2019年7月17日,由工業(yè)和信息化部指導(dǎo),IMT-2020(5G)推進(jìn)組聯(lián)合中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會共同主辦的2019年(暨第七屆)IMT-2020(5G)峰會在北京開幕。為期兩天的峰會以“5G商用 共贏未來”為主題,邀請工信部領(lǐng)導(dǎo)以及數(shù)十家國內(nèi)外主流移動通信和行業(yè)應(yīng)用單位專家500多人參加會議,集中探討5G技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、試驗、產(chǎn)業(yè)等最新進(jìn)展與趨勢等最新進(jìn)展與發(fā)展趨勢。
會上,廈門市三安集成電路有限公司技術(shù)中心技術(shù)總監(jiān)葉念慈發(fā)表了主題演講,以下為演講全文。
今天三安集成跟大家講一下在5G里面一些半導(dǎo)體組件,這個算是一門科普吧,把它當(dāng)成學(xué)一點東西來講這個事情。
所以,我的題目就是跟大家講解一下話務(wù)半導(dǎo)體制造助力5G核心硬件。
我們公司是以話務(wù)半導(dǎo)體制造出發(fā),其實在代工行業(yè)很重要的一部分是我們能夠大量制造出一個穩(wěn)定的還有良率高的產(chǎn)品,能讓這些應(yīng)用商或者系統(tǒng)商有一些性價比很高的產(chǎn)品出現(xiàn)。
所以,今天跟大家介紹一下三安光電的概況以及提出的5G解決方案跟5G芯片布局。
首先看一下三安光電,三安光電是做半導(dǎo)體的,但是不做硅,就是化合物半導(dǎo)體?;衔锇雽?dǎo)體有兩個特性,一個是發(fā)光,第二個,它可以產(chǎn)生比較高的速率,所以最重要的化合物半導(dǎo)體集中在兩塊,一個是在發(fā)光器件的部分,另外一個就在微波通訊部分。所以,我們是在中國最早成立的LED公司,我們產(chǎn)生的芯片在全世界占有一定的份額。我們還在原來的光通訊、射頻、電器電子、濾波器方面都有琢磨。
看一下在世界上的布局,其實很重要的一部分是要能夠掌握產(chǎn)業(yè)鏈的布局。最重要的使命是在中國能夠提供比較高頻或者光電的器件,讓它不要成為一個卡脖子的,所以在原物料的布局上還有芯片技術(shù)的布局上都從這方面考量。
主要的世界研發(fā)中心是三個地方,一個是美國,美國是光通的部分,瑞典比較特別,是一個材料公司,專門生產(chǎn)碳化硅的材料。碳化硅等于在5G的產(chǎn)業(yè)上扮演一個非常重要的角色。另外在日本,我們?yōu)榱送黄茷V波器的專利瓶頸,所以吸收了大量日本的研發(fā)人員,然后在日本成立了一家日本三安公司,主要進(jìn)行濾波器的研發(fā)配合射頻前端模組的布局。
制造部分在天津跟蕪湖,主要做一些LED的生產(chǎn)。在廈門、泉州,就是電子電器,還有一些濾波器的部分,還有藍(lán)寶石碳化硅的基地也是在泉州。
跟大家介紹一下化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)布局。三安擁有全世界大型的機(jī)臺,我們有約600臺的機(jī)臺,是全世界單一公司最大的機(jī)臺。像原來的氮化鎵、碳化硅,這個就是第三代半導(dǎo)體材料。氮化鎵可以在藍(lán)寶石上面可以做發(fā)光二極管,所以在全色系的發(fā)光二極管三安已經(jīng)做得非常大了。
另外在氮化鎵跟碳化硅上面,我們可以做功率電子射頻,因為它具有第三代半導(dǎo)體特性,它等于在高功率方面有所琢磨。
另外在砷化鎵部分,手機(jī)射頻前端部分,在2G、3G、4G主流是以砷化鎵為主,在毫米波階段有可能被硅的技術(shù)所取代。性價比最高的產(chǎn)品還是使用砷化鎵來做前端的功放為主。
另外一組是做光通,之后一些5G毫米波也會利用到這個方面。另外我們在濾波器部分有布局材料部分。
三安在5G的核心硬件架構(gòu)當(dāng)然也是一樣,包含云、管、端的布局。主要跟大家講解一下在化合物半導(dǎo)體里面在云端的位置,在數(shù)據(jù)半導(dǎo)體端有云端的AOC。因為機(jī)房的密度很高,所以它的效率必須提得很高,所以在第三代半導(dǎo)體有做高速的電源開關(guān)MOSFET的部分,我們現(xiàn)在有做電源管理芯片的部分。
在管的部分,在基站部分,這是重中之重,因為氮化鎵、碳化硅是被美國禁運的,這是一個關(guān)鍵材料,所以這個部分要確保國內(nèi)的供應(yīng)狀況,除了我們自己有供應(yīng)能力,也聯(lián)合了國內(nèi)的材料公司做這個產(chǎn)業(yè)。
另外在高速光通訊器件以及基站電源管理模塊上面,我們也用化合物半導(dǎo)體取代傳統(tǒng)硅的器件。
端的部分主要就是在車聯(lián)網(wǎng)的部分,用無線射頻模塊,還有很有名的現(xiàn)在用視頻傳感,我們公司也有做一些激光器的開發(fā),以及最后在EV的電源模塊管理,還有像充電樁的一些高速電力開關(guān)器件,這個我們都有提供。
當(dāng)然在手機(jī)上面,這是最開始的一個核心業(yè)務(wù),最主要的其實我們是做支持2G、3G、4G、5G,4.8GHz以下的光模塊,還有我們會做毫米波射頻波段,還有在一些顯示屏方面我們也致力于8K以上的分辨率的Micro LED的顯示,另外在手機(jī)端要做人臉識別所需要的激光器也是用化合物半導(dǎo)體制造的。
接下來介紹在系統(tǒng)應(yīng)用后,我們在5G上面的一些芯片布局。
第一個還是回顧我們的專長,就是三安MICRO LED,去年我們跟三星發(fā)表出用MICRO LED生產(chǎn)大電視墻。
射頻前端部分其實都被美國跟日本的大廠壟斷,三安也看到這個情況,最主要的是在MOSFET開關(guān)等方面,我們不做后續(xù)的系統(tǒng)的整合,所以剛剛展銳有提到他們在做這些方面,這個有可能是我們潛在的客戶,我們希望國內(nèi)的這些系統(tǒng)設(shè)計整合廠商能夠多來我們這邊代工。因為情況就是這樣的,現(xiàn)在大家都不愿意背工廠的重資產(chǎn),所以一定要有人完成代工這件事情,所以這是我們在三安里面,因為在制造上非常有經(jīng)驗,所以我們希望能夠提供一站式的解決方案,也就是從襯底一直到外延一直到芯片都能夠提供。
相對應(yīng)的,我們就有砷化鎵的HBT還有HEMT等等,有的已經(jīng)量產(chǎn),有的已經(jīng)推出。
在氮化鎵方面我們自己實測出來的一些特性,也跟國際上的一流廠商是相當(dāng)?shù)?。單看設(shè)計端能不能接受這樣一個功能,所以這個部分現(xiàn)在我們也在持續(xù)跟下游的客戶進(jìn)行密切的合作。
濾波器部分,我們一開始還是先做聲表面波濾波器,最重要的還有一些技術(shù)可以做溫度補(bǔ)償,主要強(qiáng)調(diào)的還是本土化的一站式整合,特別是像今年大約有看到尤其是2.6GHz,這是在中國特有的頻段,也就是N41的波段,我們也有專門針對這個做產(chǎn)品研發(fā)。
我們還提到了在基站部分或者電源供應(yīng)部分,這個很重要。第三代半導(dǎo)體最重要的是它的開關(guān)速度可以增加,開關(guān)的損耗可以降低,所以能耗降低。
另外是它的被動器件因為高頻化的關(guān)系可以減少,所以在整個器件上或者系統(tǒng)上就可以實現(xiàn)輕薄短小的概念。
在供應(yīng)商上,我們是很注重的,像碳化硅的部分長久還是把持在美國的頭兩號公司上面,一個是R6,一個是科瑞,所以我們也收購了瑞典這家公司進(jìn)行了襯底的制造,從襯底到芯片制造我們希望能夠提供一站式的服務(wù)。
所以在碳化硅的二極管還有氮化鎵的650伏的EM,我們后續(xù)會推出這些應(yīng)用市場的需求。
三安在整個電力電子技術(shù)上面的優(yōu)勢,通過原材料的襯底,然后提供標(biāo)準(zhǔn)件的結(jié)構(gòu)仿真,芯片制造部分也可以提供。另外在廠內(nèi)有一個比較小型的封裝線,如果客戶來我們這邊代工,我們可以加速你們的驗證。當(dāng)然我們也有很完整的可靠性跟失效分析部門,所以在器件的失效反饋部分我們也是非常高的。
另外提一下光通訊,這個東西會發(fā)光,發(fā)光我們可以通過遠(yuǎn)紅外都可以做。集中在紅外波段,我們做795到940。另外在激光器的部分,我們現(xiàn)在已經(jīng)有1.25G到15G DFB的產(chǎn)品。另外接收芯片和陣列我們已經(jīng)很早就開始做了,有1.25G到100G FP,這是三安在光通訊產(chǎn)業(yè)的布局狀況。
整個來看,三安已經(jīng)開始提供樣品。另外在光檢測方面已經(jīng)做到量產(chǎn)部分。還有剛才講的DFB和FP側(cè)現(xiàn)在也推出了樣品。還有一些做醫(yī)療美容方面的高功率的產(chǎn)品,這個都是我們現(xiàn)在在做的業(yè)務(wù)。
最后再稍微總結(jié)一下,我們現(xiàn)在主要有五大板塊,包括顯示以及射頻前端,還有功率器件以及濾波器部分,所以這個部分就可以提供在5G方面很全面性的核心器件的供應(yīng)。
當(dāng)然,三安最主要的優(yōu)勢就是想服務(wù)客戶,希望在最短的時間內(nèi)能夠提供客戶的需求,以及保障供應(yīng)品質(zhì)的完善。
最后,我們還是回到三安最初的一個口號,我們希望從心開始,讓萬物互聯(lián)。