目前，全球芯片短缺問題日益嚴重。2021年伊始，國內手機行業因為手機芯片緊缺，眾多手機廠商發布新機型卻難有現貨發售，紛紛表示“今年芯片不是缺，是非常缺”。目前，為了向市場交付解決方案，行業面臨著一些挑戰，包括需要超越摩爾定律，尋找新型的體系架構、新型的結構、新型的材料以及新的縮減尺寸的方法，以及采用最先進的封裝技術。
半導體行業的關鍵因素包括了性能、功耗、上市時間、所占面積等。優化襯底是突破限制和挑戰的方法之一，通過從晶圓“源頭”入手，改善晶體管的性能，為后續設計和流片打好“地基”。近日，半導體優化襯底商Soitec舉辦媒體交流會。Soitec全球戰略負責人Thomas Piliszczuk、Soitec首席運營官兼全球業務部主管Bernard Aspar、Soitec全球銷售主管Calvin Chen、Soitec中國區戰略發展總監張萬鵬分享了Soitec的2021年計劃，并重點講述了5G的到來為公司帶來的新機遇以及 Soitec在硅基及第三代半導體材料的布局。
5G、AI、能源驅動超級市場
對于半導體行業以及整個電子產品領域而言，5G、人工智能以及高效節能是最近十年的主要驅動趨勢。優化襯底作為半導體生態系統的重要組成部分，在這三種趨勢中均扮演著關鍵角色。根據Soitec每年更新的優化襯底最新進展數據顯示，行業對襯底的芯片設計需求日益凸顯，主要應用領域的采納率也在逐年提升。Thomas Piliszczuk介紹說：“優化襯底和消費電子應用方面的聯系從未像現在這樣密切、強大。”
據Soitec預測，在多個市場的共同驅動下，2020-2030年這十年間，半導體市場增長將是超過翻番的增長趨勢。其中5G、人工智能、能源效率將是主要的驅動力。這三大趨勢支持著很多市場的發展，包括智能手機、汽車、物聯網、云、基礎設施等。
關于5G，目前預計2021年5G手機的出貨量是逾5億臺。同時5G又是個全球性的平臺，可以集成和帶來各類創新產品，涉及各類的電子細分市場。關于人工智能，特別是邊緣AI正成為行業內非常重要的趨勢，它強力驅動著行業的增長。目前行業也有這樣的展望：今年起將有數十億具備AI能力的設備面市。關于能源效率，電動汽車是一個重要的市場垂直領域，并且是個重大的趨勢。目前的預期是到2025年市場上要達到2000萬的電動汽車。最終，在除了電動汽車之外，提高能效的需求也將在各種其它的應用中體現，例如工業應用、太陽能、綠色能源或其它基礎設施中。
5G需要怎樣的襯底技術？
5G是優化襯底目前需求增長最大的市場之一。從移動互聯到萬物互聯，憑借其10倍的速度、10倍的相應時間、10倍的連接設備數量、100倍的網絡容量，5G迎來了大規模部署。而5G技術的基礎與核心正是優化襯底，隨著5G的到來，對優化襯底的要求越來越高。在過去，對新的標準進行驗證和引入大約都需要10年的時間。5G在未來的10年也將繼續催生新的產品和技術路線圖。這些技術的演進和發展也會催生更多的對優化襯底的需求，例如在5G智能手機方面的需求，為Soitec創造更多的機會。
RF-SOI、FD-SOI、POI在智能手機的應用趨勢
Soitec預測了RF-SOI、FD-SOI、POI產品在不同代際的手機中的應用面積。
RF-SOI：5G時代，射頻前端模塊的需求提高，為滿足5G RF的嚴格要求，越來越多的芯片設計公司開始尋找新的材料和襯底。RF-SOI備受市場歡迎，在4G/5G市場中滲透率高達 100%。RF-SOI已經成為手機射頻前端模塊的標準，這就包括了開關、天線、調節器、低噪、放大器以及Sub-6GHz的應用。
具體看，在Sub-6GHz的應用中，RF-SOI的采用面積在5G手機中的含量比4G手機中的含量高了60%，而同時又比中等的手機當中的含量高了100%。此外，RF-SOI在毫米波以及Wi-Fi 6領域的增長正在加快，RF-SOI設計主要被應用于室內無線網絡接入點（網絡基礎設施）。Soitec制定了涵蓋高端和低端細分市場的產品線路圖，更為智能手機射頻前端模塊制定標準。在蜂窩方面，可提供射頻開關、低噪聲放大器、天線調諧器的主流解決方案，在互連方面，可提供包括功率放大器在內的 RFFE Wi-Fi 6解決方案。
FD-SOI：FD-SOI的增長驅動因素主要是5G、邊緣計算、汽車，同時FD-SOI的采用率上升也受益于越來越多的技術需要超低功耗的能力。由于可以通過AI管理的射頻到比特流SoC以及新一代的Soitec技術為云端添加無線電連接，帶動了一系列FD-SOI的應用。比如：
具有成本效益的（毫米波）集成無線電， Wi-Fi 6 和雷達
節能的模擬/混合信號解決方案（數據轉換器）
搭載eMRAM內存的高效計算型汽車
用于Sub-THz 設計的下一代Soitec 解決方案
FD-SOI的發展非常快，各個代工廠也在進一步地開發新的技術節點，如18納米和12納米。由于5G、邊緣計算、汽車電子的需求， FD-SOI 晶圓需求反彈設計公司推出基于 FD-SOI的增強型產品。新近市場上FD-SOI各大公司紛紛都有新的喜訊，其中也包括Soitec的CrossLink。
萊迪思的CrossLinkFPGA平臺獲得“EM Best-in-Industry”獎項
意法半導體發布StellarMCU平臺
格芯發布 22FDX RF+，升級射頻性能
22FDX中的雙模藍牙 IP可降低 50% 的功耗，可用于無線立體聲音響/助聽器應用中
Samsung Foundry Forum （SAFE） 將 FD-SOI + eMRAM作為主推產品
POI：5G用于Sub-6GHz的技術在驅動新的產品濾波器的需求，需要更大的帶寬、更低的損耗、出色的溫度穩定性、以及有效的排斥。POI襯底是射頻濾波器理想的選擇。對于聲表波濾波器市場而言，POI可以助力聲表波的濾波器服務好Sub-6HGz市場。
在射頻濾波器領域，Soitec主要是提供POI產品。這一產品目前正在生產中，并且產能正在提升。其法國工廠產能正在繼續擴增，預計年生產能力可達到50萬片晶圓。同時在150毫米POI襯底方面也在爬坡量產，產能準備擴張到50萬片每年。在產業合作方面，Soitec已經與行業內的很多大公司簽訂了協議，包括與高通公司的協議，幫它們開發產品用于4G、5G、濾波器等產品中。
電動汽車急需晶圓優化襯底
電動汽車在世界范圍內都是一個主流趨勢，當然在中國更是如此。據2020 IHS Markit市場研究數據， Soitec預測，2026年5G汽車銷量將達到2700萬輛，2028年全球共享車隊數量將達到100萬輛，2030年L3及以上車型銷量700萬輛，2030年全球電動汽車銷量將達到4500萬輛。受汽車大趨勢驅動，電子系統在整車 BOM中占比逐漸上升，自2019年至目前車型對比增加28％～44％。
汽車行業的關鍵趨勢及數據
汽車行業也是急需晶圓優化襯底的行業之一。Thomas Piliszczuk強調，這些增長并不僅是應用面積的增長，也有新應用種類及新芯片種類的增長。2019年Soitec在Power－SOI、FD－SOI、RF－SOI總應用面積達到150m㎡；2020－2022年POI將引入汽車應用，相關SOI應用將擴大范圍，總應用面積將躍升至276 m㎡；2022年及未來SiC／GaN Power將為EV動力系統帶來新“動能”，總應用面積將躍升至2011 m㎡。
汽車中的Soitec“含量”
雖然2020年，汽車市場整體表現比較疲軟，但Soitec預測，在接下來的一年，汽車市場將會迎來比較顯著的增長。尤其中國市場，很多品牌均開始在電動汽車領域進行投入，并加強國內供應鏈的能力，以便能夠設計和制造電動汽車所需的所有零部件。
Soitec在汽車市場的應用量與新機遇
Soitec襯底技術在不同行業的應用
Soitec目前擁有四項核心技術包括Smart Cut（智能剝離技術）、Smart Stacking（智能堆疊技術）、Epitaxy（薄膜沉積技術）、Compound Semiconductor（化合物半導體技術）。幾項技術之間是存在互相聯系的，通過綜合地運用這幾個技術可以實現不同材料的堆疊，打造新產品。Soitec 首席運營官兼全球業務部主管Bernard AsparBernardAspar表示，正因Soitec擁有不同技術，所以才能生產多種優化襯底。
豐富的優化襯底產品組合
從3G到5G以及到Sub-6GHz及毫米波的過程中，Soitec優化襯底產品的應用面積的增長非常可觀。憑借領先技術優勢，Soitec可根據需要解決的挑戰或需要滿足的市場需求，生產出不同的襯底。面向5G，可提供RF-SOI、FD-SOI、Power-SOI、Photonics-SOI、Imager-SOI；面向汽車領域，有FD-SOI產品、Power-SOI產品，同時還提供用于成像與傳感領域的Imager-SOI。除了SOI以外還有新的產品，比如壓電優化襯底是在絕緣層上加壓電材料的優化襯底POI，它可用于濾波器方面；另外還有基于硅基的氮化鎵產品，可以用于5G和汽車領域。
優化襯底的無限可能
值得一提的是，Soitec在全球范圍經營多家工廠。在法國，Soitec擁有三家正在全馬力、全產線投入SOI生產的工廠，同時POI產品的產能也在逐步擴大。在新加坡，Soitec建設了300mm SOI晶圓制造工廠，旨在擴大其全球產能。而且在中國，Soitec與新傲科技達成協作，在上海擴產200mm SOI晶圓，目前新傲科技正在努力擴大產能。同時Soitec也在考量未來幾年的市場需求，有必要的話會提前對產能部署作出安排。
Soitec非常高興看到目前增長迅速的市場需求和全新機遇。Soitec預計2022財年的年營收是9億美元。5G、汽車市場、邊緣計算將是主要的驅動力。汽車市場已經正在快速地反彈，邊緣計算以及相關領域也是特別重要。Soitec將會抓住5G、AI、能效這三個主要的大趨勢，我們進行了精準的定位，為這些行業大趨勢提供了亟需的優化襯底產品。
Soitec的中國市場計劃
中國一直是Soitec最重要的市場之一。1992年公司成立至今，Soitec一直與大學研究機構，包括業界最領先材料公司、設備公司、設計公司及系統公司進行合作，為手機行業、汽車行業服務。與此同時建設在中國的行業生態，不僅僅是在此前提及的5G、AIoT以及電動汽車領域，同時也希望能夠加強與本地行業伙伴的合作，建立靈活的商業合作模式，建立本地供應鏈以及本地支持。
受汽車大趨勢驅動，電子系統在整車BOM中占比上升
電動汽車在世界范圍內都是一個主流趨勢，當然在中國更是如此。Soitec認為，中國市場對Soitec碳化硅產品有著巨大的需求。目前Soitec已與中國多家公司，包括設備廠商與汽車品牌，進行碳化硅領域的評估與合作。
Bernard Aspar強調：“Soitec的工作方式就是與整個生態系統進行合作，包括直接客戶及客戶的客戶，這樣才能保證對整個產業所面臨的挑戰有更深刻的了解。對我們來說，我們也希望能夠利用中國的發展，新基建、電動汽車等不同行業的發展，來幫助合作伙伴解決行業中遇到的挑戰以及傳統材料的瓶頸問題。”