受半導體物理極限的限制，為了延續摩爾定律，半導體廠商不得不打破常規尋求新的解決方案，其中3D晶體管、先進封裝技術被認為在未來可以再提升50倍左右的晶體管密度，因而也得到了很大的關注。那么再往后呢？顯然這樣的延續也將會遇到瓶頸，而更為底層的襯底材料優化則成為芯片性能提升的根本所在。
作為全球優化襯底最大的制造商，Soitec提倡通過材料及襯底的設計和生產來改善人們的生活。9月19日，Soitec在北京向媒體展示了其SOI產品組合，以及面向5G市場的新材料和產品布局。
Soitec全球戰略執行副總裁Thomas Piliszczuk
Thomas Piliszczuk表示，襯底材料是晶體管的重要組成部分，其結構對終端產品的性能和表現有著直接影響，因此Soitec一直和終端產品的廠商有非常密切的合作。智能手機、物聯網、汽車、云計算與基礎設施是Soitec關注的四大市場，受5G、AI、智慧能源三大趨勢的影響，這四大市場有很大的發展前景。
第三代半導體材料迎發展機遇
半導體產業發展至今經歷了三個階段，第一代半導體材料以硅為代表；第二代半導體材料砷化鎵也已經廣泛應用；而以氮化鎵和碳化硅等寬禁帶為代表的第三代半導體材料，相較前兩代產品性能優勢顯著。
Soitec的產品系列中，傳統的硅基襯底產品已經得以廣泛應用，如用于數字運算的FD-SOI、用于手機射頻前端模塊的RF- SOI、用于高壓原件集成的Power-SOI、用于光學數據收發的Photonics-SOI和用于手機圖像處理的Imager-SOI等。
非硅類材料方面，隨著5G的發展，用于下一代射頻濾波器的絕緣材料POI以及用于5G和功率器件的氮化鎵（GaN）材料（硅或碳化硅上再加一層氮化鎵的襯底材料）的產品將迎來更多的商用機會。
通訊器件是發展最快的產業之一，與此同時，Soitec也在不久前宣布了擴大POI產能，來滿足客戶對此類技術和產品的需求?？v觀射頻模塊的演進，3G時代只需要幾個濾波器，4G時代濾波器的數量達到了60-80個，5G時代則是120-150個，因此濾波器市場潛力巨大的。 Thomas 透露，包括一線的RF廠商，很多企業會陸續量產基于POI的射頻前端模塊。
Thomas介紹道：“預計POI每年市場需求約達幾百萬。POI現在只是6英寸，未來會滿足到200mm和300mm這樣的規格?！?/p>
此外，Thomas 透露，Soitec正在研發新一代的材料：“我們在開發新的材料，叫做硅基銦氮化鎵，主要用于MicroLED，生產高分辨率、低功耗的顯示屏，如智能手表、智能手機領域的應用等。這個新的材料在未來幾年將會非常受歡迎?！?/p>
GaN大規模商用時機成熟
GaN能夠在高頻條件下工作并保持高性能、高效率，其主要價值是用于射頻高頻率和高功耗領域，如5G基站方面。
RF-5G
經過幾十年的研發，GaN已經基本成熟，可以大規模的商業化使用。看準了GaN的市場潛質，2019年5月，Soitec收購了領先的GaN外延硅片供應商EpiGaN，將氮化鎵納入其優化襯底產品組合。至此，Soitec可以持續推出RF-SOI、FD-SOI的產品，以及POI的產品，滿足未來5G客戶對各類技術和產品的要求。
相比硅和SOI，GaN的成本要高一些。Thomas認為，GaN包括Si襯底GaN和SiC襯底GaN。硅上GaN是以Si為底，成本比SiC、GaN便宜很多。Soitec在努力提高此類技術的性能，使這項成本較低的技術能夠滿足市場需求，特別是在基站應用領域。用SI襯底GaN來盡量替代SiC襯底GaN，以此來減少技術的成本。
此外，Soitec還從4、6英寸移到8英寸來生產，通過大規模、工業化生產提高良率，節省成本。
顛覆汽車行業的新材料SiC
汽車領域，優化襯底材料的使用分三部分，第一部分是汽車的電力，Power-SOI、功率FD-SOI、氮化鎵都有廣泛的使用；第二部分是自動駕駛，FD-SOI大規模應用于自動數據采集系統和信息娛樂應用處理器；第三部分是車載的顯示屏和傳感器，Imager/Photonics-SOI 用于雷達傳感器，FD-SOI用于雷達傳感器前端模塊，InGaNOS 用于車載顯示屏MicroLED。
SiC vs. Si
在汽車電力方面，還有另外一種材料——碳化硅（SiC）。Thomas這樣說道：“SiC用于很多的元器件中，能夠提高汽車的巡航距離。在電動汽車引擎的領域，未來它將會在一些關鍵的部件當中替代硅。其中的一個關鍵元器件也就是換流器、逆變器，在這個領域中碳SiC替代硅會產生非常重要的價值和優勢。Soitec正在開發這種技術，使用Smart CutTM、Smart StackingTM技術開發新的材料?！?/p>
Thomas認為，SiC至少會顛覆汽車行業的材料使用，Soitec在2020年初將會帶來一個能夠顛覆行業的一些新產品。
SOI產業聯盟推動行業發展
SOI產業聯盟是SOI行業的一個最領先的組織，涵蓋整個SOI行業價值鏈中的企業，包括產學研各個機構，旨在推動SOI行業的發展。目前有33個成員，遍布世界各地，包括大小企業、初創企業、研究機構等。
Soitec首席執行官顧問、SOI產業聯盟董事長兼執行理事Carlos Mazure博士
Soitec首席執行官顧問、SOI產業聯盟董事長兼執行理事Carlos Mazure博士介紹：“目前行業的重點是發展相關的設計IP，來最大限度發揮SOI技術的能量，這是我們下一步要做的?！?/p>
SOI技術的推動力來自于我們的生活，物聯網、汽車、消費產品，它們相互連接，推動著SOI技術的發展。
Carlos指出，FD-SOI整個生態系統已經就緒，整個供應鏈也已經就緒，并且處于不斷的發展成熟當中。針對5G技術的SOI整個生態系統已經就緒了，而且市場需求非常強烈。中國是5G的領導市場，RF-SOI已經作為4G前端模塊的標準，它所帶來的各種好處也延伸到sub-6 GHz 5G的技術當中。
可以看出，傳統硅類材料已經無法完全滿足市場需求，隨著5G的到來，對于氮化鎵和POI的需求會越來越大，Soitec的產品已經相應地提前做好準備。此外，用于MicroLED顯示屏硅上的銦氮化鎵和用于電動汽車中替代硅材料的碳化硅也在Soitec的產品計劃中。Soitec有一個全球的合作網絡，包括中國的合作伙伴。“如果想要取得成功，不僅僅是依靠我們的技術和產品，還要依靠我們整個生態系統的密切合作?！?Thomas介紹總結道。