目前，全球芯片短缺問題日益嚴(yán)重。2021年伊始，國內(nèi)手機(jī)行業(yè)因?yàn)槭謾C(jī)芯片緊缺，眾多手機(jī)廠商發(fā)布新機(jī)型卻難有現(xiàn)貨發(fā)售，紛紛表示“今年芯片不是缺，是非常缺”。目前，為了向市場交付解決方案，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)、新型的材料以及新的縮減尺寸的方法，以及采用最先進(jìn)的封裝技術(shù)。

　　半導(dǎo)體行業(yè)的關(guān)鍵因素包括了性能、功耗、上市時間、所占面積等。優(yōu)化襯底是突破限制和挑戰(zhàn)的方法之一，通過從晶圓“源頭”入手，改善晶體管的性能，為后續(xù)設(shè)計(jì)和流片打好“地基”。近日，半導(dǎo)體優(yōu)化襯底商Soitec舉辦媒體交流會。Soitec全球戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人Thomas Piliszczuk、Soitec首席運(yùn)營官兼全球業(yè)務(wù)部主管Bernard Aspar、Soitec全球銷售主管Calvin Chen、Soitec中國區(qū)戰(zhàn)略發(fā)展總監(jiān)張萬鵬分享了Soitec的2021年計(jì)劃，并重點(diǎn)講述了5G的到來為公司帶來的新機(jī)遇以及 Soitec在硅基及第三代半導(dǎo)體材料的布局。

　　5G、AI、能源驅(qū)動超級市場

　　對于半導(dǎo)體行業(yè)以及整個電子產(chǎn)品領(lǐng)域而言，5G、人工智能以及高效節(jié)能是最近十年的主要驅(qū)動趨勢。優(yōu)化襯底作為半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在這三種趨勢中均扮演著關(guān)鍵角色。根據(jù)Soitec每年更新的優(yōu)化襯底最新進(jìn)展數(shù)據(jù)顯示，行業(yè)對襯底的芯片設(shè)計(jì)需求日益凸顯，主要應(yīng)用領(lǐng)域的采納率也在逐年提升。Thomas Piliszczuk介紹說：“優(yōu)化襯底和消費(fèi)電子應(yīng)用方面的聯(lián)系從未像現(xiàn)在這樣密切、強(qiáng)大。”

　　據(jù)Soitec預(yù)測，在多個市場的共同驅(qū)動下，2020-2030年這十年間，半導(dǎo)體市場增長將是超過翻番的增長趨勢。其中5G、人工智能、能源效率將是主要的驅(qū)動力。這三大趨勢支持著很多市場的發(fā)展，包括智能手機(jī)、汽車、物聯(lián)網(wǎng)、云、基礎(chǔ)設(shè)施等。

　　關(guān)于5G，目前預(yù)計(jì)2021年5G手機(jī)的出貨量是逾5億臺。同時5G又是個全球性的平臺，可以集成和帶來各類創(chuàng)新產(chǎn)品，涉及各類的電子細(xì)分市場。關(guān)于人工智能，特別是邊緣AI正成為行業(yè)內(nèi)非常重要的趨勢，它強(qiáng)力驅(qū)動著行業(yè)的增長。目前行業(yè)也有這樣的展望：今年起將有數(shù)十億具備AI能力的設(shè)備面市。關(guān)于能源效率，電動汽車是一個重要的市場垂直領(lǐng)域，并且是個重大的趨勢。目前的預(yù)期是到2025年市場上要達(dá)到2000萬的電動汽車。最終，在除了電動汽車之外，提高能效的需求也將在各種其它的應(yīng)用中體現(xiàn)，例如工業(yè)應(yīng)用、太陽能、綠色能源或其它基礎(chǔ)設(shè)施中。

　　5G需要怎樣的襯底技術(shù)？

　　5G是優(yōu)化襯底目前需求增長最大的市場之一。從移動互聯(lián)到萬物互聯(lián)，憑借其10倍的速度、10倍的相應(yīng)時間、10倍的連接設(shè)備數(shù)量、100倍的網(wǎng)絡(luò)容量，5G迎來了大規(guī)模部署。而5G技術(shù)的基礎(chǔ)與核心正是優(yōu)化襯底，隨著5G的到來，對優(yōu)化襯底的要求越來越高。在過去，對新的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證和引入大約都需要10年的時間。5G在未來的10年也將繼續(xù)催生新的產(chǎn)品和技術(shù)路線圖。這些技術(shù)的演進(jìn)和發(fā)展也會催生更多的對優(yōu)化襯底的需求，例如在5G智能手機(jī)方面的需求，為Soitec創(chuàng)造更多的機(jī)會。

　　RF-SOI、FD-SOI、POI在智能手機(jī)的應(yīng)用趨勢

　　Soitec預(yù)測了RF-SOI、FD-SOI、POI產(chǎn)品在不同代際的手機(jī)中的應(yīng)用面積。

　　RF-SOI：5G時代，射頻前端模塊的需求提高，為滿足5G RF的嚴(yán)格要求，越來越多的芯片設(shè)計(jì)公司開始尋找新的材料和襯底。RF-SOI備受市場歡迎，在4G/5G市場中滲透率高達(dá) 100%。RF-SOI已經(jīng)成為手機(jī)射頻前端模塊的標(biāo)準(zhǔn)，這就包括了開關(guān)、天線、調(diào)節(jié)器、低噪、放大器以及Sub-6GHz的應(yīng)用。

　　具體看，在Sub-6GHz的應(yīng)用中，RF-SOI的采用面積在5G手機(jī)中的含量比4G手機(jī)中的含量高了60%，而同時又比中等的手機(jī)當(dāng)中的含量高了100%。此外，RF-SOI在毫米波以及Wi-Fi 6領(lǐng)域的增長正在加快，RF-SOI設(shè)計(jì)主要被應(yīng)用于室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)（網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施）。Soitec制定了涵蓋高端和低端細(xì)分市場的產(chǎn)品線路圖，更為智能手機(jī)射頻前端模塊制定標(biāo)準(zhǔn)。在蜂窩方面，可提供射頻開關(guān)、低噪聲放大器、天線調(diào)諧器的主流解決方案，在互連方面，可提供包括功率放大器在內(nèi)的 RFFE Wi-Fi 6解決方案。

　　FD-SOI：FD-SOI的增長驅(qū)動因素主要是5G、邊緣計(jì)算、汽車，同時FD-SOI的采用率上升也受益于越來越多的技術(shù)需要超低功耗的能力。由于可以通過AI管理的射頻到比特流SoC以及新一代的Soitec技術(shù)為云端添加無線電連接，帶動了一系列FD-SOI的應(yīng)用。比如：

　　具有成本效益的（毫米波）集成無線電， Wi-Fi 6 和雷達(dá)

　　節(jié)能的模擬/混合信號解決方案（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器）

　　搭載eMRAM內(nèi)存的高效計(jì)算型汽車

　　用于Sub-THz 設(shè)計(jì)的下一代Soitec 解決方案

　　FD-SOI的發(fā)展非?？?，各個代工廠也在進(jìn)一步地開發(fā)新的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，如18納米和12納米。由于5G、邊緣計(jì)算、汽車電子的需求， FD-SOI 晶圓需求反彈設(shè)計(jì)公司推出基于 FD-SOI的增強(qiáng)型產(chǎn)品。新近市場上FD-SOI各大公司紛紛都有新的喜訊，其中也包括Soitec的CrossLink。

　　萊迪思的CrossLinkFPGA平臺獲得“EM Best-in-Industry”獎項(xiàng)

　　意法半導(dǎo)體發(fā)布StellarMCU平臺

　　格芯發(fā)布 22FDX RF+，升級射頻性能

　　22FDX中的雙模藍(lán)牙 IP可降低 50% 的功耗，可用于無線立體聲音響/助聽器應(yīng)用中

　　Samsung Foundry Forum （SAFE） 將 FD-SOI + eMRAM作為主推產(chǎn)品

　　POI：5G用于Sub-6GHz的技術(shù)在驅(qū)動新的產(chǎn)品濾波器的需求，需要更大的帶寬、更低的損耗、出色的溫度穩(wěn)定性、以及有效的排斥。POI襯底是射頻濾波器理想的選擇。對于聲表波濾波器市場而言，POI可以助力聲表波的濾波器服務(wù)好Sub-6HGz市場。

　　在射頻濾波器領(lǐng)域，Soitec主要是提供POI產(chǎn)品。這一產(chǎn)品目前正在生產(chǎn)中，并且產(chǎn)能正在提升。其法國工廠產(chǎn)能正在繼續(xù)擴(kuò)增，預(yù)計(jì)年生產(chǎn)能力可達(dá)到50萬片晶圓。同時在150毫米POI襯底方面也在爬坡量產(chǎn)，產(chǎn)能準(zhǔn)備擴(kuò)張到50萬片每年。在產(chǎn)業(yè)合作方面，Soitec已經(jīng)與行業(yè)內(nèi)的很多大公司簽訂了協(xié)議，包括與高通公司的協(xié)議，幫它們開發(fā)產(chǎn)品用于4G、5G、濾波器等產(chǎn)品中。

　　電動汽車急需晶圓優(yōu)化襯底

　　電動汽車在世界范圍內(nèi)都是一個主流趨勢，當(dāng)然在中國更是如此。據(jù)2020 IHS Markit市場研究數(shù)據(jù)， Soitec預(yù)測，2026年5G汽車銷量將達(dá)到2700萬輛，2028年全球共享車隊(duì)數(shù)量將達(dá)到100萬輛，2030年L3及以上車型銷量700萬輛，2030年全球電動汽車銷量將達(dá)到4500萬輛。受汽車大趨勢驅(qū)動，電子系統(tǒng)在整車 BOM中占比逐漸上升，自2019年至目前車型對比增加28％～44％。

　　汽車行業(yè)的關(guān)鍵趨勢及數(shù)據(jù)

　　汽車行業(yè)也是急需晶圓優(yōu)化襯底的行業(yè)之一。Thomas Piliszczuk強(qiáng)調(diào)，這些增長并不僅是應(yīng)用面積的增長，也有新應(yīng)用種類及新芯片種類的增長。2019年Soitec在Power－SOI、FD－SOI、RF－SOI總應(yīng)用面積達(dá)到150m㎡；2020－2022年P(guān)OI將引入汽車應(yīng)用，相關(guān)SOI應(yīng)用將擴(kuò)大范圍，總應(yīng)用面積將躍升至276 m㎡；2022年及未來SiC／GaN Power將為EV動力系統(tǒng)帶來新“動能”，總應(yīng)用面積將躍升至2011 m㎡。

　　汽車中的Soitec“含量”

　　雖然2020年，汽車市場整體表現(xiàn)比較疲軟，但Soitec預(yù)測，在接下來的一年，汽車市場將會迎來比較顯著的增長。尤其中國市場，很多品牌均開始在電動汽車領(lǐng)域進(jìn)行投入，并加強(qiáng)國內(nèi)供應(yīng)鏈的能力，以便能夠設(shè)計(jì)和制造電動汽車所需的所有零部件。

　　Soitec在汽車市場的應(yīng)用量與新機(jī)遇

　　Soitec襯底技術(shù)在不同行業(yè)的應(yīng)用

　　Soitec目前擁有四項(xiàng)核心技術(shù)包括Smart Cut（智能剝離技術(shù)）、Smart Stacking（智能堆疊技術(shù)）、Epitaxy（薄膜沉積技術(shù)）、Compound Semiconductor（化合物半導(dǎo)體技術(shù)）。幾項(xiàng)技術(shù)之間是存在互相聯(lián)系的，通過綜合地運(yùn)用這幾個技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同材料的堆疊，打造新產(chǎn)品。Soitec 首席運(yùn)營官兼全球業(yè)務(wù)部主管Bernard AsparBernardAspar表示，正因Soitec擁有不同技術(shù)，所以才能生產(chǎn)多種優(yōu)化襯底。

　　豐富的優(yōu)化襯底產(chǎn)品組合

　　從3G到5G以及到Sub-6GHz及毫米波的過程中，Soitec優(yōu)化襯底產(chǎn)品的應(yīng)用面積的增長非?？捎^。憑借領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢，Soitec可根據(jù)需要解決的挑戰(zhàn)或需要滿足的市場需求，生產(chǎn)出不同的襯底。面向5G，可提供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，同時還提供用于成像與傳感領(lǐng)域的Imager-SOI。除了SOI以外還有新的產(chǎn)品，比如壓電優(yōu)化襯底是在絕緣層上加壓電材料的優(yōu)化襯底POI，它可用于濾波器方面；另外還有基于硅基的氮化鎵產(chǎn)品，可以用于5G和汽車領(lǐng)域。

　　優(yōu)化襯底的無限可能

　　值得一提的是，Soitec在全球范圍經(jīng)營多家工廠。在法國，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。而且在中國，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Soitec也在考量未來幾年的市場需求，有必要的話會提前對產(chǎn)能部署作出安排。

　　Soitec非常高興看到目前增長迅速的市場需求和全新機(jī)遇。Soitec預(yù)計(jì)2022財年的年?duì)I收是9億美元。5G、汽車市場、邊緣計(jì)算將是主要的驅(qū)動力。汽車市場已經(jīng)正在快速地反彈，邊緣計(jì)算以及相關(guān)領(lǐng)域也是特別重要。Soitec將會抓住5G、AI、能效這三個主要的大趨勢，我們進(jìn)行了精準(zhǔn)的定位，為這些行業(yè)大趨勢提供了亟需的優(yōu)化襯底產(chǎn)品。

　　Soitec的中國市場計(jì)劃

　　中國一直是Soitec最重要的市場之一。1992年公司成立至今，Soitec一直與大學(xué)研究機(jī)構(gòu)，包括業(yè)界最領(lǐng)先材料公司、設(shè)備公司、設(shè)計(jì)公司及系統(tǒng)公司進(jìn)行合作，為手機(jī)行業(yè)、汽車行業(yè)服務(wù)。與此同時建設(shè)在中國的行業(yè)生態(tài)，不僅僅是在此前提及的5G、AIoT以及電動汽車領(lǐng)域，同時也希望能夠加強(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。

　　受汽車大趨勢驅(qū)動，電子系統(tǒng)在整車BOM中占比上升

　　電動汽車在世界范圍內(nèi)都是一個主流趨勢，當(dāng)然在中國更是如此。Soitec認(rèn)為，中國市場對Soitec碳化硅產(chǎn)品有著巨大的需求。目前Soitec已與中國多家公司，包括設(shè)備廠商與汽車品牌，進(jìn)行碳化硅領(lǐng)域的評估與合作。

　　Bernard Aspar強(qiáng)調(diào)：“Soitec的工作方式就是與整個生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行合作，包括直接客戶及客戶的客戶，這樣才能保證對整個產(chǎn)業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)有更深刻的了解。對我們來說，我們也希望能夠利用中國的發(fā)展，新基建、電動汽車等不同行業(yè)的發(fā)展，來幫助合作伙伴解決行業(yè)中遇到的挑戰(zhàn)以及傳統(tǒng)材料的瓶頸問題?！?/p>