RF技術要求革新，RF-SOI技術如何應對？
半導體行業觀察訊——2017年9月27日，2017國際RF-SOI論壇在上海浦東嘉里大酒店召開。這次舉辦的2017國際RF-SOI論壇，是由上海新敖科技和國際SOI產業聯盟共同主辦，延續了去年「物聯網與5G」的主題，言情了來自國內外的多位專家介紹國際最先進的RF-SOI技術和市場動態及趨勢，推動國內RF-SOI產業鏈的健康發展。
「IoT、5G以及汽車電子等是驅動RF-SOI未來應用的主要應用。」中國科協副主席，中國科學院院士王曦博士在論壇的開幕式上表示。
Giorgio CESANA（左）上海新敖科技總經理王慶宇（中）Dr.Carlos MAZURE（右）
推進完整生態系統的建立
上海新敖科技總經理王慶宇在專訪中表示，2017年以來，全球半導體市場迎來了爆發時增長，其中SOI市場預計將以29%的年複合增長率增長，預計到2022年，達到18億萬美元的規模。而中國作為最大的移動互聯網和物聯網市場，對於半導體的需求難以估量，也是全球最大的半導體市場。
但是即便如此，中國能夠自給自足的半導體器件非常少，主要的核心晶元都是依賴進口，這就為中國半導體的發展提供了很大的發展機遇。
但是，王慶宇也指出，要想抓住這次發展機遇，就必須要建立完善的生態系統，「今天的RF-SOI論壇匯聚了來自材料、生產、產品以及運營商的，幾乎涉及整個產業鏈的公司匯聚到了這裡，共同探討如何推動整個產業的發展。」
「發展不是我們推出什麼產品，用戶就必須介紹什麼產品。」真正的產品是應當通過接觸最終用戶，經過上下游的思考，確定最終需要什麼，再來決定生產什麼。
SOI聯盟主席Dr.Carlos MAZURE在採訪中表示，「只有通過產業鏈上下游的共同協作，建立完整的產業鏈，才能更好的推進產業的發展。這是持續舉行國際RF-SOI論壇的原因之一。「
那麼還有其他原因嗎？
這就要說到新敖目前所做的工作了。王慶宇在專訪中說到。
據了解，上海新敖是一家研發和製造SOI材料的高科技公司，成立於2001年，是國內領先的高端硅基材料公司。目前，新敖科技的SOI材料廣泛應用於射頻器件、汽車電子、MEMS、光電子等領域，其中主要部分都是通過8英寸進行量產。
現今，大多數RF應用在智能手機、WiFi等無線通訊領域上，其中絕大多數使用了RF-SOI製造工藝。
但是，隨著5G與物聯網等應用的不斷進化，以及新一輪智能手機的更新換代，這一切都需要更加成熟的RF技術支持。以上這些，都意味著對RF技術格芯的強烈需求。
從市場的規模來看，目前SOI市場依然保持著每年15%的增長，「依照這種增長速度，相當於沒4-5年就翻一番。而整個半導體行業都只保持一位數的增長，可以說SOI市場的增長速度遠高於行業平均水平。」Giorgio CESANA先生表示。
正是因為這樣蓬勃發展的市場，需要更加穩定和健康的生態系統來支持產業的發展。
那麼如何建立良好的生態系統呢？下面就從今天的論壇看一看產業鏈各個環節對於SOI生態系統的思考吧。
價值創新與產業創新
來自Tower Jazz公司的首席執行官Russell Ellwanger先生從價值創新的角度表達的自己的看法。
Russell Ellwanger認為，「對於個人來說，價值創新能夠幫助個人成長。同樣的 ，價值創新也能夠推動公司的成長和產業的成長。」
而TowerJazz 作為一家特種工藝晶圓代工領導廠商，主要生產尺寸在1.0到0.13微米之間的集成電路，提供各種可定製流程工藝，包括：鍺化硅、BiCMOS、混合信號和 RFCMOS、CMOS 圖像感測器、電源管理 (BCD) 和非揮發性內存 (NVM) 以及 CMOS 和 MEMS 產品等。
TowerJazz 還提供世界級設計支持平台，旨在完善其先進的技術，並支持快速準確的設計流程。
此外，TowerJazz 還向需要擴大產能或從研發線發展到生產線的IDM和無晶圓廠提供技術優化流程服務。近幾年的數據顯示，TowerJazz 可以說是增長速度最快的Foundry廠商。
作為這樣一家公司的首席執行官，Russell Ellwanger先生認為RF-SOI技術能夠幫助產業實現價值創新，推動產業的成長。
從近幾年市場的主要趨勢來看，物聯網正在驅動著整個產業的前進，無論是電源管理、感測器還是高性能網路連接，都出現了大幅度的增長，「其中，高性能網路連接更是保持著31%的增長速度。」Russell Ellwanger表示。
而RF作為網路連接的主要技術之一，更是廣泛的應用在移動終端，尤其是智能手機領域。而目前智能手機當中所使用RF部件幾乎都是採用RF-SOI技術生產的。
以iPhone為例，就是採用了RF-SOI技術生產的射頻器件。
而隨著5G的出現，這一趨勢將會更加明顯。
因此，Russell Ellwanger表示，未來RF-SOI技術，將會隨著市場對於數據的需求出現迅猛的增長，在5G出現之後，這一趨勢也將會繼續。而Tower Jazz將能夠為RF-SOI技術提供必要的材料，並在其中扮演非常重要的角色。
推進0.13um RF-SOI 平台的升級
「RF-SOI工藝非常適合用來做射頻開關的設計，基於這種先進的工藝，我們可以將MIPI標準控制介面、濾波器等集成在開關模塊中，並且提供優良的ESD可靠性，用於3G/4G的移動終端中，」
因此，隨著智能手機的迅猛發展、5G應用的日益成熟、無處不在的物聯網應用等勢頭的出現，RF-SOI越發顯得重要，中芯國際助理總監Jeff Zhu在演講中表示，「2018年，蜂窩晶元的數量預計將會達到26.5億顆，其中以4G晶元佔主要份額。」
從目前的形勢來看，4G LTE晶元的出貨量已經超越了3G晶元。
在中國呢？TD-LTE標準已經成為了中國的主流標準，被廣泛的廠商所接受。而這些蜂窩晶元中都包含著RF射頻前端。
未來，隨著5G技術的出現，將會進一步驅動射頻前端和RF-SOI技術技術的發展，並提出新的要求。
主要體現在更高的頻率、毫米波技術的應用等幾個方面。
目前，中芯國際正在推進0.13um RF-SOI 平台的升級，努力滿足隨著5G等新技術的出現，而帶來的對於射頻前端的各種需求。
RF-SOI 為下一代手機提供性能和集成
格羅方德Peter Rabbeni先生在演講中表示，隨著從4G向5G市場的轉變，射頻前端市場正在不斷增長。
這其中最大的原因原，就是從2G、3G、4G向5G發展的過程中，射頻前端所採用的器件的數量越來越多，結構越來越複雜。
從上圖中，我們能夠看到，數量正在成倍的增長，這就使得晶元的體積越來越大。
但是終端就要求晶元的體積要足夠的小，因為終端市場在往微型化這個方向前進。
尤其是在5G即將到來的今天，這種要求愈加迫切。
5G這一新的標準為我們帶來的多種技術，要滿足這些技術的需求，就必須在晶元中加入更多的部件。
目前，微波集成電路採用的工藝主要有GaAs、SiGe BiCMOS、CMOS和RF-SOI，傳統採用的是GaAs，其優點是RF性能好、擊穿電壓高，缺點是成本高、難於集成。目前，業界越來越多的公司都看重RF-SOI的發展，並不斷加大研發投入，其在功耗、易於集成方面具有先天優勢。
所以，Peter Rabbeni先生也表示，RF-SOI將會在5G標準的影響下顯得更加重要。
未來無論在功率放大器、天線/模式轉換器、天線調諧器以及LNA上，RF-SOI都將有長遠的進步，儘管目前在PA等領域，傳統GaAs由於性能原因仍將佔據市場的重要地位，但在其他領域RF-SOI將成為市場的絕對主力。
目前，隨著數據傳輸的複雜度越來越高，手機射頻也變得越來越複雜，有更大的功率放大器、更多的開關以及其他相關部件，因此給了RFSOI巨大的發展空間。
此外，還有來自索尼半導體的總經理KAWASAKI介紹了「4G/5G天線協調進展和SOI單晶元集成」，中國移動項目經歷宋丹女士介紹了「期待5G生態新合作，5G終端需求展望」等等。
總結
隨著4G網路的普及，5G網路的到來以及物聯網的新奇，一個無線新時代即將來臨，它們正在重塑人們的生活習慣。不管是終端的移動物聯網市場，還是上游的材料、製造公司，都看好未來RF-SOI技術的發展。
與FD-SOI技術側重於低功耗、高性能不同，RF-SOI更加適用於高頻率器件，因此也更適合在射頻前端市場發展。
未來，SOI聯盟將繼續促進SOI技術的發展並且加速SOI市場的成長。目前市場的趨勢，對於RF技術革新的呼聲越來越高，這將會極大的促進RF-SOI技術的發展！
文/半導體行業觀察 劉燚
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