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SOI技术火爆背后的大赢家

2021-10-30
来源:开云棋牌官网在线客服行业观察
关键词: SOI

  正如Soitec中国区销售总监陈文洪在接受开云棋牌官网在线客服行业观察记者采访时候所说,因为智能手机、汽车和物联网市场的火热,SOI晶圆在未来几年会有巨大的成长机遇。

  “首先在智能手机方面,因为现在正处于从4G往5G升级的阶段,这就带来了更多的射频机会;其次在汽车领域,随着新能源和智能汽车渐成主流,便创造了更多传感器和BCD器件需求;来到物联网市场,因为其应用特性,便对器件的低功耗有了严格的限制。”陈文洪接着说。

  “以上场景都是SOI晶圆的机会”,陈文洪强调。

  SOI越来越火,Soitec走上舞台中心

  所谓SOI,也就是Silicon On Insulator的简称,也就是硅晶体管结构在绝缘体之上的意思。从原理上看,SOI就是在顶部的硅器件层下方加入一层绝缘体层,从而使相邻的硅晶体管分离。这样可将相邻晶体管之间的寄生电容减少一半。SOI的优点是可以较易提升时钟频率,并减少电流漏电,帮助打造更为省电的IC。同时,因为SOI晶圆本身衬底的阻抗值的部分也会影响到器件的表现,因此后来也有公司在衬底上进行阻抗值的调整,达到射频器件特性的提升。

  在先驱们的探索下,SOI晶圆在射频、功率和硅光等多个领域发挥着越来越重要的作用,而成立于1992年的Soitec无疑是当中的一个专家。作为一家专注于开云棋牌官网在线客服材料的领先企业,Soitec拥有包括Smart CutTM技术、外延技术和智能堆叠技术在内的三项核心技术和专业工程材料。正是这些技术的推动下,Soitec成长为全球最大的“优化衬底”供应商。其中,Smart Cut技术更是能让Soitec可以领先全球的根本。

  陈文洪告诉记者,公司的专利技术Smart Cut是一个薄层的迁移技术,可以把不同的材质进行键合。

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  他进一步指出,进行相关操作前,我们需要先准备好有A和B两片晶圆。其中A片作为施主片,B片作为支撑衬底。而生产SOI晶圆的第一步就是先把A做一个氧化,这样的话在表面就长了一层氧化物,之后用离子注入机(implanter)进行注入。借助注入步骤,就能够把A晶圆内的这一层原子键破坏掉。破坏掉以后把这片晶圆进行翻转,翻转后跟B片进行键合。然后,我们把损伤层加热以后,它就会打开,完成一个剥离过程。通过这样的操作留下的就是一片标准的SOI的晶圆。

  从陈文洪的介绍我们得知 ,因为SOI已经发展了三十年,而Soitec在这上面也已经做到了炉火纯青。所以现在这个材料开始衍生到了和不同的材质搭配。例如玻璃、石英,碳化硅、氮化镓,甚钽酸锂和铌酸锂都会成为选择。

  “总之,可以找到不同的材质进行结合,让它们变成复合片,这是 Smart Cut 非常优秀的特点。”陈文洪补充。

  在基于自有技术发挥出SOI晶圆的巨大优势后,Soitec正在和合作伙伴一起,推动喷国内SOI技术来重构我们未来的科技世界。

  SOI多线出击,硅光成为下一个爆发点

  从相关介绍可以看到,过去三十多年的SOI发展中,在包括Soitec在内的产业链上下游企业的努力下,行业内已经延伸出了丰富的SOI产品组合,包括FD-SOI、RF-SOI、Power-SOI、Photonics-SOI、Imager-SOI。同时也推出了非SOI产品 ,包括POI、氮化镓等。这些产品在各自的领域也各具优势。

  如 FD-SOI可通过简单的模拟/射频整合,可灵活用于高性能和低功耗的数字运算,主要应用在智能手机、物联网、5G、汽车等对于高可靠性、高集成度、低功耗、低成本的应用领域;RF-SOI可应用于射频前端模块,目前已经成为智能手机的开关和天线调谐器的最佳解决方案;Power-SOI致力于智能功率转换电路;Photonics-SOI则能应用于数据中心、云计算等光通信领域;Imager-SOI能满足下一代图像传感器要求。POI是可用于滤波器的新型压电衬底。

  在上述的多个领域,Soitec都拥有其独到的优势。而在与陈文洪的交流中,他特别强调了SOI将在硅光领域的巨大发展潜力。

  过去几年,因为高速网络传输的需求渐增,市场对光芯片需求也水涨船高。在过往,这种器件一般是使用InP技术制造。但后来,因为开发者对相关器件的功耗和尺寸有了越来越多的需求,因此他们都把目光投向了硅光,而SOI就是这个技术的最好赋能者。

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  据陈文洪介绍,Soitec的Photonics-SOI结合了CMOS平台的优势以及光的优势。他进一步指出,CMOS平台已经发展了几十年,可以很容易地把器件做到高密度,又因为CMOS平台的产能更高。所以借助Photonics-SOI,能够帮助解决产能的瓶颈问题。同时,硅光还综合了光的低损耗、长传输距离、强带宽,且还不受电磁影响等优势。这就让整个器件无论是在什么样的环境,保持极高的稳定性。

  据了解,目前,Photonics-SOI 晶圆已经让标准CMOS晶圆厂实现了高速光发射器和接收器芯片的大批量生产,为100GbE(千兆以太网)和 400GbE 数据中心内链路提供了高数据速率和高性价比的收发器解决方案。除了Photonics-SOI 衬底外,Soitec 还提供 Photonics-SOI+EPI 产品。该产品顶部硅层的厚度仅为几微米,目前可用于早期客户样品的开发和小批量生产。除此以外,Soitec 还提供 Photonics-SOI 的定制化服务。

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  “从趋势上来看,我相信硅光的市场份额会越来越大。预计从2023年起,这种用SOI做的硅光收发器使用量占比会超过传统的InP方案。”陈文洪指出。他同时也强调,即使SOI有如此多的优势,但未来在一定的时间范围内,SOI和InP这两种不同的路线会并行。因为当硅光在追求更高的带宽的研发的同时,一些传统的产品将在未来的一段时间内继续发挥作用。

  陈文洪告诉记者,在过去几年里,因为国内厂商对硅光的兴趣度增加,催生了更多的SOI晶圆需求。这再加上和FD-SOI、RF-SOI的需求,倒逼他们去进一步提高SOI晶圆的供应。他指出,Soitec目前在全球共有六个生产基地,包括法国贝宁I、贝宁II、贝宁III、比利时、新加坡,以及与上海新傲科技合作的生产线。目前,Soitec也在积极地扩张产能(特别是12寸的产能)。

  按照规划,Soitec会把其新加坡的工厂产能进一步增大,以更好地服务其全球的客户。在SOI的推动下,一个与众不同的科技新世界将要呈现我们眼前,让我们翘首以待。




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