(dá)到9億美元。鑒于Soitec RF-SOI、Power-SOI產(chǎn)品已經(jīng)成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)隨著終端客戶采用率的不斷提高，將有爆發(fā)式增長(zhǎng)。

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