5G時代來臨，RF-SOI將迎來產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展機遇

時間：2022-12-31 20:05:02

關鍵字： 5G RF-SOI 產(chǎn)業(yè)

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[導讀]隨著未來產(chǎn)業(yè)鏈的重新分布，國內的代工廠將迎來更多的機遇，尤其在經(jīng)過華為事件之后，上海新傲科技股份有限公司總經(jīng)理王慶宇博士表示加強中國的產(chǎn)業(yè)鏈會變得非常重要，相信中國SOI未來可期。9月17日，2019國際RF-SOI研討會如期在上海浦東香格里拉大酒店舉行，來自全球近400位RF-SOI領域的行業(yè)領袖和技術專家聚集在此，迎接5G時代正式來臨，共同推動RF-SOI技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

隨著未來產(chǎn)業(yè)鏈的重新分布，國內的代工廠將迎來更多的機遇，尤其在經(jīng)過華為事件之后，上海新傲科技股份有限公司總經(jīng)理王慶宇博士表示加強中國的產(chǎn)業(yè)鏈會變得非常重要，相信中國SOI未來可期。9月17日，2019國際RF-SOI研討會如期在上海浦東香格里拉大酒店舉行，來自全球近400位RF-SOI領域的行業(yè)領袖和技術專家聚集在此，迎接5G時代正式來臨，共同推動RF-SOI技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

5G帶來新的機遇

早在2018年，中國三大電信運營商就已陸續(xù)公布了其5G的部署計劃，隨著中國運營商可以開始大規(guī)模建設5G網(wǎng)絡，中國也正式躋身全球第一批5G商用國家，由此也帶來了新的發(fā)展機遇。

根據(jù)預測，2030年，中國5G間接拉動的GDP將增長到3.6萬億元。今年6月6日，我國正式發(fā)布5G商用牌照，基于領先技術的支持，加上全球最大的用戶規(guī)模、巨大的4G網(wǎng)絡、豐富的移動互聯(lián)網(wǎng)應用等明顯優(yōu)勢，我國5G商用牌照的發(fā)放可謂水到渠成，“中國5G發(fā)展引領全球”已成必然。

2020年—2030年十年間5G經(jīng)濟產(chǎn)出預估（數(shù)據(jù)來源：中國信通院、中商產(chǎn)業(yè)研究院）

5G將開啟萬物互聯(lián)的新時代，技術的演進將助力傳統(tǒng)行業(yè)轉型升級，行業(yè)市場將迎來智能化的巨大發(fā)展。如今，已有79家運營商宣布計劃推出5G移動服務，到2020年底，將有50多個國家發(fā)布5G手機。

中國移動項目經(jīng)理Danni Song提到：“中國5G部署非常廣泛，且頻譜完備。中國移動現(xiàn)擁有4G基站近300萬個，計劃年內5G基站將超5萬個，實現(xiàn)50個以上城市5G商用服務。到2020年將實現(xiàn)中國5G全部商業(yè)化。”

5G時代的到來使RF-SOI工藝發(fā)展達到更高的平臺

5G無線通訊需要更高的頻率以達到更快的網(wǎng)速，而相比傳統(tǒng)的砷化鎵（GaAs）和藍寶石上硅（SOS）技術，RF-SOI可以同時提供優(yōu)良的射頻性能和較低的成本。正是基于以上優(yōu)勢，作為移動智能終端前端模塊中的關鍵器件之一，射頻開關芯片從2013年已經(jīng)舍棄原來的GaAs和SOS工藝，轉而采用成本更低的RF-SOI工藝。

RF-SOI生態(tài)系統(tǒng)

RF-SOI技術的潛在市場從天線調諧器和開關擴展到低噪聲放大器，LTE和5G技術對高功率終端的要求使得功率放大器成為RF-SOI的難點。Yole技術與市場分析師Cedric Malaquin現(xiàn)場分享了關于手機市場材料的一些見解，并對市場進行了細分。

RF-SOI仍將是開關和天線調諧器的主流技術，其90%是由RF-SOI制造的，CMOS技術平臺主要是由IDM & GaAs代工廠驅動。

射頻模塊市場在2018年占TAM市場份額的70%，預計到2025年，這一比例將基本持平，并且由于中國廠商的需求，RF離散型市場將保持強勁的發(fā)展趨勢。

RF-SOI技術會繼續(xù)通過集成LNA、開關以及IPDs擴展到射頻前端，未來有更多集成前端的機會等待探索。

隨著RF-SOI生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，廠商紛紛發(fā)力

Murata company（日本村田）旗下子公司pSemi的董事長兼CTO-Jim Cable是絕緣體上硅（SOI）技術的早期先驅者，三十年來不斷推動團隊在SOS和SOI上的創(chuàng)新。

pSemi創(chuàng)新時間表（除mmWave RFFE在試產(chǎn)中，其他都已進入生產(chǎn)）

過去三十年里，pSemi實現(xiàn)了許多業(yè)界中的‘第一’，包括 CMOS 開關、SOI 功率放大器和 mmWave 波束成形，pSemi開創(chuàng)的UltraCMOS技術，已取代GaAs PHEMT成為手機開關的首選工藝。每一代UltraCMOS都改進了Ron*Coff品質因數(shù)，這是RF開關的關鍵性能指標。

從開始的愿景到如今的現(xiàn)實，UltraCMOS技術的出現(xiàn)使得CMOS工藝在射頻前端領域脫穎而出，UltraCMOS技術具有可減少大量寄生，降低CV2f損耗，改進線性度及高隔離度等優(yōu)點。

UlteaCMOS技術的演化

pSemi的技術專利已排進業(yè)界前十，在講到未來時，Jim Cable表示：“pSemi已經(jīng)對8通道毫米波射頻前端產(chǎn)品進行了試產(chǎn)，在我們可預見的未來里，RFFE=SOI?！?

Soitec總經(jīng)理Michael Reiha在演講中表示，5G mMIMO是能夠提高吞吐量的有效技術，它可以降低功率以便SOI的引入，而RF-SOI受益于陣列尺寸，減少輸出功率損耗，F(xiàn)D-SOI則受益于MIMO層，實現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)轉換。

無處不在的5G需要集成網(wǎng)絡（第1波）、集成技術（第2波），5G mMIMO技術將提高一線城市的吞吐量限制。其中，網(wǎng)絡共享和降低設備成本的實現(xiàn)將使低功耗的5G mMIMO技術成為可能，我們需要更新架構以優(yōu)化5G mMIMO的總擁有成本，并啟用無線AI。而Soitec將推進RF-SOI、FD-SOI、POI、GaN技術的研發(fā)，來保護集成5G的容量。

STMicroelectronics主管Laura Formenti帶來了5G射頻集成電路終端和基礎設施的全套領先技術詳解：RF-SOI是用于射頻開關、低噪聲放大器、功率放大器和射頻FEM集成的高性能模擬射頻專用工藝；BiCMOS工藝基于高性能HBT，用于基礎設施的模擬射頻，包含高端和數(shù)字集成能力；FD-SOI工藝則是用于射頻、混合信號和數(shù)字集成。

作為5G射頻技術合作伙伴，ST又具有怎樣的價值？

Laura Formenti進行了一一列舉：

1、5G終端和基礎設施的創(chuàng)新射頻技術（RF-SOI、FDSOI、BICMOS）

從5G Sub-6 GHz到毫米波的多波段支持
靈活的架構分區(qū)，實現(xiàn)最佳射頻性能和硅集成權衡
長期的技術路線圖和持續(xù)戰(zhàn)略投資

2、產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，周期短

在法國有著高產(chǎn)能射頻SOI晶圓廠（包括8英寸和12英寸）
經(jīng)驗豐富的供應鏈，年產(chǎn)量可達10億

3、專門的客戶支持

來自工廠專家的技術、設計和DK支持

快速發(fā)展的5G時代，SOI產(chǎn)能及產(chǎn)業(yè)鏈將面臨怎樣的形勢？

關于SOI晶圓產(chǎn)能方面，Cedric Malaquin在演講中表示，RF-SOI對8英寸的需求將繼續(xù)增長，而12英寸也將會因為集成開關與低噪聲放大器而上升需求，重要的硅晶圓啟動將重新開始，以支持射頻、CMOS和SiGe技術。

而在之后的采訪中，我們了解到對于RF-SOI來講，現(xiàn)在大部分的需求都來源于8英寸晶圓，8英寸主要是用來做單個器件，12英寸因為線寬較小能更好做集成。隨著5G的到來，以及未來毫米波的興起，市場對于12英寸的需求也會增加。

國際SOI產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟執(zhí)行董事Jon Cheek博士表示，從全球來看12英寸產(chǎn)能還是挺多的，因為國外有不少公司在做12英寸，比如GlobalFoundries、sony、TSMC等，所以現(xiàn)在無需要過多擔心產(chǎn)能不足。

上海新傲科技股份有限公司總經(jīng)理王慶宇博士也提到新傲目前正在擴8英寸的產(chǎn)能，今年年底產(chǎn)能將達到36萬片/年。同時新傲也在積極計劃12英寸，廠房也已經(jīng)建好。并且新傲科技已于今年3月啟動30K生產(chǎn)線項目的首臺工藝設備搬入儀式，30K的生產(chǎn)線建設也進入了沖刺階段。

在提及SOI產(chǎn)業(yè)鏈時，王慶宇博士表示，照當下5G的發(fā)展來看，未來產(chǎn)業(yè)鏈會重新分布，國內也將迎來更多的機會。

國際SOI產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主席兼執(zhí)行董事 Carlos Mazure博士說道：“我們的角色就是幫助發(fā)展中國的產(chǎn)業(yè)鏈。發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈主要是靠發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)，而SOI產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟是全球性的，我們的任務就是將全球的企業(yè)連接起來，促成合作。”對于產(chǎn)業(yè)鏈的重新分布， Carlos表示分布時間不會太長，可以按季度來看.在不遠的將來，重新分布后的產(chǎn)業(yè)鏈將會變得更強。

如今中國的手機市場很強，占全球市場的1/3，接近5億部，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。但針對射頻前端供應鏈來說，目前還是主要依靠進口。王慶宇博士指出國內起點較低，但從成長率來看是很快的,以設計公司為例，國內設計公司一大堆，而這些公司一旦有了設計能力便能找來自全球的代工廠。

國內代工廠實際上發(fā)展的較慢，從RF角度來看，一個是因為8英寸晶圓需要銅線，銅的高電導率會使晶圓性能提高，但國內真正有銅工藝的只有SMIC三廠；另一個是因為目前的產(chǎn)能需求大部分還是在8英寸上，國內能生產(chǎn)12英寸的公司較多，硬件條件比8英寸更好。

隨著未來產(chǎn)業(yè)鏈的重新分布，國內的代工廠將迎來更多的機遇，在經(jīng)過華為事件之后，王慶宇博士表示加強中國的產(chǎn)業(yè)鏈會變得非常重要，相信中國SOI未來可期。