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  • 优化衬底将在中国市场全面“开花”

    优化衬底将在中国市场全面“开花”

    半导体行业近两年发展速度迅猛,据估计2020-2030的十年时间内,半导体行业将增长2.2倍。届时行业将围绕智能手机、汽车、物联网、云及基础设施四大市场和5G、人工智能、能源效率三大趋势发展。 惊人的增速之下,半导体行业亟待颠覆性解决方案。反观半导体器件的演进一直以来都遵循着“PPACT”的规律,即性能(Perfomance)、功耗(Power)、上市时间(Time-To-Market)、所占面积(Area Cost)。 为了实现这种进化,行业正面临挑战,包括超越摩尔定律、新型体系架构、新型结构/3D,新型材料、缩减尺寸的新方法、先进的封装技术。 优化衬底便是突破限制和挑战的好方法,通过从晶圆这片“源头”入手,改善晶体管的性能,为后续设计和流片打好“地基”。近日,半导体优化衬底商Soitec展望其在2021年的计划,21ic中国电子网记者受邀参加此次媒体交流会。 由5G撬动的市场增长 5G是优化衬底目前需求增长最大的市场之一,凭借其10倍的速度、10倍的相应时间、10倍的连接设备数量、100倍的网络容量,5G迎来了大规模部署。 数据显示,2020年5G手机销量约为2亿台,建成约20万个5G基站。据Soitec全球战略负责人Thomas Piliszczuk预测,2023年5G手机的销售量将占比50%,2025年全球将有超过55%的区域实现5G覆盖。 5G这项技术不仅可以用于智能手机,也可用在汽车、IoT、制造上实现万物互联的特性,这些领域也将凭借5G发挥更好地生产力和质量更高的服务。Thomas Piliszczuk强调,5G的垂直、衍生技术、应用和频谱将持续发展,5G也将驱动创新促使智能手机升级并助力其他行业转型。 2G时代伴随Wi-Fi首次面市,SOI天线开关的应用,RF-SOI从开关的备选逐渐成为行业标准解决方案,根据Soitec预测此时RF-SOI应用面积仅为1m㎡。历经3G、LTE、LTE-A、LTE-A-Pro直至5G时代的变迁,Soitec预测5G sub-6GHz&mmW应用时期,采纳RF-SOI和FD-SOI应用总面积将达到130m㎡。值得一提的是,伴随着5G的到来,FD-SOI、POI技术也逐渐引入智能手机,优化衬底市场正随着5G到来而迎来新的“黄金期”。 由汽车衍生的动能革新 汽车行业也是急需晶圆优化衬底的行业之一。目前来说,汽车行业正朝向CASE(C:互连、A:自动化、S:共享、E:电动化)发展,庞大市场背后是巨大的“胃口”,在性能、功耗、面积上会拥有更加严苛的要求。 数据显示,2026年5G汽车销量将达到2700万辆,2028年全球共享车队数量将达到100万辆,2030年L3及以上车型销量700万辆,2030年全球电动汽车销量将达到4500万辆。 CASE之下,整车的BOM中电子系统的占比逐渐增大,自2019年至目前车型对比增加28%~44%。Thomas Piliszczuk强调,这些增长并不仅是应用面积的增长,也有新应用种类及新芯片种类的增长。 2019年Soitec在Power-SOI、FD-SOI、RF-SOI总应用面积达到150m㎡;2020-2022年POI将引入汽车应用,相关SOI应用将扩大范围,总应用面积将跃升至276 m㎡;2022年及未来SiC/GaN Power将为EV动力系统带来新“动能”,总应用面积将跃升至2011 m㎡。 从技术到产品的自由组合 “优化衬底对行业是特别重要的,且会成为行业的标准,就比如说5G领域”,Soitec 首席运营官兼全球业务部主管Bernard Aspar强调,Soitec的工作方式就是与整个生态系统进行合作,包括直接客户及客户的客户,这样才能保证对整个产业所面临的挑战有更深刻的了解。 从技术方面来讲,目前Soitec拥有四项核心技术包括Smart Cut™(智能剥离技术)、Smart Stacking™(智能叠加技术)、Epitaxy(外延技术)、Compound Semiconductor(化合物半导体技术)。“ 几项技术之间是存在互相联系的,通过综合地运用这几个技术可以实现不同材料的堆叠,打造新产品。Soitec不仅在每项技术上都是领先者,在各项技术的搭配应用上也是领先者”,Bernard Aspar表示,正因Soitec拥有不同技术,所以才能生产多种优化衬底。凭借领先技术优势,Soitec可根据需要解决的挑战或需要满足的市场需求,生产出不同的衬底。 他为记者举了几个例子表示,利用技术的优化组合,再利用硅材料,可以开发出SOI类的产品;利用压电材料,可以生产出POI(压电绝缘体);用碳化硅材料或者是氮化镓材料,也可生产基于它们的相应的产品。“对于Soitec来说,我们要做的就是从充分理解行业的需求和客户的需求,来做出适应需求的优化衬底。” 从产品方面来讲,Soitec提供丰富的SOI相关产品,覆盖硅基、非硅基领域。具体包括FD-SOI(处理器&SoC连接)、RF-SOI(射频前端模块)、Power-SOI(功率)、Photonics-SOI(光电)、Imager-SOI(成像)的SOI产品;POI(压电绝缘体)和GaN(氮化镓)的压电及化合物产品。 优化衬底业务将全线“开花” 在RF-SOI业务单元方面,Bernard Aspar表示2020年全球智能手机市场同比上一年下降约10%,预测2021年全球智能手机将出现强劲反弹。这是因为5G对于RF-SOI用量更大,包括智能手机的Sub-6 GHz、毫米波和Wi-Fi 6三个部分。 数据显示,5G手机中RF-SOI采用面积相比4G含量增高60%,比中端手机至多可高100%,由此便引发了200mm和300mm节点RF-SOI的需求旺盛。Bernard Aspar强调,Soitec技术领先,制定涵盖高端和低端细分市场的产品路线图,满足5G sub-6 GHz、mmW及 Wi-Fi 6的需求。 在FD-SOI业务单元方面,Bernard Aspar表示:“FD-SOI将继续扩大在超低功耗的应用,驱动增长的因素主要是5G、边缘计算、汽车,同时FD-SOI的采用率上升也受益于越来越多的技术需要超低功耗的能力。此外,由于可以通过AI管理的射频到比特流SoC以及新一代的Soitec技术为云端添加无线电连接,这也带动了一系列FD-SOI的应用。” 莱迪斯的CrossLink FPGA平台、意法半导体的Stellar MCU平台、格芯的22FDX RF+、三星的FD-SOI+eMRAM都是FD-SOI助力代工厂的成果。根据Bernard Aspar的介绍,目前代工厂正在研发18nm和12nm工艺节点的产品。 在Specialty-SOI业务单元方面,Bernard Aspar介绍表示,Power-SOI主要用于汽车市场,经历2020年的市场疲软后,未来市场将迎来复苏。另外,Soitec将签署长期合同确保客户合作,300mm产品的供应延迟。 Imager-SOI主要用于面部识别,该技术将伴随高端智能手机的需求不断发展,利用其优势来满足智能手机对于3D传感的高标准要求。 Photonics-SOI主要用于数据中心光学收发器,其在IDM和代工厂的100G收发器上有稳定的需求,400G硅光器件和共同封装光学器件的发展也将持续增强数据中心供应。 在滤波器业务单元方面,Bernard Aspar预测5G Sub-6 GHz的采用将推动滤波器用量增长。POI衬底技是射频滤波器的理想选择,该技术能提供5G滤波器更大的带宽、更低的损耗、出色的温度稳定性和有效的排斥。 据介绍,Soitec已与高通公司签署有关为4G/5G RF 滤波器提供POI衬底的商业协议。目前Soitec的150mm POI衬底已进行大规模量产,并且整体POI产能准备扩张至 50万片/年。 在Soitec Belgium(原EpiGaN)业务单元方面,Bernard Aspar介绍2019年5月Soitec并购了EpiGaN,现在该业务单元已完美、有机地结合到整体业务中。 目前基站和智能手机中用于射频的氮化镓外延片需求量较大,而部分客户已开始对用于功率器件的200mm硅基氮化镓进行评估。Soitec拥有硅基的氮化镓和碳化硅基氮化镓两种结构产品,IDM和代工厂等优质用户购买RF氮化镓及硅产品(150mm-200mm)持续增长之中。 在化合物业务单元方面,Bernard Aspar表示2021年第一季度的合规产品已准备就绪,该业务单元主要是基于Smart Cut™的碳化硅衬底,其顶层是高质量的碳化硅,下层是低电阻率的衬底。 目前,Soitec与应用材料公司合作所制定的计划,试生产线已全面投入运行。据预测,碳化硅晶圆需求量将在2030年增加10倍。 在Dolphin Design方面,Thomas Piliszczuk表示Soitec收购芯片设计公司Dolphin Design,旨在加速为电子行业提供Soitec自主研发设计的优化衬底。目前Soitec十分欣喜这一方面的取得的进展,Dolphin Design已向市场交付一些针对于FD-SOI特性的IP设计的关键技术。 “作为重要的芯片厂商之一,格芯正在向全球的客户提供这种IP设计,这使得众多应用及无晶圆厂半导体公司加速采纳FD-SOI技术并扩张其生产规模。总体来说,收购Dolphin Design,使Soitec能提供出色的解决方案用于IP设计、完整地设计产品,满足低功耗和高能效应用的需求。我们对Dolphin Design在未来的发展持乐观态度,会主要关注能效以及电源管理方面的市场需求”,他这样为记者介绍。 优化衬底将在中国市场持续突破 “中国一直是Soitec最重要的市场之一”,在本土化逐渐成为行业必然提到的话题之下,Soitec中国区战略发展总监张万鹏这样对记者说。 根据他的介绍,Soitec自1992年公司成立至今,一直与大学研究机构以及业界最领先的材料公司、设备公司、设计公司、系统公司合作,为手机行业、汽车行业服务。 “对于中国来说,我们希望能够把这些最新、最好的经验带到中国来,帮助中国的同行解决问题。与此同时建设在中国的行业生态,不仅仅是在此前提及的5G、AIoT以及电动汽车领域,也希望能够加强与本地行业伙伴的合作,建立灵活的商业合作模式,建立本地供应链以及本地支持”,张万鹏强调,新傲作为本土合作生产商之一对Soitec帮助很大。 Soitec希望通过团队的本土化来加强对中国市场的支持能力,同时希望能够利用中国正在大力发展的新基建、电动汽车等,来帮助合作伙伴解决行业中遇到的挑战以及传统材料的瓶颈问题。 Soitec全球销售主管Calvin Chen表示,目前国内已有超过30个项目合作,包括主流产品和正在开发的新材料与新产品。经过几年的耕耘,目前主流的产品会开始有销售增长,其中几个项目会在一年内开始进入试产和量产阶段。他强调,RF-SOI、Power-SOI已成为业界标准,预计不久之后会有爆发式的增长,开始对Soitec有大量的销售贡献。 除此之外,在FD-SOI方面Thomas Piliszczuk透露,过去几年Soitec已开始与上海华力微电子进行接洽,华力微电子近年来一直在研发FD-SOI技术,并向市场交付产品。华力提供两个技术节点的产品分别是55nm的FD-SOI和22nm的FD-SOI。 在5G、人工智能、边缘计算和能效推动的电子增长“黄金十年”之下,优化衬底将发挥关键作用,并逐渐成为行业标准。Soitec不仅将优化衬底产品组合已从SOI扩展到POI、GaN和SiC,也将不断加强在中国市场的地位。

    时间:2021-03-08 关键词: soitec 优化衬底

  • 5G快车道上,优化衬底需求战已打响

    5G快车道上,优化衬底需求战已打响

    众所周知现今中国正处在由4G到5G的转变进程中,自6月初四大运营商获得工信部授予的5G商用牌照起,国内半导体行业就已打响5G的“突击战”。 由此,就引申出一个问题,企业究竟如何赢得5G相关的消费性电子系统的市场竞争力?行业与现状所得出的结论是集成度和功耗。一般来说,市场偏向从中游集成电路设计环节着手,然而半导体材料作为整套产品的“地基”,只有夯实的基础和肥沃的“土壤”,才能帮助企业孕育出更茁壮的“成果”,所以现今消费电子产品供应商均已布局优化衬底这一课题。 优化衬底作为半导体生态系统的重要组成部分, 5G对于优化衬底的需求则更大。7月11日,在“天府之国”成都举办“2019中国(成都)电子信息博览会”(CEF2019)之际,21ic中国电子网记者受邀参加Soitec主题为“优化衬底,赋能5G”的论坛宣讲和采访活动。Soitec RF-SOI高级业务发展经理Luis Andia博士、Soitec公司中国区销售总监陈文洪先生以及Soitec台湾及东南亚区域客户群经理江韵涵(Cherry Chiang)女士参与此次采访。 图1:优化衬底在产业链的地位   优化衬底与5G从来都密不可分   为了抓住5G这列“快车”,市场上200mm和300mm SOI晶圆产能都供不应求,正因智能手机中RF-SOI不可或缺,所以优化衬底有着巨大的市场需求。江韵涵表示,RF-SOI 2019年总体有效市场约170万(片/年),预计2021年有效市场将大于200万(片/年),复合年增长率高达15%。另外,FD-SOI也在众多应用诸如智能汽车、AI、物联网、智能家居、工业设备上不可或缺。 她介绍,Soitec的全系列优化衬底产品涵盖了5G及相关领域的需求,包括:射频前端模块(RF-SOI)、高功率(Power-SOI)、处理器与集成芯片的链接(FD-SOI)、硅光学(Photonics-SOI)、图像传感器(Imager-SOI)、滤波器(POI)与氮化镓(GaN)。 图2:Soitec台湾及东南亚区域客户群经理江韵涵(Cherry Chiang)女士 介绍Soitec在5G领域的衬底产品   Soitec现今拥有Smart Cut™、Smart Stacking™、Epitaxy三项核心技术。“目前公司的最主力最核心的技术是Smart Cut™,同时也是营收主要来源。在外延技术(Epitaxy)上Soitec也已深耕许久,该项技术的优势在于不同材料均可以应用Epitaxy,诸如氮化镓。”她表示,未来移动电话将越来越复杂,越来越小型化,整体空间需求会顺势增加,所以Smart Stacking™技术也将解决未来必然会讨论的课题。 Smart Cut™作为Soitec最为出名的技术,是一项非常成熟的技术。江韵涵表示,起初这项技术以硅晶圆为主,近年来在III-V族化合物材料(氮化镓)和非硅晶圆的材料上,也可优化为此类“三明治”的结构。 图3:江韵涵女士介绍Smart Cut™技术   有市场就有挑战   衬底行业在从3G/4G到5G的不断演进中,规格也不断演进,行业正趋向于对规格、均匀度等各项要求定制化、多样化,这对于优化衬底企业来说是一项挑战。Soitec作为专注优化衬底的公司,本身并不生产硅晶圆,主要材料通过供应商购买,而面对市面客户定制化需求愈来愈强,所以在整个供应链的管理上挑战则更大。 那么Soitec是如何应对这种挑战的?Luis Andia表示,在供应链的管控上,Soitec从终端客户的需求入手,比如在今年4月Soitec就已加入中国移动的研发中心,成为主要成员之一。 “可能会有人质疑衬底行业与电信行业相差甚远,跨度过大。但与供应链每个环节的厂商合作中,既了解了终端客户的需求,又可缩短在定制化方案上的实施时间,达到及时供应及时上市的效果”,他如是说。 图4:Soitec RF-SOI高级业务发展经理Luis Andia博士   本土化战略和市场   据权威数据显示,到2020年,中国半导体行业增长率将达到20%,另外,中国在5G的进程上也非常激励人心。那在帮助中国半导体行业发展上Soitec有何布局? “Soitec始终高度关注着中国半导体行业的发展。自2007年进入中国,十余年来,Soitec一直是中国忠实的战略合作伙伴,致力于用自身独特的技术、产品和服务推动中国产业生态系统的建设”,陈文洪告诉记者,目前Soitec在中国已设立专门办公室,正如上文所述,将更紧密与中国的整体供应链密切联系。 值得一提的是,Soitec在年初已成为首家加入中国移动5G联合创新中心的材料供应商。另外,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。今年6月,Soitec与重要客户格芯签署长期供应协议,这些产品将用于5G、物联网等产业的发展。 图5:Soitec公司中国区销售总监陈文洪先生(左一)   据Soitec 2019财年报告显示,销售额劲增42%。据悉,Soitec现如今在细化市场的整体占比超过5成,而在RF-SOI市占率则更高。 财报数据显示,8英寸(200mm)晶圆销售额略高于12英寸(300mm)晶圆销售额。Soitec表示,自2016年起,在进行8英寸向12英寸的过渡转换,整套的可靠性测试约需2年时间,市场正逐步转向12英寸。另外值得一提的是,Soitec目前在法国贝宁、二厂及新加坡工厂在12英寸晶圆产品上的满负荷产能各约100万(片/年)。 现阶段,这家1997年成立专业进行优化衬底的公司主要以智能手机、汽车、IoT、云和基础设施四大领域为主,未来Soitec也将投身边缘计算和毫米波这一大热的话题之中,Soitec的科技蓝图将为新一代设备赋能。

    时间:2019-07-17 关键词: 5G soi 技术专访 soitec 优化衬底

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