半导体新材料与工艺精益求精,欧洲企业加强与中国晶圆厂合作-展会动态-半导体展会-2021深圳国际半导体封装测试技术大会暨展览会(官方网站)
2021年11月17-21日   深圳会展中心(3号馆)
距展会开幕还有
随着应用需求的发展,市场对芯片的性能、功耗、面积和上市时间提出了更高的要求。为了向市场交付解决方案,行业面临着一些挑战,包括需要超越摩尔定律,寻找新型的体系架构、新型材料、新的缩减尺寸的方法,以及采用最先进的封装技术。这些对于芯片制造,特别是上游的半导体材料和工艺提供商来说,既是挑战,也是机遇。


对于提供晶圆优化衬底,以及多种新型半导体材料的欧洲公司Soitec而言,以上这些挑战为其创造了很多商机。特别是在智能手机方面,从3G到5G,以及到Sub-6GHz和毫米波的过程中,Soitec优化衬底产品的应用面积的增长非常可观。

另外,汽车中用到的芯片越来越多,特别是功率半导体,不仅是应用面积的增长,也有新的应用种类以及新的芯片种类的增长,也对半导体材料和工艺技术提出了更高的要求。

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据Soitec首席运营官兼全球业务部主管Bernard Aspar介绍,在生产晶圆优化衬底方面,Soitec有多种技术,包括Smart Cut、Smart Stacking、 Epitaxy。凭借这些先进技术,可以根据需要解决的挑战或需要满足的市场需求,生产出不同的衬底。

Soitec主要提供SOI相关的产品,此外,还有许多新产品,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。

SOI应用不断拓展


在SOI方面,应用最广的是RF-SOI。Bernard Aspar表示,Soitec的RF-SOI技术为智能手机的射频前端模块提供了强大的支持,晶圆包括200毫米和300毫米的,其产品路线图涉及到不同的应用领域,包括从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需求的增长,主要得益于智能手机的数量增加,另外,也涉及到RF-SOI平台,例如,Sub-6GHz的RF-SOI采用面积在5G手机中的含量比4G手机中的含量高了60%,而同时又比中等手机中的含量高了100%。同时,RF-SOI在毫米波领域以及Wi-Fi 6领域的增长在加快。所以这里的RF-SOI覆盖了很多领域,并且成为了行业标准。

当然,Soitec的SOI技术和产品不只限于RF-SOI,该公司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,可以提供RF-SOI、FD-SOI、Power-SOI、Photonics-SOI、Imager-SOI。面向汽车领域,有FD-SOI、Power-SOI,以及Imager-SOI产品。而在成像与传感领域,除了SOI以外还有新的产品。

除了RF-SOI,FD-SOI的发展也是很快的,包括莱迪思的CrossLink、意法半导体、格芯、三星等厂商,都在大力发展该工艺。FD-SOI的增长驱动因素主要是5G、边缘计算、汽车,同时,FD-SOI也受益于越来越多的技术需要超低功耗的能力。同时,各个代工厂也在进一步开发新的制程技术。据Soitec全球战略负责人Thomas Piliszcczuk介绍,已经有3、4家厂商提供FD-SOI技术和服务,例如,中国的华力微电子主要做55纳米的FD-SOI,28纳米的FD-SOI芯片主要由三星和意法半导体制造,22纳米主要由格芯制造,18纳米的FD-SOI也是三星在做,另外,格芯规划制造12纳米的 FD-SOI。

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Soitec还提供Specialty-SOI技术,可针对不同应用来设计不同的产品,包括用于影像的Imager-SOI和Photonics-SOI。Bernard Aspar认为Photonics-SOI已经成为行业标准,特别是在数据中心以及收发器应用领域。

拓展新材料工艺


除了SOI以外,Soitec还有新的材料和工艺技术,如POI、碳化硅和氮化镓。

POI衬底主要用于滤波器,这个产品是绝缘体上的压电材料衬底。POI衬底是射频滤波器的理想选择。对于声表面波滤波器市场而言,POI可以助力其服务好Sub-6HGz的市场。Soitec已经与行业内很多大公司签订了协议,包括与高通,帮它们开发用于4G、5G的滤波器。

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Bernard Aspar表示,该公司正在150毫米POI衬底方面爬坡量产,产能准备扩张到50万片每年。同时,通过收购相关公司和技术团队,积攒了更大的优势,滤波器产品设计方面有更好的表现,更好地推动了产品的开发,同时满足了客户对POI产品更多的理解和认知的需求。POI衬底能够为5G滤波器提供在带宽、损耗、温度稳定性等方面优秀的表现。

2019年5月,Soitec并购了EpiGaN,开始拓展氮化镓业务。在这方面,该公司有两种结构的产品,包括硅基氮化镓和碳化硅基氮化镓。目前,Soitec可以提供用于射频,主要是用于基站(Sub-6GHz以及毫米波)的氮化镓外延片;此外,也提供用于功率应用的氮化镓外延片。

Soitec也在开发碳化硅,这类碳化硅晶圆的顶层是高质量的碳化硅,下面一层是低电阻率的衬底。Soitec正在与应用材料公司一起合作开发碳化硅产品,已经开始了第一批的试生产,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。在应用方面,电动汽车是碳化硅产品最主要的增长驱动力。

发力中国市场


中国一直是Soitec最重要的市场之一。Soitec中国区战略发展总监张万鹏表示,1992年公司成立至今,一直与大学研究机构,包括业界领先的材料公司、设备公司、设计公司及系统公司进行合作,为手机、汽车行业服务。另外,Soitec希望能够加强与本地行业伙伴的合作,建立灵活的商业合作模式,建立本地供应链以及本地支持。新傲作为其本土的合作生产商,对该公司帮助很大,也希望通过团队的本土化来加强对中国市场的支持能力。

据Soitec全球销售主管Calvin Chen介绍,目前,该公司在中国有超过30个合作项目,包括主流产品和正在开发的新材料与新产品。经过几年的耕耘,目前比较主流的产品开始有销售方面的贡献,其中有几个项目会在一年之内开始进入试产和量产阶段。

在与中国本土晶圆厂合作方面,除了与新傲在RF-SOI进行多年合作之外,过去几年,已经开始跟上海华力微电子进行接洽,华力微电子近年来一直在研发FD-SOI技术,并向市场交付产品。华力提供两个制程技术节点的产品,分别是55纳米和22纳米的FD-SOI。

谈到汽车市场,Thomas Piliszczuk表示,电动汽车在世界范围内都是一个主流趋势,在中国更是如此。他认为中国市场对Soitec碳化硅产品有着巨大的需求,目前已与中国多家公司,包括设备厂商与汽车品牌,在碳化硅领域进行评估与合作。




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