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Soitec: 从SOI到SiC

      材料来源:化合物半导体


在2020年即将到来之际,《化合物半导体》采访Soitec全球战略执行副总裁Thomas Piliszczuk博士,回顾过去,展望未来,讨论行业与市场的发展趋势,以及Soitec最新的产品技术和市场策略。

Soitec全球战略执行副总裁Thomas Piliszczuk博士

 

2019Soitec高速增长并实现多个突破

2019年,Soitec取得非常明显的进步,是非常向上的一年。“刚刚公布的财报显示,2020年上半财年比2019上半财年实现了30%的增长,在整个半导体行业都不太理想的状态下能够实现这样的成绩,表明Soitec正呈现强劲的发展势头。”Soitec全球战略执行副总裁Thomas Piliszczuk说。

Soitec之所以获得如此成功,是因为他们能够提供非常有竞争力的产品和解决方案,给市场提供了非常好的应用选择。

Thomas Piliszczuk解释说:5G时代来临为我们业务发展带来了强劲的驱动力。Soitec提供的优化衬底最主要的一个应用是在智能手机上,5G时代会产生非常强有力的应用。

Soitec所提供的SOI产品,在RF射频上面有广泛的应用。从4G到5G,Soitec都能够提供非常符合智能手机厂商需要的RF射频产品,特别是在5G时代,智能手机对于RF射频芯片有更大的需求。例如,从4G手机到5G手机,智能手机对于RF-SOI的需求,根据手机设备不同可增长20%至90%,这使RF-SOI产品应用实现了重大突破。

第二个突破,是Soitec最近推出了SOI之外的全新产品——POI。POI是新型的压电衬底,是一款非常具有革命性的产品,应用于5G手机需要的射频滤波器。Soitec还推出了其他非常具有竞争力的产品,如硅光子(Silicon Photonics)能够用于数据中心及高速计算的连接支持。

除了在智能手机方面的应用,Soitec产品在边缘计算,还有AIoT(人工智能和物联网结合)方面应用也非常广泛。我们的FD-SOI能够提供非常好的运算能力和非常好的互联互通性,是建立边缘计算、IoT产品的最佳平台,已经有NXP、Lattice、福州瑞芯微电子(RockChip)等公司开始利用FD-SOI开发边缘计算及IoT产品了。

除此之外,在过去的一年中,Soitec在复合材料上有了重要突破。第一,在2019年6月,Soitec收购了EpiGaN公司。EpiGaN是一家在GaN方面非常领先的小型公司,已开始为市场提供产品,包括硅基氮化镓和碳化硅基氮化镓,能够很好的为未来的5G的基础设施的建设提供支持,对于未来5G基站建设,还有电力设备的建设都会起到帮助。第二,Soitec与业界领先的设备厂商应用材料公司合作,进军碳化硅(SiC)新材料领域。SiC为包括电动汽车、工业、基站设施等未来市场的电力设备提供非常高性能、非常高效的电力基础支持。

 

Soitec和应用材料公司联合研发碳化硅解决方案

碳化硅是非常具有发展前景的材料,相较于硅器件,碳化硅器件性能优势十分显著,尤其是在高压与高频的性能上,因此广泛应用于功率器件和电力应用当中,比如功率放大器、电动汽车、5G基站等。很多器件、汽车厂商,比如意法半导体、英飞凌、安森美、华为海思,以及其他一些器件制造商,还有特斯拉、比亚迪等,已经在大胆尝试使用碳化硅材料,在未来碳化硅的使用上,这些厂商也都有非常宏大、长远的计划。

以碳化硅为衬底的芯片需求持续上涨,该趋势在电动汽车、通信及工业应用三大市场中尤为显著。然而,碳化硅行业一直面临四个方面的问题:供应不足、良率需提升、产品电气性能尚待提高、成本偏高。在这样的背景下,2019年11月,Soitec与应用材料公司宣布强强联合,期望结合Soitec在优化衬底领域和应用材料公司在材料工程领域的行业领先优势,共同展开对新一代碳化硅衬底的研发,联手突破上述限制,为行业创造更高价值。合作旨在通过提供先进技术与产品,提高碳化硅的可用性及性能,保障芯片制造商碳化硅材料供应,以满足电动汽车、通信及工业应用领域对碳化硅不断上涨的需求。

Thomas Piliszczuk说:“我们非常高兴能与应用材料公司达成此项独特的战略合作项目。我们坚信凭借Soitec的Smart CutTM技术和长达30年的经验累积,以及应用材料公司在材料工程解决方案中杰出的领导地位,本次合作将促进产业发展出稳健技术,推动碳化硅供应链快速成长。”

Thomas Piliszczuk表示:目前,碳化硅材料的市场需求量非常大,我们预计未来碳化硅的市场需求量还会持续走高。我们面临是来自于碳化硅的供应量,以及良率和价格方面的挑战。Soitec接下来将使用独有的Smart CutTM技术来解决碳化硅在使用当中所面临的质量、价格和供应的问题。

Soitec的Smart CutTM是一种非常灵活的成熟技术,可以被运用到各种不同材料当中。目前Soitec使用Smart CutTM技术的有三种产品:SOI产品、新型压电产品POI和碳化硅。当然 Smart CutTM技术未来也可以运用在氮化镓材料当中,我们对此还在研究。

Soitec眼前面临主要的任务是将Smart CutTM技术在碳化硅材料中进行推广和量产。使用Smart CutTM将碳化硅晶圆体进行精准切割,将他们切割成超薄单晶碳化硅层,再将切割后的超薄单晶碳化硅层放置在其他的材料之上,而形成了一个全新的结构,这个结构和纯碳化硅材料相比将会带来同样或更好的电气性能。这样,我们可以增加良率并提高性能。通过切割碳化硅晶圆成10个或更多超薄单晶碳化硅层,我们将一个碳化硅晶圆制作出10个或更多全新结构的碳化硅晶圆,从而大大提高产量。

Soitec与应用材料公司两家公司将在CEA-Leti的衬底创新中心中建立一条碳化硅优化衬底实验生产线。此条生产线第一目标是于2020年上半年实现基于Smart CutTM技术的碳化硅衬底样品的制造,第二目标是在2021年上半年使用Smart CutTM技术完成碳化硅晶圆片量产。

Soitec认为,碳化硅市场目前的机会非常重要,也非常难得。市场需求很大,同时市场对于碳化硅材料的要求又很有挑战性。Soitec希望能够在潮流当中与行业伙伴一起携手更好的抓住此次机会。在这个项目的合作过程中,Soitec提供的是我们材料方面领先的专业经验和专家力量,重点是Smart CutTM技术在碳化硅产品当中的应用。应用材料公司提供设备方面的专业知识和供应,合作项目同时还包含双方流程的整合和优化等方面。

Soitec强调:我们关注的重点是碳化硅技术和产品的开发,以及产业化。首要目标是希望解决在全球范围内所有关键市场对于碳化硅的需求问题,希望两家公司能够携手共同推进碳化硅材料的升级和发展。

 

2020年的重点是合作与推广

Thomas Piliszczuk表示:2020年,我们跟前几年的计划没有太大的改变,重点关注的应用领域还是5G、AI、电动汽车,或者可以包含医疗行业。在市场方面,我们也会重点关注我们的关键市场,当然其中包含中国。我们会注重和中国整个产业链与我们相关的客户紧密合作。除此之外,Soitec还希望能够在中国实现推广,推广我们的产品在以上行业中的应用,包括推广我们公司的理念。

Soitec还会积极参与在中国举办的一些相关的大型行业项目,比如说我们会参加3月在上海举办的SEMICON China,以及其他的大型国际会议,向中国市场介绍Soitec的理念和我们的产品与解决方案。

2020上半财年,Soitec最强劲的市场板块是用于4G与5G智能手机的RF-SOI,同时,市场对FD-SOI, Photonic-SOI与Power-SOI等关键产品在过去的6个月中也有着强大的需求。

Soitec在中国市场的营收包括直接业务和间接业务,目前Soitec直接将产品销售到中国的代工厂销量非常有限,相对于美国、新加坡、韩国及台湾区域的代工厂来说,来自中国代工厂的需求相对较低。与此同时,Soitec在中国的间接业务却发展的非常好,主要是来自于中国的无晶圆厂fabless,比如华为海思、紫光展锐、福州瑞芯微电子(RockChip)等公司,他们会使用Soitec的产品,在中国大陆以外的晶圆代工厂进行生产,这方面的需求非常强劲,需求量很大。

Soitec预期,2020年目前的趋势将会继续,来自中国的间接业务将会持续增长,中国的无晶圆厂对SOI或者Soitec的其他产品会有比较强劲的需求,但是这些产品主要来自于中国之外的代工厂。Soitec也预期, 2020年在中国的直接业务也会有一个缓慢增长的幅度。

上海新傲科技是Soitec在中国最主要的合作伙伴,他们在Soitec的技术授权之下生产200mm的SOI产品,主要是射频与功率产品,在中国及全世界范围内销售。在2020年,我们将继续跟上海新傲科技公司进行合作,我们对双方合作非常满意,这是一个非常成功的生产合作。

Soitec发展的驱动力是5G、AI、电动汽车这些大的科技趋势,全球科技行业的人都在共同努力为这些领域提供解决方案,Soitec在优化衬底这个层面上与全球同行合作。在中国,我们跟一些关键的代工厂进行合作,还有一些研发中心,包括一些关键的无晶圆厂,还有与中国移动进行5G标准方面的合作,等等。总的来说,2020年Soitec将继续与全球性多方合作共同发展。

 

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图:Soitec员工手持用Soitec专有的Smart Cut技术切割的碳化硅晶圆片


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