對話(huà)Soitec全球副總裁Thomas Piliszczuk：5G催生新材料市場(chǎng)，襯底需求將增加

在Thomas 看來(lái)，目前智能手機、汽車(chē)等行業(yè)對SOI襯底的需求量已經(jīng)在明顯提升，硅基材料市場(chǎng)未來(lái)將會(huì )被顛覆。

目前，因為傳統制程工藝已經(jīng)逼近物理極限，單位面積上的芯片性能提升變得格外困難，整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)不可避免得走向了發(fā)展歷程中的瓶頸期，摩爾定律的失效就是最有力的證明。

但與此同時(shí)，來(lái)自場(chǎng)景應用層的算力、通信等需求卻在日益增長(cháng)，并不斷向芯片底層“施壓”。因而半導體廠(chǎng)商不得不擺脫傳統的硬件設計邏輯，尋求更加適應市場(chǎng)需求的解決方案。

其中，架構創(chuàng )新、先進(jìn)封裝是最火熱的兩大方向，但其帶來(lái)的性能改善效果依然不夠顯著(zhù)，這就迫使行業(yè)考慮更為底層的改進(jìn)方案。作為晶體管的重要組成部分，材料的結構對終端產(chǎn)品性能和功能有著(zhù)至關(guān)重要的影響，因此新型半導體材料被認為是最有可能從根本上改進(jìn)芯片性能的方式。

在這樣的市場(chǎng)形勢變化之下，作為全球最大的優(yōu)化襯底（不同材料組成的單晶薄片）制造商，Soitec有責任推動(dòng)材料技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)它也敏銳地察覺(jué)到了諸多新材料的商用機會(huì )。在北京召開(kāi)的發(fā)布會(huì )上，Soitec全球戰略執行副總裁Thomas Piliszczuk分享了關(guān)于產(chǎn)業(yè)的見(jiàn)解，并在接受采訪(fǎng)時(shí)解答了產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)方向背后的邏輯，在一定程度上為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了新思路。

后摩爾定律時(shí)代，非硅類(lèi)材料迎來(lái)商用化歷史機遇

眾所周知，現有的半導體產(chǎn)業(yè)均是基于硅材料基礎之上建立的，因此一直以來(lái)，硅占據硬件市場(chǎng)的主要份額，其他諸多非硅類(lèi)材料只能停留在實(shí)驗層面或者游走于商用的邊緣。

作為一家SOI工藝制作材料的老牌廠(chǎng)商，Soitec的產(chǎn)品組合有著(zhù)濃重的“產(chǎn)業(yè)”色彩——在過(guò)去，順應市場(chǎng)需求，它以硅基襯底產(chǎn)品為主線(xiàn)，如用于高壓原件集成的Power-SOI、用于數字運算的FD-SOI和用于手機圖像處理的Imager-SOI等。

但隨著(zhù)應用端技術(shù)要求的變化，僅硅基襯底已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足行業(yè)終端需求，以5G手機為例，它的射頻模塊在材料種類(lèi)的使用上就日趨豐富。

Thomas 介紹說(shuō)，“在通訊這一塊，因為5G時(shí)代的到來(lái)，射頻模塊所用到的工程襯底現在已經(jīng)增加到SOI、FD-SOI、POI和氮化鎵四種材料，這就說(shuō)明智能手機中的優(yōu)化襯底含量其實(shí)是在不斷提升的。”

如智能手機射頻模塊設計需采用多種優(yōu)化襯底一般，終端廠(chǎng)商采用多種材料已經(jīng)成為發(fā)展走勢，因此非硅類(lèi)材料也迎來(lái)了更多的商用機會(huì )。

“我們目前在開(kāi)發(fā)新的材料，如硅基銦氮化鎵，它主要用于MicroLED，未來(lái)隨著(zhù)高分辨率、低功耗的硬件設備顯示屏/顯示器需求量的加大，其市場(chǎng)必將會(huì )被帶動(dòng)；而碳化硅材料應用在電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵部件（如換流器、逆變器）可以顯著(zhù)提高汽車(chē)的巡航距離。”

圖 | Soitec全球戰略執行副總裁Thomas Piliszczuk

5G創(chuàng )新成新材料市場(chǎng)主要驅動(dòng)力

當下，業(yè)內普遍認為，5G的建設是非硅類(lèi)材料可以大展身手的地方。以射頻模塊中不起眼的濾波器的演進(jìn)來(lái)看，4G時(shí)代濾波器的數量在60到80個(gè)，5G時(shí)代所需要的數量就將達到120~150個(gè)，以倍數增長(cháng)，且隨著(zhù)頻段的增加，其功能也要成倍提升，底層材料的需求必將隨之增長(cháng)。

專(zhuān)注于將不同材料組合并賦能終端，Soitec自然也不會(huì )忽視對這部分市場(chǎng)的布局，收購EpiGaN就是有這樣的考慮。

氮化鎵（GaN）材料已經(jīng)不是新的事物，它廣泛應用在電源等高功率場(chǎng)景之中。而正因具備高功率特性，它也被認為是用于5G信號收發(fā)模塊中的關(guān)鍵材料之一。

對此，Thomas也表示認同，“經(jīng)過(guò)幾十年的技術(shù)積累，發(fā)展至今氮化鎵材料技術(shù)已經(jīng)基本成熟，且隨著(zhù)5G的商用化推進(jìn)，設計上的需求讓GaN有了更為廣闊的市場(chǎng)，所以我們認為現在時(shí)機已經(jīng)成熟，可以布局這項技術(shù)，就選擇了收購一家專(zhuān)門(mén)做氮化鎵技術(shù)的企業(yè)——EpiGaN，以最快的方式打入市場(chǎng)。”

目前，氮化鎵已經(jīng)在電源領(lǐng)域有了成熟而廣泛的應用，但是如何更好得將之應用到5G場(chǎng)景中依然是需要探索的難題。經(jīng)過(guò)不斷的磨合，Soitec已經(jīng)成功將EpiGaN納入為自己的一個(gè)業(yè)務(wù)單元，也將借助其技術(shù)能力進(jìn)行更加深入的探索。

提升性?xún)r(jià)比，顛覆行業(yè)材料應用

但是推進(jìn)新材料的商用并非易事，高成本是Soitec首要去解決的問(wèn)題。以氮化鎵為例，盡管在高功率性能上表現優(yōu)越，它的高成本還是讓很多廠(chǎng)商望而卻步。

為此，Soitec在成本管控上可以說(shuō)下足了功夫。Thomas介紹說(shuō)，“為了降低成本，我們將其從4、6英寸移到8英寸產(chǎn)線(xiàn)上來(lái)生產(chǎn)，通過(guò)大規模、工業(yè)化生產(chǎn)提高良率以節省成本。同時(shí)知道這個(gè)技術(shù)的成功很大程度上取決于成本，我們也和終端客戶(hù)共同進(jìn)行探討。我們有信心滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。”

感知需求、管控成本并積極與終端客戶(hù)交流，循著(zhù)技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展路上，Soitec一步步在推進(jìn)新材料的商用。在這樣一個(gè)市場(chǎng)機遇之下，依據設計要求為不同場(chǎng)景找出最為匹配的襯底，Soitec也有著(zhù)自己的野望。

“我們的目標不是要終結硅基材料時(shí)代，但至少要顛覆行業(yè)的材料使用。”

這對于Soitec來(lái)說(shuō)并非不可能。以汽車(chē)業(yè)務(wù)來(lái)看，在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)整體呈收縮趨勢的情況下，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)均受其影響而導致業(yè)務(wù)收縮，但如Soitec這樣的材料廠(chǎng)商依然沒(méi)有受到太多影響。

“現在汽車(chē)銷(xiāo)售的數量跟以前相比是有趨緩的情況，但是好在汽車(chē)對SOI襯底的需求數量，也就是單個(gè)汽車(chē)里面SOI襯底的密度是在上升。需求數量在上升，我們的市場(chǎng)就沒(méi)有受到太大影響。”

得益于新技術(shù)（車(chē)聯(lián)網(wǎng)、新能源）驅動(dòng)的需求變化，新型材料市場(chǎng)逆勢增長(cháng)，硅基材料被替代成為“宿命”，這為Soitec打開(kāi)新市場(chǎng)增添了不少信心。

最后

目前，Soitec在四大業(yè)務(wù)方向——智能手機、汽車(chē)、云計算及基礎設施、物聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)上卓有成效。它認為這里面不僅僅有技術(shù)能力起作用，與上游的緊密合作也同樣重要。

Thomas強調說(shuō)，“如果我們想取得成功，不僅僅要依靠技術(shù)和產(chǎn)品，還要依賴(lài)整個(gè)生態(tài)系統的密切合作。”而正因密切關(guān)注終端廠(chǎng)商的需求變化，Soitec才能夠設計出最適合市場(chǎng)的襯底。

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