【AET原创】优化衬底 改变生活，Soitec潜挖新材料、新技术

作为全球优化衬底最大的制造商，Soitec提倡通过材料及衬底的设计和生产来改善人们的生活。9月19日，Soitec在北京向媒体展示了其SOI产品组合，以及面向5G市场的新材料和产品布局。

Soitec全球战略执行副总裁Thomas Piliszczuk

Thomas Piliszczuk表示，衬底材料是晶体管的重要组成部分，其结构对终端产品的性能和表现有着直接影响，因此Soitec一直和终端产品的厂商有非常密切的合作。智能手机、物联网、汽车、云计算与基础设施是Soitec关注的四大市场，受5G、AI、智慧能源三大趋势的影响，这四大市场有很大的发展前景。

第三代半导体材料迎发展机遇

半导体产业发展至今经历了三个阶段，第一代半导体材料以硅为代表；第二代半导体材料砷化镓也已经广泛应用；而以氮化镓和碳化硅等宽禁带为代表的第三代半导体材料，相较前两代产品性能优势显著。

Soitec的产品系列中，传统的硅基衬底产品已经得以广泛应用，如用于数字运算的FD-SOI、用于手机射频前端模块的RF- SOI、用于高压原件集成的Power-SOI、用于光学数据收发的Photonics-SOI和用于手机图像处理的Imager-SOI等。

非硅类材料方面，随着5G的发展，用于下一代射频滤波器的绝缘材料POI以及用于5G和功率器件的氮化镓（GaN）材料（硅或碳化硅上再加一层氮化镓的衬底材料）的产品将迎来更多的商用机会。

通讯器件是发展最快的产业之一，与此同时，Soitec也在不久前宣布了扩大POI产能，来满足客户对此类技术和产品的需求。纵观射频模块的演进，3G时代只需要几个滤波器，4G时代滤波器的数量达到了60-80个，5G时代则是120-150个，因此滤波器市场潜力巨大的。Thomas 透露，包括一线的RF厂商，很多企业会陆续量产基于POI的射频前端模块。

Thomas介绍道：“预计POI每年市场需求约达几百万。POI现在只是6英寸，未来会满足到200mm和300mm这样的规格。”

此外，Thomas 透露，Soitec正在研发新一代的材料：“我们在开发新的材料，叫做硅基铟氮化镓，主要用于MicroLED，生产高分辨率、低功耗的显示屏，如智能手表、智能手机领域的应用等。这个新的材料在未来几年将会非常受欢迎。”

GaN大规模商用时机成熟

GaN能够在高频条件下工作并保持高性能、高效率，其主要价值是用于射频高频率和高功耗领域，如5G基站方面。

RF-5G

经过几十年的研发，GaN已经基本成熟，可以大规模的商业化使用。看准了GaN的市场潜质，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。至此，Soitec可以持续推出RF-SOI、FD-SOI的产品，以及POI的产品，满足未来5G客户对各类技术和产品的要求。

相比硅和SOI，GaN的成本要高一些。Thomas认为，GaN包括Si衬底GaN和SiC衬底GaN。硅上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。

此外，Soitec还从4、6英寸移到8英寸来生产，通过大规模、工业化生产提高良率，节省成本。

颠覆汽车行业的新材料SiC

汽车领域，优化衬底材料的使用分三部分，第一部分是汽车的电力，Power-SOI、功率FD-SOI、氮化镓都有广泛的使用；第二部分是自动驾驶，FD-SOI大规模应用于自动数据采集系统和信息娱乐应用处理器；第三部分是车载的显示屏和传感器，Imager/Photonics-SOI 用于雷达传感器，FD-SOI用于雷达传感器前端模块，InGaNOS 用于车载显示屏MicroLED。

SiC vs. Si

在汽车电力方面，还有另外一种材料——碳化硅（SiC）。Thomas这样说道：“SiC用于很多的元器件中，能够提高汽车的巡航距离。在电动汽车引擎的领域，未来它将会在一些关键的部件当中替代硅。其中的一个关键元器件也就是换流器、逆变器，在这个领域中碳SiC替代硅会产生非常重要的价值和优势。Soitec正在开发这种技术，使用Smart Cut^TM、Smart Stacking^TM技术开发新的材料。”

Thomas认为，SiC至少会颠覆汽车行业的材料使用，Soitec在2020年初将会带来一个能够颠覆行业的一些新产品。

SOI产业联盟推动行业发展

SOI产业联盟是SOI行业的一个最领先的组织，涵盖整个SOI行业价值链中的企业，包括产学研各个机构，旨在推动SOI行业的发展。目前有33个成员，遍布世界各地，包括大小企业、初创企业、研究机构等。

Soitec首席执行官顾问、SOI产业联盟董事长兼执行理事Carlos Mazure博士

Soitec首席执行官顾问、SOI产业联盟董事长兼执行理事Carlos Mazure博士介绍：“目前行业的重点是发展相关的设计IP，来最大限度发挥SOI技术的能量，这是我们下一步要做的。”

SOI技术的推动力来自于我们的生活，物联网、汽车、消费产品，它们相互连接，推动着SOI技术的发展。

Carlos指出，FD-SOI整个生态系统已经就绪，整个供应链也已经就绪，并且处于不断的发展成熟当中。针对5G技术的SOI整个生态系统已经就绪了，而且市场需求非常强烈。中国是5G的领导市场，RF-SOI已经作为4G前端模块的标准，它所带来的各种好处也延伸到sub-6 GHz 5G的技术当中。

可以看出，传统硅类材料已经无法完全满足市场需求，随着5G的到来，对于氮化镓和POI的需求会越来越大，Soitec的产品已经相应地提前做好准备。此外，用于MicroLED显示屏硅上的铟氮化镓和用于电动汽车中替代硅材料的碳化硅也在Soitec的产品计划中。Soitec有一个全球的合作网络，包括中国的合作伙伴。“如果想要取得成功，不仅仅是依靠我们的技术和产品，还要依靠我们整个生态系统的密切合作。” Thomas介绍总结道。