半導體材料創(chuàng)新鞏固產(chǎn)業(yè)供應鏈，賦能智能手機、汽車領域

現(xiàn)階段,在整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈中,針對供應優(yōu)化襯底材料方面的角色來說,主要技術用于加工晶體管隨之產(chǎn)品直接進入到工業(yè)及終端市場,最后滲透到消費端產(chǎn)品中。材料和襯底是晶體管重要的組成部分,這也凸顯了晶體管的重要性,且對于終端產(chǎn)品性能、功能起到?jīng)Q定性作用。

Soitec 全球策略執(zhí)行副總裁 Thomas Piliszczuk(左)

Soitec首席執(zhí)行官顧問、SOI 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟董事長兼執(zhí)行理事 Carlos Mazure(右)

 2019年9月19日,Soitec首席執(zhí)行官顧問、SOI 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟董事長兼執(zhí)行理事Carlos Mazure及 Soitec 全球策略執(zhí)行副總裁 Thomas Piliszczuk 博士為《電子產(chǎn)品世界》記者介紹收購氮化鎵外延硅片材料供應商 EpiGaN 為Soitec帶來的新機遇以及在硅基及第三代半導體材料的布局。

襯底產(chǎn)品組合適用廣泛領域

Soitec的核心科技在材料方面,其最前沿的技術在于不同材料的融合方面,以滿足終端用戶對于材料性能的不同要求。

處理器與集成芯片方面,FD-SOI通過簡單的模擬/射頻整合可用于高功效和靈活的數(shù)字運算;射頻前端模塊(RF-SOI)具有高效的移動通信效果,對于手機的射頻功能是一大助力。高功率(Power-SOI)用于高壓元件集成,適用汽車和工業(yè)生產(chǎn);光學Photonics-SOI將高性能光學器件集成,適用于光和數(shù)據(jù)接收應用;圖像傳感器Imager-SOI用于提高近紅外光譜技術(NIR)的圖像性能,在手機面部識別方面占據(jù)優(yōu)勢?？梢钥闯鲋T類產(chǎn)品都是以Si元素為基礎,Soitec作為材料供應商也延伸到其他復合型材料,例如:壓電型絕緣材料適用于下一代絕緣過濾器,同時包含SiC和GaN用于下一代半導體材料。

POI技術滿足前沿手機濾波器功能

濾波器在智能手機前端模塊、射頻模塊中至關重要,其功能在于選擇頻譜信號進行過濾。隨著4G、5G的到來,頻譜的密集化趨勢需要手機前端射頻模塊進行過濾。因此需要利用功能強大的濾波器甄別選擇某一頻率信號。POI技術主要用于滿足在4G、5G時代對濾波器強大功能的要求?，F(xiàn)階段使用前端模塊濾波器行業(yè)的主要企業(yè)很多都在使用POI技術。

Soitec近期已經(jīng)宣布擴大POI產(chǎn)能,以滿足市場對此類技術和產(chǎn)品的需求。預計未來幾年對于此類技術或基于此技術襯底產(chǎn)品的需求會非常大。

GaN材料應用于智能手機

氮化鎵材料在過去的幾十年研發(fā)征程中,已經(jīng)趨于成熟了且可以大規(guī)模商業(yè)化使用。在Soitec我們內(nèi)部認為現(xiàn)在時機已成熟,可以參與到這個技術的開發(fā)?，F(xiàn)階段Soitec已經(jīng)收購了領先的氮化鎵(GaN)外延硅片供應商——EpiGaN nv,將氮化鎵納入其優(yōu)化襯底產(chǎn)品組合。

手機主要功能主要分為射頻、計算分析、傳感器,三項功能模塊。針對使用這三項功能模塊智能手機的功能,也有不同的工程襯底產(chǎn)品。通訊方面,從射頻SOI、FD-SOI到POI以至于氮化鎵都在使用,也就意味著在智能手機當中優(yōu)化襯底含量在不斷提高。

Soitec新材料“硅基銦氮化鎵”主要用于MicroLED功能?！肮杌煹墶痹谖磥韼啄陮笠?guī)模在市場現(xiàn)身,其對于生產(chǎn)高分辨率、低功耗顯示屏以及智能手表、智能手機等等領域是一大助力。

汽車領域中優(yōu)化襯底材料的使用

在優(yōu)化襯底材料方面,相對于汽車領域的使用主要分三個部分:汽車電力、自動駕駛,車載顯示屏和傳感器。在汽車電力方面,Power SOI以及功率FD-SOI、氮化鎵都有廣泛的使用。

另外一方面是行業(yè)廣為關注的碳化硅材料,碳化硅材料主要應用于元器件當中助力提高汽車的巡航距離。在電動汽車引擎的領域,未來將會替代硅在一些關鍵部件當中的作用,例如換流器、逆變器,在汽車領域中碳化硅相對硅材料的取代將會產(chǎn)生非常重要的價值和優(yōu)勢。

Smart Cut^TM技術解決碳化硅晶圓量產(chǎn)問題

目前有關碳化硅材料的供應問題成為一種桎梏,碳化硅晶圓生產(chǎn)較為困難供應鏈較緊張,且由于這種晶圓高昂的價格、晶體的天然缺陷使得良率無法提高。

Soitec已經(jīng)開發(fā)出一種新方法Smart Cut^TM技術希望徹底改變現(xiàn)狀。Smart Cut^TM類似一種納米級別的刀刃,可以使設備被切割成非常薄、完美的硅層,且能夠疊加到其他的機體之上。不同的硅層切割后,疊加在不同的機體上面,可以實現(xiàn)不同的組合,從而助力實現(xiàn)生產(chǎn)高質(zhì)量的優(yōu)化襯底、超薄晶體間的疊加、晶體和非晶體之間的疊加。此類技術的問世,意味著產(chǎn)量提升及成本下降,晶圓的價格也會隨之降低。

技術市場方面,包括設備、汽車領域的用戶表示Smart Cut^TM技術的實現(xiàn)意味著許多電動汽車的元器件都可以使用碳化硅的產(chǎn)品。一旦產(chǎn)品上市,在中國市場,對于整個碳化硅產(chǎn)品將是非常重要的一環(huán)。