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半導體新材料與工藝精益求精,,歐洲企業(yè)加強與中國晶圓廠合作

2021-03-05
來源:半導體行業(yè)觀察

  隨著應用需求的發(fā)展,,市場對芯片的性能、功耗,、面積和上市時間提出了更高的要求,。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)、新型材料,、新的縮減尺寸的方法,,以及采用最先進的封裝技術(shù)。這些對于芯片制造,,特別是上游的半導體材料和工藝提供商來說,,既是挑戰(zhàn),也是機遇,。

  對于提供晶圓優(yōu)化襯底,,以及多種新型半導體材料的歐洲公司Soitec而言,以上這些挑戰(zhàn)為其創(chuàng)造了很多商機,。特別是在智能手機方面,從3G到5G,,以及到Sub-6GHz和毫米波的過程中,,Soitec優(yōu)化襯底產(chǎn)品的應用面積的增長非常可觀,。

  另外,,汽車中用到的芯片越來越多,特別是功率半導體,,不僅是應用面積的增長,,也有新的應用種類以及新的芯片種類的增長,也對半導體材料和工藝技術(shù)提出了更高的要求,。

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  據(jù)Soitec首席運營官兼全球業(yè)務部主管Bernard Aspar介紹,,在生產(chǎn)晶圓優(yōu)化襯底方面,Soitec有多種技術(shù),包括Smart Cut,、Smart Stacking,、 Epitaxy。憑借這些先進技術(shù),,可以根據(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。

  Soitec主要提供SOI相關(guān)的產(chǎn)品,,此外,,還有許多新產(chǎn)品,有硅基的,、非硅基的,,還有其它新的材料和襯底,包括壓電襯底和其它化合物產(chǎn)品,。

  SOI應用不斷拓展

  在SOI方面,,應用最廣的是RF-SOI。Bernard Aspar表示,,Soitec的RF-SOI技術(shù)為智能手機的射頻前端模塊提供了強大的支持,,晶圓包括200毫米和300毫米的,其產(chǎn)品路線圖涉及到不同的應用領(lǐng)域,,包括從4G到5G,,一直到Sub-6GHz的以及毫米波,甚至包括Wi-Fi,。

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  RF-SOI需求的增長,,主要得益于智能手機的數(shù)量增加,另外,,也涉及到RF-SOI平臺,,例如,Sub-6GHz的RF-SOI采用面積在5G手機中的含量比4G手機中的含量高了60%,,而同時又比中等手機中的含量高了100%,。同時,RF-SOI在毫米波領(lǐng)域以及Wi-Fi 6領(lǐng)域的增長在加快,。所以這里的RF-SOI覆蓋了很多領(lǐng)域,,并且成為了行業(yè)標準。

  當然,,Soitec的SOI技術(shù)和產(chǎn)品不只限于RF-SOI,,該公司可以根據(jù)應用領(lǐng)域的需求設(shè)計和生產(chǎn)不同的襯底產(chǎn)品。面向5G,,可以提供RF-SOI,、FD-SOI,、Power-SOI、Photonics-SOI,、Imager-SOI,。面向汽車領(lǐng)域,有FD-SOI,、Power-SOI,,以及Imager-SOI產(chǎn)品。而在成像與傳感領(lǐng)域,,除了SOI以外還有新的產(chǎn)品,。

  除了RF-SOI,F(xiàn)D-SOI的發(fā)展也是很快的,,包括萊迪思的CrossLink,、意法半導體、格芯,、三星等廠商,,都在大力發(fā)展該工藝。FD-SOI的增長驅(qū)動因素主要是5G,、邊緣計算,、汽車,同時,,F(xiàn)D-SOI也受益于越來越多的技術(shù)需要超低功耗的能力,。同時,各個代工廠也在進一步開發(fā)新的制程技術(shù),。據(jù)Soitec全球戰(zhàn)略負責人Thomas Piliszcczuk介紹,,已經(jīng)有3、4家廠商提供FD-SOI技術(shù)和服務,,例如,,中國的華力微電子主要做55納米的FD-SOI,28納米的FD-SOI芯片主要由三星和意法半導體制造,,22納米主要由格芯制造,,18納米的FD-SOI也是三星在做,另外,,格芯規(guī)劃制造12納米的 FD-SOI,。

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  Soitec還提供Specialty-SOI技術(shù),,可針對不同應用來設(shè)計不同的產(chǎn)品,,包括用于影像的Imager-SOI和Photonics-SOI。Bernard Aspar認為Photonics-SOI已經(jīng)成為行業(yè)標準,,特別是在數(shù)據(jù)中心以及收發(fā)器應用領(lǐng)域,。

  拓展新材料工藝

  除了SOI以外,,Soitec還有新的材料和工藝技術(shù),如POI,、碳化硅和氮化鎵,。

  POI襯底主要用于濾波器,這個產(chǎn)品是絕緣體上的壓電材料襯底,。POI襯底是射頻濾波器的理想選擇,。對于聲表面波濾波器市場而言,POI可以助力其服務好Sub-6HGz的市場,。Soitec已經(jīng)與行業(yè)內(nèi)很多大公司簽訂了協(xié)議,,包括與高通,幫它們開發(fā)用于4G,、5G的濾波器,。

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  Bernard Aspar表示,該公司正在150毫米POI襯底方面爬坡量產(chǎn),,產(chǎn)能準備擴張到50萬片每年,。同時,通過收購相關(guān)公司和技術(shù)團隊,,積攢了更大的優(yōu)勢,,濾波器產(chǎn)品設(shè)計方面有更好的表現(xiàn),更好地推動了產(chǎn)品的開發(fā),,同時滿足了客戶對POI產(chǎn)品更多的理解和認知的需求,。POI襯底能夠為5G濾波器提供在帶寬、損耗,、溫度穩(wěn)定性等方面優(yōu)秀的表現(xiàn),。

  2019年5月,Soitec并購了EpiGaN,,開始拓展氮化鎵業(yè)務,。在這方面,該公司有兩種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,,包括硅基氮化鎵和碳化硅基氮化鎵,。目前,Soitec可以提供用于射頻,,主要是用于基站(Sub-6GHz以及毫米波)的氮化鎵外延片,;此外,也提供用于功率應用的氮化鎵外延片,。

  Soitec也在開發(fā)碳化硅,,這類碳化硅晶圓的頂層是高質(zhì)量的碳化硅,下面一層是低電阻率的襯底,。Soitec正在與應用材料公司一起合作開發(fā)碳化硅產(chǎn)品,,已經(jīng)開始了第一批的試生產(chǎn),,而且第一批研發(fā)樣品已經(jīng)交付給客戶,同時在技術(shù)方面也獲得了驗證,。在應用方面,,電動汽車是碳化硅產(chǎn)品最主要的增長驅(qū)動力。

  發(fā)力中國市場

  中國一直是Soitec最重要的市場之一,。Soitec中國區(qū)戰(zhàn)略發(fā)展總監(jiān)張萬鵬表示,,1992年公司成立至今,一直與大學研究機構(gòu),,包括業(yè)界領(lǐng)先的材料公司,、設(shè)備公司、設(shè)計公司及系統(tǒng)公司進行合作,,為手機,、汽車行業(yè)服務。另外,,Soitec希望能夠加強與本地行業(yè)伙伴的合作,,建立靈活的商業(yè)合作模式,建立本地供應鏈以及本地支持,。新傲作為其本土的合作生產(chǎn)商,,對該公司幫助很大,也希望通過團隊的本土化來加強對中國市場的支持能力,。

  據(jù)Soitec全球銷售主管Calvin Chen介紹,,目前,該公司在中國有超過30個合作項目,,包括主流產(chǎn)品和正在開發(fā)的新材料與新產(chǎn)品,。經(jīng)過幾年的耕耘,目前比較主流的產(chǎn)品開始有銷售方面的貢獻,,其中有幾個項目會在一年之內(nèi)開始進入試產(chǎn)和量產(chǎn)階段,。

  在與中國本土晶圓廠合作方面,除了與新傲在RF-SOI進行多年合作之外,,過去幾年,,已經(jīng)開始跟上海華力微電子進行接洽,華力微電子近年來一直在研發(fā)FD-SOI技術(shù),,并向市場交付產(chǎn)品,。華力提供兩個制程技術(shù)節(jié)點的產(chǎn)品,分別是55納米和22納米的FD-SOI,。

  談到汽車市場,,Thomas Piliszczuk表示,電動汽車在世界范圍內(nèi)都是一個主流趨勢,在中國更是如此,。他認為中國市場對Soitec碳化硅產(chǎn)品有著巨大的需求,目前已與中國多家公司,,包括設(shè)備廠商與汽車品牌,,在碳化硅領(lǐng)域進行評估與合作。


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