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超摩尔时代 创新半导体材料释放5G潜力

http://www.ec.hc360.com2019年09月27日19:01 来源:慧聪电子网作者:刘婷婷T|T

    随着摩尔定律日渐失效,新兴领域的崛起对芯片的性能提出更高要求,在寻求制造工艺不断创新的节点下,不少半导体厂商将苗头对准材料创新。

    在半导体价值链中,材料和衬底是晶体管重要的组成部分,对终端产品性能和功能有着至关重要的影响。作为全球优化衬底的大制造商,Soitec在近期的发布会上发表了半导体创新材料所带来的机遇及市场布局。

    Soitec在全球共设有6个生产基地,利用SmartCutTM、SmartStackingTM核心技术,服务于智能手机、汽车、云计算和基础设施、物联网四大市场,通过材料和衬底的创新设计和生产来影响和改善生活。

    满足终端多样化需求 丰富产品组合

    Soitec的核心科技在于材料,其重  点是将不同的材料结合,来满足终端客户对于材料性能的不同要求。在Soitec众多的产品组合中,过去生产的产品以硅基衬底产品为主线,有用于低功耗的模拟和数字计算的FD-SOI、用于手机射频前端模块的RF-SOI、用于高压原件集成的Power-SOI、用于像手机的面部识别功能的Imager-SOI等。

超摩尔时代 创新半导体材料释放5G潜力

    RF-SOI作为Soitec的旗舰产品,被大量用在智能手机上。目前的调谐器、PA(功率放大器)、调谐器开关、LNA等元器件模块都使用了Soitec的RF-SOI。

    滤波器需求日益渐增 研发扩产POI

    随着应用端技术需求的增加,仅硅基衬底已经无法满足行业终端需求,Soitec从以硅、绝缘硅上芯片类的产品延伸到POI和氮化镓材料的产品。

超摩尔时代 创新半导体材料释放5G潜力

    随着5G时代的到来,频谱越来越密集,需要手机前端的射频模块来进行过滤,急需功能强大的滤波器来甄别频率信号。压电绝缘材料POI是Soitec新推出的产品,主要用于下一代的射频滤波器;另一种是氮化镓的衬底材料,被用于5G及功率产品。

    “从3G到4G时代可以看到射频模块的演进,滤波器的数量不断攀升。预计POI每年市场需求约达几百万。基于市场需求,现在POI现在只是6英寸,未来会满足到200mm和300mm的规格。”Soitec全球战略执行副总裁Thomas说到。

    近期,Soitec已经宣布扩大POI的产能,来满足客户对此类技术和产品的需求,预计未来几年对该类技术的衬底产品需求非常大。POI扩大产能市场需求背后的逻辑,几乎所有射频滤波器和模块厂商,在设计的时候都考虑使用POI的衬底。

    5G关键材料 GaN向高性价比看齐

    另一款新品与氮化镓材料相关,Soitec今年年初收购了一家在氮化镓技术方面造诣深厚的企业EpiGaN。氮化镓技术的价值体现在5G和功率应用两方面。

超摩尔时代 创新半导体材料释放5G潜力

    收购EpiGaN主要丰富了Soitec现有的产品线,实现生产量的翻倍。氮化镓材料广泛应用在电源等高功率场景之中。而正因具备高功率特性,它也被认为是用于5G信号收发模块中的关键材料之一。

    5G的到来令整个半导体行业都强烈地感受到市场强力的驱动,5G技术的部署会带来更多新的需求,面对未来5G的毫米波的需求,Soitec有RF-SOI,PD和FD-SOI等产品足以支撑。

    “对我们来说5G是一个更好的时代,5G会有很多新的要求,比如形状系数、功耗等。未来5G的基站是RF-SOI和FD-SOI技术的结合,是一个新的市场。”Thomas表示。

    关于氮化镓这类晶片的价格成本问题,Thomas表示,确实相比SOI产品它的成本要高一些,但这些新材料带来的价值也很独特,我们将竭力通过大规模、工业化生产提高良率节省成本。

    “氮化镓是两类,一类是硅上氮化镓,一个是碳化硅上氮化镓。硅上氮化镓以硅材料为底,成本比碳化硅、氮化镓低,Soitec正努力提高此类技术的性能,用硅氮化镓来替代碳化硅的氮化镓,以减少技术成本。”Thomas进一步强调。

    产品应用全面开花 颠覆行业材料应用

    Soitec主要服务四大市场:智能手机、物联网、汽车、云计算和基础设施。而现5G、AI、智慧能源影响着这四大市场的发展趋势。

    手机主要功能主要分为射频、计算分析、传感器,三项功能模块。针对使用这三项功能模块智能手机的功能,也有不同的工程衬底产品。在通讯方面,从射频的SOI、FD-SOI,到POI到氮化镓都在使用,智能手机中优化衬底的含量在不断提高。

    同样,在汽车领域优化衬底材料的使用也分成三部分分别是电力、自动驾驶、车载的显示屏和传感器。

    在汽车电力方面,包括PowerSOI,还有功率FD-SOI、氮化镓都有广泛的使用。此外,碳化硅材料用于很多的元器件当中,能够提高汽车的巡航距离。未来,在电动汽车引擎的领域,碳化硅将会替代硅在一些关键部件的使用。

超摩尔时代 创新半导体材料释放5G潜力

    “我们是有信心,不是说终结以硅为基础的电动汽车,而是至少要颠覆行业的材料使用。明年年初Soitec有可能会带来一个能够改变或者说颠覆行业的一些新产品。”

    未来,Soitec将继续发展SOI产品,以及氮化镓和POI领域。此外还有第三增长极——用于MicroLED显示屏硅上的铟氮化镓,以及用于企业电动汽车,替代硅材料的碳化硅。战略布局已定,下一步怎么走Soitec似乎已经有了方向。

责任编辑:刘婷婷

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