优化衬底，Soitec赋能5G

5G已在全世界开始飞速发展，中国已经走在了前面，据GSMA3月发不得报告，到2025年中国将成为全球最大5G, 坐拥4.6亿用户。5G不仅是频谱扩大约10倍，更是一个全新的无线电(NR)系统，它将为整个产业链带来全新机遇。为了抓住5G这列“快车”，市场上200mm和300mm SOI晶圆产能已供不应求，由于智能手机中RF-SOI不可或缺，优化衬底将有着巨大的市场需求。
 
近日，法国 Soitec 半导体公司（简称：Soitec）在京召开发布会，介绍该公司针对5G的战略规划以及在硅基及第三代半导体材料的布局。
 
Soitec聚焦四大领域
 
Soitec全球战略执行副总裁Thomas Piliszczuk从SOI产品应用，未来发展；POI&GaN市场和新材料技术趋势进行了阐述。

他表示半导体作为高科技产品的基础，一直在摩尔定律的推动下不断前进，而受半导体行业三大趋势——5G、人工智能及能源效率的推动，技术不断突破终端应用的电子元件性能极限。为此，Soitec将全面聚焦智能手机、汽车、IoT和云计算四大领域。其中，5G、AI和电动汽车对行业的影响最大。
 
未来的几年最火的热点无疑是5G，对于智能手机产业而言，每一代通信移动技术的革新，都会引发行业重大变化。5G带来的好处不只是频率的延伸，而是由低到高的无线电(NR)的组合。

智能手机无疑是体验5G性能最理想的载体，通讯、计算、感知是智能手机的三大技术趋势，这也会使得半导体衬底的含量进一步增加。Piliszczuk表示Soitec有着用于手机及通信基站的完整产品组合，将全面支持智能手机功能的开发。此外，他们和手机终端厂商保持着紧密合作，根据多元化的衬底来支撑所要开发的功能。

在智能汽车领域，功率、ADAS、车载显示和传感器是主要增长方向，这些领域对于优化衬底的使用会变得越来越重要。说到电动汽车，就不得不提SiC ，这种第三类化合物半导体已由来已久，自电动汽车普及开来，它已经变的大红大紫。SiC将会用到众多元器件当中，在电动汽车引擎领域，它将会替代硅被用在一些关键部件当中。Piliszczuk表示，Soitec正在基于他们先进的Smart CutTM、Smart StackingTM技术大力开发新材料，未来将会有等多元的衬底被用在汽车领域。
 
新材料将加速技术进化
 
5G的特点就是数据的高速传输，要实现这一需求，4G和5G网络需要使用更多的频带。因此，智能手机必须集成更大量且性能更佳的滤波器，以确保信号完整性及通信可靠性。为此，Soitec利用核心技术Smart CutTM打造了创新型优化衬底POI。它以高阻硅作为基底、上覆氧化埋层，并以一层极薄且均匀的单晶压电层覆盖顶部。

Piliszczuk介绍，对于5G智能手机，它需要集成更多的滤波器以确保信号完整性和通信可靠性。新研制的衬底正好满足了日益增长的市场需求。POI可用于构建最新一代的4G / 5G表面声波(SAW)滤波器，提供内置温度补偿，并实现在单芯片上集成多个滤波器。据悉，Soitec将增加其在法国贝宁III厂的产能，持续满足客户需求。

据悉，几乎所有射频滤波器和模块厂商，在设计的时候都会考虑使用POI衬底，而5G时代所需要的滤波器将会呈现爆发式增长。为此Soitec会继续扩大产能，基于市场需求，未来将会从现在的6英寸发展到200毫米和300毫米的规格。

Piliszczuk还提到了一种全新材料——硅基铟氮化镓，这个用在MicroLED领域的新材料将在未来几年会很火爆。这种材料的特性对用于生产高分辨率、低功耗的显示屏、显示器，比如像智能手表、智能手机等产品会具有非常大的优势。
 
GaN—5G产业的主力军
 
氮化镓技术的价值体现在两方面，一是5G，二是功率应用。在射频市场上，其主要价值是用于射频高频率领域，尤其是5G基站方面。由于它的器件输出的功率更大，频率特性更好，可以实现更高的功率，可以说GaN是5G基础设施的中坚力量。
 
Soitec看准了GaN的未来潜质。2019年5月，Soitec收购了领先的GaN外延硅片供应商——EpiGaN，将氮化镓纳入其优化衬底产品组合。完成此次收购后，Soitec将可渗透到指向功率放大器(PA)的sub-6GHz基站市场。Soitec将凭借其完善的产品组合服务5G 毫米波基站以及手机市场，满足不同工艺流程及相应系统架构的所有需求。
 
对于GaN成本问题，Piliszczuk这样说到: GaN这个材料有两大类——SI衬底GaN和SiC衬底GaN。对于SI衬底GaN是以SI为底，成本比SiC、GaN便宜很多。Soitec在努力提高此类技术的性能，使这项成本较低的技术能够满足市场需求，特别是在基站应用领域。用SI衬底GaN来尽量替代SiC衬底GaN，以此来减少技术的成本。
 
Piliszczuk还表示：“扩展产品组合至使用新型半导体材料的优化衬底是我们的重要战略。除了GaN、POI和复合材料如InGaNOS(硅基铟氮化镓)，Soitec还在研究碳化硅材料的机会，以满足新市场的需求。”
 
SOI产业联盟致力打造产业规模效应
 
会上，SOI产业联盟董事长兼执行理事Carlos Mazure分享了成立SOI产业联盟的初衷和以及未来的生态系统。SOI产业联盟董事长兼执行董事Carlos Mazure博士，自2001年以来，担任Soitec公司首席技术官兼执行副总裁，研发部主管。自2014年7月起，任SOI工业联盟主席兼执行董事。他是SOI行业联盟的主席兼执行董事，也是多个国际咨询委员会和公司董事会成员。
 
成立SOI产业联盟的宗旨就是以SOI生态系统为基础，加速产品应用和落地，并提供一个宽广的平台，推动创新技术的发展。

而作为半导体衬底的FD-SOI技术从2005年问世，到现在研发已有13年。随着IoT、5G/智能手机、AI和智能驾驶将会成为半导体行业主要助推剂，这项技术越来越受到芯片厂的重视，据了解，NXP、ST、IBM、三星等纷纷有产品量产，在22纳米工艺成熟之后，12FD和18FD的量产工艺也很快会出现在三星、格芯等晶圆代工厂。
 
然而，谁将会推动SOI技术进程？“这将来自于我们的生活和每天做的产品，这都会在从各个角度来推动SOI技术的发展。” Mazure博士说到。对于整个行业而言，发展相关设计IP，最大限度发挥SOI技术能量，是我们下一步要做的。
 
Mazure博士指出，未来并非是人与人之间的通讯，大部分是机器之间的对话。相比于传统意义的物联网，万物互联除了“物”与“物”的互联，还增加了更高级别的“人”与“物”的互联，其突出特点是任何物体都将具有语境感知功能和更强的计算能力。由于各种网络边缘设备的数量迅速增加，导致了传统的以云计算为核心的集中式大数据处理方式无法满足计算需求。因为海量边缘数据爆炸式增长带来的网络传输带宽负载量的急剧增加，势必导致网络延迟；加上众多网络边缘设备存在电能的限制，向云端实时传输数据将消耗大量电能。所以说，在这个数据世界里，功耗和延迟将成为我们的主要“敌人”。基于此，边缘计算就显得十分必要，它在数据处理和功能的实现上会更为聚焦，这就大大减少了网络传输占用的处理时间，也降低了带宽成本，对于电能有限的边缘设备来说也能更加节能，从而延长设备的使用寿命。

总结
 
Soitec的全系列优化衬底产品满足了5G、汽车、IoT等高新领域的大部分需求，值得一提的是，Soitec成为了首家加入中国移动5G联合创新中心的材料供应商。另外，他们自己有着很强的内部生产能力，生产企业分布在世界地。在中国，Soitec也与上海新傲科技股份有限公司建立长期合作伙伴关系，可为中国客户提供高品质、及时与高产量的SOI晶圆供应。

这家拥有专业技术的优化衬底的企业将会以智能手机、汽车、IoT、云和基础设施四大领域为发力点，他们也将投身边缘计算和毫米波这一大热门话题中，并将以最优质的衬底为新一代设备赋能。