Soitec新年展望,半导体衬底机会无限

日期:2021-03-05

 
日前,Soitec举办2021新年展望在线媒体会,会上公司全球战略负责人Thomas Piliszczuk、首席运营官兼全球业务部主管Bernard Aspar与媒体分享了过去一年的回顾,展望了未来的全球半导体市场发展,与媒体探讨了未来半导体衬底在各应用领域的发展机会。
 
未来十年趋势带来市场机会
 

 
在“市场+趋势:宏观局势一览”演讲中,Thomas Piliszczuk首先介绍说,作为创新性半导体材料的设计者与生产者和优化衬底的领导者,Soitec的使命是以独特的SMART CUT和SMART STACKING技术,设计和交付创新型优化衬底解决方案,为客户产品的赋能,缔造人们的美好生活。
他认为,优化衬底和消费电子应用方面的联系从未像现在这样息息相关。当前有四大市场和三大趋势正在推动半导体行业的发展。从2020年到2030年,半导体市场将以超过翻番的趋势增长,其中的主要驱动力包括:5G、人工智能和能源效率。这三个趋势支持着很多市场的发展,包括智能手机、汽车、物联网、云和基础设施等。
他承认,目前的国际大环境非常复杂,从去年开始的疫情以及各国家、地区之间的紧张局势,包括美国、欧洲、中国之间的关系,还有近期以来产业供应链的供货短缺。
不管怎样,驱动半导体行业未来十年发展的大趋势有三,这不仅仅是在展望,而是正在发生的事实。其一是5G,预计今年5G手机的出货量将超过5亿台。同时5G又是一个全球性平台,可以集成和带来各类创新产品,涉及各类的电子细分市场。
其二是AI,特别是边缘AI正成为非常重要的趋势,强力驱动着行业的增长。目前的展望是,今年起将有数十亿个具备AI能力的设备面市。
其三是电动汽车,它是一个重要的市场垂直领域,也是一个重大趋势,预期到2025年道路上将有2000万台电动汽车。除了电动汽车之外,提高能效的需求也将在各种其它应用中体现出来,例如工业应用、太阳能、绿色能源或其它基础设施。
 

 
推动行业把各种应用、功能成功地集成到终端消费电子应用的几个关键因素包括:性能(performance)、功耗(power)、上市时间(time-to-market)、所占面积成本(area cost)。因此,整个行业面临着一些挑战,包括需要超越摩尔定律,寻找新的体系结构、新型材料以及新的缩减尺寸的方法,还要采用最先进的封装技术。
Thomas Piliszczuk说:“对Soitec而言,这些新的挑战也创造了很多的机会,因为我们提供优化衬底、品种丰富的新型半导体材料,可以帮助行业解决上述问题,也为我们带来了诸多机会。”
在5G方面,未来10年也将继续催生新的产品和技术路线图。这些技术的演进和发展也会催生更多对优化衬底的需求,例如在5G智能手机方面的需求,将为Soitec创造更多的机会。
Soitec预测,在不同代际的手机中RF-SOI、FD-SOI、POI产品的应用面积都在增加。从3G到5G以及到Sub-6GHz及毫米波应用,Soitec优化衬底产品的应用面积的增长非常可观。
 

 
在汽车市场,电子系统在整车BOM中所占比例不断上升,在不同代际汽车中半导体器件的应用将逐年增加,也为Soitec的优化衬底提供了应用机遇,其中包括:信息娱乐(D类音频放大器、多媒体应用处理器)、连接性(ECU、收发器、前端模块、片上系统)、动力系统(栅极驱动、SiC MOSFET、动力系统、电池管理系统)、ADAS(视觉处理器、雷达、域控制器)等等。
 

 
从2019年到2020-2022年,再到2022年及之后会经历三代发展,不同代际汽车内的半导体器件含量将不断增长。这些增长不仅是应用面积方面的增长,也有新的应用种类以及新的芯片种类的增长。
 

 
为行业设计应对各种挑战的优化衬底
 

 
接着,Bernard Aspar分享了Soitec在SOI产品方面的细节。他表示,Soitec的工作方式就是与整个生态系统进行合作,包括直接客户以及客户的客户,这样才能保证对整个产业所面临的挑战有更深刻的了解。合作伙伴包括行业协会、整个行业以及研发机构,以定义及设计出解决这个行业面临的问题所需要的优化衬底。
他说:“优化衬底对这个行业特别重要,而且会成为行业的标准,比如5G。正是因为Soitec与众不同的技术,包括Smart Cut、Smart Stacking、Epitaxy,所以,Soitec能够生产多种优化衬底。凭借这些领先的技术,我们可以满足不同市场的需求。”
Soitec的优化衬底产品组合不仅是SOI相关产品,也有许多新产品。有硅基的、非硅基的,还有其它新的材料和衬底,包括压电衬底和其它化合物产品。
 

 
Soitec可以根据应用领域的需求设计和生产不同的衬底产品。面向5G提供RF-SOI、FD-SOI、Power-SOI、Photonics-SOI、Imager-SOI。面向汽车领域有FD-SOI、Power-SOI,还提供Imager-SOI,用于成像与传感领域。除了SOI以外还有新的产品,比如压电优化衬底是在绝缘层上加压电材料的优化衬底POI,可用于滤波器应用;另外还有氮化镓,这个产品是基于硅的,硅基氮化镓可以用于5G和汽车领域。
Bernard Aspar还介绍了RF-SOI方面取得的进展,它为智能手机的射频前端模块设定了行业标准。其产品包括200毫米、300毫米技术节点产品,其路线图涉及从4G到5G的不同应用,直到Sub-6GHz以及毫米波,甚至包括Wi-Fi。
RF-SOI需求的增长原因首先是智能手机数量的增加,另一方面也涉及RF-SOI内容的平台。举个例子,Sub-6GHz的RF-SOI的采用面积在5G手机中的含量比4G手机高了60%,而同时又比中等手机的含量高了100%。同时可以看到,RF-SOI在毫米波领域及Wi-Fi 6领域的增长也在加快。
 

 
FD-SOI的发展也很快,其中包括莱迪思的CrossLink,以及意法半导体、格芯、三星等在FD-SOI方面都有好消息。FD-SOI的增长驱动因素主要是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,新一代Soitec技术为云端添加了无线电连接,也带动了一系列FD-SOI的应用。同时,各个代工厂也在进一步开发新的技术节点,如18纳米和12纳米。
 

 
Soitec的Specialty-SOI部门针对不同应用设计不同的产品,例如Power-SOI,主要用于汽车电源管理控制。在2020年比较疲软的市场表现之后,汽车市场接下来一年将会迎来比较显著的增长。此外,其他Specialty-SOI产品,包括用于影像的Imager-SOI和Photonics-SOI,后者已经成为行业标准,特别是数据中心及收发器应用领域。
SOI之外的一个新产品是用于滤波器的POI衬底。这个产品是绝缘体上压电材料的结构压电衬底,它是射频滤波器理想选择。对于声表波滤波器市场而言,POI可以助力声表波的滤波器服务于Sub-6HGz的市场。Soitec与行业内很多大公司签订了协议,包括高通,开发用于4G、5G的滤波器产品;在150毫米POI衬底方面也在爬坡量产,产能准备扩张到每年50万片。
Bernard Aspar还介绍了Soitec Belgium(2019年5月并购的EpiGaN),其产品主要是氮化镓外延片。现在这个业务单元已经完美、有机地结合到其整体业务当中,也获得了为很多客户提供氮化镓、硅晶圆的资质批准。它目前可以提供用于射频,主要是用于基站及智能手机(Sub-6GHz及毫米波)的氮化镓外延片;此外,它也提供用功率方面的氮化镓外延片。
最后是Soitec正在开发中的产品,包括碳化硅。其顶层是高质量碳化硅,下面一层是低电阻率衬底。Soitec在与应用材料公司一起合作开发碳化硅产品,已经开始了第一批试生产,而且第一批研发样品已经交付给客户,同时在技术方面也获得了验证,电动汽车是碳化硅产品最主要的增长驱动力。
 
中国市场将扮演关键角色
在接受记者采访时,Thomas Piliszczuk表示,Soitec深知中国在电子产品及半导体行业中扮演的重要角色,因此Soitec将继续深耕中国市场,并且不断调整定位来加强在中国的影响力,以支持其在中国业务的发展。
他说,特别是在电动汽车市场,中国的发展非常迅猛,很多品牌都开始在电动汽车领域进行投入,加强国内的供应链能力,以便能够设计和制造电动汽车所需的所有零部件。所以,中国市场对Soitec碳化硅产品有着巨大的需求。
他说:“我们目前已与中国多家公司,包括设备器件和汽车品牌,进行碳化硅领域的评估与合作。”
Soitec中国区战略发展总监张万鹏介绍了与中国生态圈的共建和发展。他表示,中国一直是Soitec最重要的市场之一。1992年公司成立至今,一直在与大学研究机构,包括业界最领先材料公司、设备公司、设计公司及系统公司进行合作,为手机、物联网、汽车、云等行业提供服务。
他说:“我们希望能够把最新、最好的经验带到中国,帮助中国的同行解决问题。与此同时,我们一直在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,我们也希望能够加强与本地行业伙伴的合作,利用灵活的商业合作模式,建立本地供应链以及本地支持。新傲科技作为我们本土的合作生产商对我们帮助很大。我们也希望通过团队的本土化来加强对中国市场的支持能力。”

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