5G時(shí)代來(lái)臨，RF-SOI將迎來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展機(jī)遇

時(shí)間：2022-12-31 20:05:02

關(guān)鍵字： 5G RF-SOI 產(chǎn)業(yè)

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[導(dǎo)讀]隨著未來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈的重新分布，國(guó)內(nèi)的代工廠將迎來(lái)更多的機(jī)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(qiáng)中國(guó)的產(chǎn)業(yè)鏈會(huì)變得非常重要，相信中國(guó)SOI未來(lái)可期。9月17日，2019國(guó)際RF-SOI研討會(huì)如期在上海浦東香格里拉大酒店舉行，來(lái)自全球近400位RF-SOI領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)袖和技術(shù)專家聚集在此，迎接5G時(shí)代正式來(lái)臨，共同推動(dòng)RF-SOI技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

隨著未來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈的重新分布，國(guó)內(nèi)的代工廠將迎來(lái)更多的機(jī)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(qiáng)中國(guó)的產(chǎn)業(yè)鏈會(huì)變得非常重要，相信中國(guó)SOI未來(lái)可期。9月17日，2019國(guó)際RF-SOI研討會(huì)如期在上海浦東香格里拉大酒店舉行，來(lái)自全球近400位RF-SOI領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)袖和技術(shù)專家聚集在此，迎接5G時(shí)代正式來(lái)臨，共同推動(dòng)RF-SOI技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

5G帶來(lái)新的機(jī)遇

早在2018年，中國(guó)三大電信運(yùn)營(yíng)商就已陸續(xù)公布了其5G的部署計(jì)劃，隨著中國(guó)運(yùn)營(yíng)商可以開始大規(guī)模建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)也正式躋身全球第一批5G商用國(guó)家，由此也帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。

根據(jù)預(yù)測(cè)，2030年，中國(guó)5G間接拉動(dòng)的GDP將增長(zhǎng)到3.6萬(wàn)億元。今年6月6日，我國(guó)正式發(fā)布5G商用牌照，基于領(lǐng)先技術(shù)的支持，加上全球最大的用戶規(guī)模、巨大的4G網(wǎng)絡(luò)、豐富的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等明顯優(yōu)勢(shì)，我國(guó)5G商用牌照的發(fā)放可謂水到渠成，“中國(guó)5G發(fā)展引領(lǐng)全球”已成必然。

2020年—2030年十年間5G經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出預(yù)估（數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)信通院、中商產(chǎn)業(yè)研究院）

5G將開啟萬(wàn)物互聯(lián)的新時(shí)代，技術(shù)的演進(jìn)將助力傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，行業(yè)市場(chǎng)將迎來(lái)智能化的巨大發(fā)展。如今，已有79家運(yùn)營(yíng)商宣布計(jì)劃推出5G移動(dòng)服務(wù)，到2020年底，將有50多個(gè)國(guó)家發(fā)布5G手機(jī)。

中國(guó)移動(dòng)項(xiàng)目經(jīng)理Danni Song提到：“中國(guó)5G部署非常廣泛，且頻譜完備。中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)擁有4G基站近300萬(wàn)個(gè)，計(jì)劃年內(nèi)5G基站將超5萬(wàn)個(gè)，實(shí)現(xiàn)50個(gè)以上城市5G商用服務(wù)。到2020年將實(shí)現(xiàn)中國(guó)5G全部商業(yè)化?！?

5G時(shí)代的到來(lái)使RF-SOI工藝發(fā)展達(dá)到更高的平臺(tái)

5G無(wú)線通訊需要更高的頻率以達(dá)到更快的網(wǎng)速，而相比傳統(tǒng)的砷化鎵（GaAs）和藍(lán)寶石上硅（SOS）技術(shù)，RF-SOI可以同時(shí)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(shì)，作為移動(dòng)智能終端前端模塊中的關(guān)鍵器件之一，射頻開關(guān)芯片從2013年已經(jīng)舍棄原來(lái)的GaAs和SOS工藝，轉(zhuǎn)而采用成本更低的RF-SOI工藝。

RF-SOI生態(tài)系統(tǒng)

RF-SOI技術(shù)的潛在市場(chǎng)從天線調(diào)諧器和開關(guān)擴(kuò)展到低噪聲放大器，LTE和5G技術(shù)對(duì)高功率終端的要求使得功率放大器成為RF-SOI的難點(diǎn)。Yole技術(shù)與市場(chǎng)分析師Cedric Malaquin現(xiàn)場(chǎng)分享了關(guān)于手機(jī)市場(chǎng)材料的一些見解，并對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行了細(xì)分。

RF-SOI仍將是開關(guān)和天線調(diào)諧器的主流技術(shù)，其90%是由RF-SOI制造的，CMOS技術(shù)平臺(tái)主要是由IDM & GaAs代工廠驅(qū)動(dòng)。

射頻模塊市場(chǎng)在2018年占TAM市場(chǎng)份額的70%，預(yù)計(jì)到2025年，這一比例將基本持平，并且由于中國(guó)廠商的需求，RF離散型市場(chǎng)將保持強(qiáng)勁的發(fā)展趨勢(shì)。

RF-SOI技術(shù)會(huì)繼續(xù)通過集成LNA、開關(guān)以及IPDs擴(kuò)展到射頻前端，未來(lái)有更多集成前端的機(jī)會(huì)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(zhǎng)兼CTO-Jim Cable是絕緣體上硅（SOI）技術(shù)的早期先驅(qū)者，三十年來(lái)不斷推動(dòng)團(tuán)隊(duì)在SOS和SOI上的創(chuàng)新。

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

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

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

UlteaCMOS技術(shù)的演化

pSemi的技術(shù)專利已排進(jìn)業(yè)界前十，在講到未來(lái)時(shí)，Jim Cable表示：“pSemi已經(jīng)對(duì)8通道毫米波射頻前端產(chǎn)品進(jìn)行了試產(chǎn)，在我們可預(yù)見的未來(lái)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(shù)，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(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

無(wú)處不在的5G需要集成網(wǎng)絡(luò)（第1波）、集成技術(shù)（第2波），5G mMIMO技術(shù)將提高一線城市的吞吐量限制。其中，網(wǎng)絡(luò)共享和降低設(shè)備成本的實(shí)現(xiàn)將使低功耗的5G mMIMO技術(shù)成為可能，我們需要更新架構(gòu)以優(yōu)化5G mMIMO的總擁有成本，并啟用無(wú)線AI。而Soitec將推進(jìn)RF-SOI、FD-SOI、POI、GaN技術(shù)的研發(fā)，來(lái)保護(hù)集成5G的容量。

STMicroelectronics主管Laura Formenti帶來(lái)了5G射頻集成電路終端和基礎(chǔ)設(shè)施的全套領(lǐng)先技術(shù)詳解：RF-SOI是用于射頻開關(guān)、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(chǔ)設(shè)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(hào)和數(shù)字集成。

作為5G射頻技術(shù)合作伙伴，ST又具有怎樣的價(jià)值？

Laura Formenti進(jìn)行了一一列舉：

1、5G終端和基礎(chǔ)設(shè)施的創(chuàng)新射頻技術(shù)（RF-SOI、FDSOI、BICMOS）

從5G Sub-6 GHz到毫米波的多波段支持
靈活的架構(gòu)分區(qū)，實(shí)現(xiàn)最佳射頻性能和硅集成權(quán)衡
長(zhǎng)期的技術(shù)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(guó)有著高產(chǎn)能射頻SOI晶圓廠（包括8英寸和12英寸）
經(jīng)驗(yàn)豐富的供應(yīng)鏈，年產(chǎn)量可達(dá)10億

3、專門的客戶支持

來(lái)自工廠專家的技術(shù)、設(shè)計(jì)和DK支持

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

關(guān)于SOI晶圓產(chǎn)能方面，Cedric Malaquin在演講中表示，RF-SOI對(duì)8英寸的需求將繼續(xù)增長(zhǎng)，而12英寸也將會(huì)因?yàn)榧砷_關(guān)與低噪聲放大器而上升需求，重要的硅晶圓啟動(dòng)將重新開始，以支持射頻、CMOS和SiGe技術(shù)。

而在之后的采訪中，我們了解到對(duì)于RF-SOI來(lái)講，現(xiàn)在大部分的需求都來(lái)源于8英寸晶圓，8英寸主要是用來(lái)做單個(gè)器件，12英寸因?yàn)榫€寬較小能更好做集成。隨著5G的到來(lái)，以及未來(lái)毫米波的興起，市場(chǎng)對(duì)于12英寸的需求也會(huì)增加。

國(guó)際SOI產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟執(zhí)行董事Jon Cheek博士表示，從全球來(lái)看12英寸產(chǎn)能還是挺多的，因?yàn)閲?guó)外有不少公司在做12英寸，比如GlobalFoundries、sony、TSMC等，所以現(xiàn)在無(wú)需要過多擔(dān)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(kuò)8英寸的產(chǎn)能，今年年底產(chǎn)能將達(dá)到36萬(wàn)片/年。同時(shí)新傲也在積極計(jì)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(dòng)30K生產(chǎn)線項(xiàng)目的首臺(tái)工藝設(shè)備搬入儀式，30K的生產(chǎn)線建設(shè)也進(jìn)入了沖刺階段。

在提及SOI產(chǎn)業(yè)鏈時(shí)，王慶宇博士表示，照當(dāng)下5G的發(fā)展來(lái)看，未來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈會(huì)重新分布，國(guó)內(nèi)也將迎來(lái)更多的機(jī)會(huì)。

國(guó)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(guó)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(wù)就是將全球的企業(yè)連接起來(lái)，促成合作?！睂?duì)于產(chǎn)業(yè)鏈的重新分布， Carlos表示分布時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)，可以按季度來(lái)看.在不遠(yuǎn)的將來(lái)，重新分布后的產(chǎn)業(yè)鏈將會(huì)變得更強(qiáng)。

如今中國(guó)的手機(jī)市場(chǎng)很強(qiáng)，占全球市場(chǎng)的1/3，接近5億部，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α５槍?duì)射頻前端供應(yīng)鏈來(lái)說，目前還是主要依靠進(jìn)口。王慶宇博士指出國(guó)內(nèi)起點(diǎn)較低，但從成長(zhǎng)率來(lái)看是很快的,以設(shè)計(jì)公司為例，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)公司一大堆，而這些公司一旦有了設(shè)計(jì)能力便能找來(lái)自全球的代工廠。

國(guó)內(nèi)代工廠實(shí)際上發(fā)展的較慢，從RF角度來(lái)看，一個(gè)是因?yàn)?英寸晶圓需要銅線，銅的高電導(dǎo)率會(huì)使晶圓性能提高，但國(guó)內(nèi)真正有銅工藝的只有SMIC三廠；另一個(gè)是因?yàn)槟壳暗漠a(chǎn)能需求大部分還是在8英寸上，國(guó)內(nèi)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(lái)產(chǎn)業(yè)鏈的重新分布，國(guó)內(nèi)的代工廠將迎來(lái)更多的機(jī)遇，在經(jīng)過華為事件之后，王慶宇博士表示加強(qiáng)中國(guó)的產(chǎn)業(yè)鏈會(huì)變得非常重要，相信中國(guó)SOI未來(lái)可期。