SOI技术由于处理速度快、结电容减小、功耗低而提高了半导体器件的性能,确保了最小的漏电流以及与传统硅处理的高度兼容性,被广泛应用于5G、汽车电子、智能终端、人工智能等领域。
另外再加上薄晶圆制造中防止硅浪费以及建立提高 SOI 产量的设施等多种因素,预计 2022 年全球 SOI 市场规模为 14 亿美元,到 2027 年预计将达到 29 亿美元,预测期内复合年增长率为 15%。近些年,中国大陆SOI产业发展迅猛,本土企业在SOI晶圆、衬底、代工、IP等方面也取得了进步。
沪硅产业此前投入20亿元进行高端硅基材料研发,其中重要的一部分就是SOI技术。其下子公司上海新傲是国内RF-SOI 产业链重要一环,集研发和制造一体,采用SIMOX,BONDING,SIMBOND和Smart-Cut等技术,可以提供一体化的RF-SOI材料服务,现在主要是在生产150和200毫米的SOI。
智能切割技术在2021年占据了SOI市场的最大份额,这项技术使所有晶片上的晶片厚度均匀性达到1纳米。该技术受到 Soitec 拥有或控制的 3,000 多项专利的保护。因为2016年硅产业集团投资了法国的Soitec,所以硅产业集团是法国Soitec的两个大股东之一,也成功的掌握了切割技术。
图:新傲科技主办的2023国际RF-SOI论坛,于10月24日在上海召开。硅产业集团执行副总裁王庆宇开幕致辞并主持论坛。
王庆宇向EDN电子技术设计记者表示,新傲科技现在8英寸的产能达到了每月4万片。
图:不同材料下的5G射频性能对比。
2021年,RF FEM产品领域占据SOI市场的最大份额。RF FEM 产品领域的增长可归因于 5G 技术和消费电子设备对前端模块的需求不断增长。
GlobalFoundries RF技术副总裁Julio Costa在RF-SOI论坛现场让大家做了一道简单的选择题(下图所示),2022年手机里的蜂窝频段数量达45个,远超2025年的2个。
GSM 协会报告(《移动经济》)指出,2021年5G连接采用率已达到移动连接总数的 8%。预计到 2025 年将达到 25% 左右,显示出强劲的增长潜力。
如上图所示,RF-SOI技术(黄色)广泛的用于开关/ASM/天线调谐器当中,在PA和LNA中也有很广泛的应用。
“RF-SOI虽然现在是在手机前端应用比较广泛,尤其是RF switch, RF开关这一块,但它不只限于手机的应用,它有更广泛的应用,比如现在loT的市场有500亿设备连接。”Incize CEO Mostafa Emam表示。
图:从左至右依次为:Incize CEO Mostafa Emam、上海硅产业集团股份有限公司执行副总裁/上海新傲科技股份有限公司董事王庆宇博士、GlobalFoundries RF技术副总裁Julio Costa。
王庆宇回顾4年前曾请中国移动参与过RF-SOI论坛,中国移动当时就表示在自己的愿景当中,虽然手机是最大的一种应用,但还有更多,例如通过5G实现自动驾驶、智能工厂等。所以未来还有更广阔的应用空间。
GlobalFoundries RF技术副总裁Julio Costa也补充了自己观察到的关于人体健康的案例,用RF雷达设备来做健康监测,包括用雷达监测人心跳、监测呼吸,而不是传统的感知方式。这是一个新的增长点。
王庆宇博士同时也担任着SOI联盟委员,他表示中国是全球产业链上非常重要的一个环节,在射频方面,中国是最大的市场,因为中国占了全球5G的连接点的60%。而且中国的5G的用户群也是全球最大,有超过7亿的人在使用5G。
他表示,SOI联盟未来会做更多的推广,让业界知道在汽车、传感器、光电等领域用SOI技术能给大家带来的好处,推动产业链更快速的增长。