隨著硅材料不斷逼近性能極限，許多公司正在針對不同的半導(dǎo)體應(yīng)用探索新材料。在此背景下，市場正在開發(fā)工程襯底以降低成本或獲得更好的性能（例如碳化硅（SiC）和多晶SiC鍵合），以及濾波器應(yīng)用的絕緣體基壓電材料（piezo-on-insulator, POI）等。根據(jù)Yole最新發(fā)布的《新興半導(dǎo)體襯底技術(shù)及市場趨勢-2019版》報(bào)告，工程襯底有望在未來五年推動(dòng)新興襯底市場的快速增長。

2018~2024年新興半導(dǎo)體襯底材料的目標(biāo)市場

Soitec是絕緣體上硅（SOI）工程襯底的行業(yè)領(lǐng)先開拓者。他們正在將其技術(shù)和know-how應(yīng)用到新的產(chǎn)品中。Yole高級(jí)技術(shù)與市場分析師Hong Lin博士和Ezgi Dogmus博士近期采訪了Soitec濾波器業(yè)務(wù)部經(jīng)理Christophe Didier，探尋產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先廠商Soitec對工程襯底技術(shù)和市場的趨勢見解。

Ezgi Dogmus & Hong Lin（以下簡稱ED & HL）：您好！請您先做一下自我介紹，您在Soitec主要負(fù)責(zé)哪些業(yè)務(wù)？

Christophe Didier（以下簡稱CD）：我是Christophe Didier，我負(fù)責(zé)管理Soitec的濾波器業(yè)務(wù)部門。我們?yōu)V波器業(yè)務(wù)部門的主要重點(diǎn)是為我們的客戶提供絕緣體基壓電材料（POI）襯底，使它們能夠設(shè)計(jì)和制造用于4G和5G RF前端模塊的聲波濾波器。

ED & HL：Soitec正在為化合物半導(dǎo)體開發(fā)多種新型工程襯底，您能詳細(xì)介紹一下嗎？目前的主要應(yīng)用有哪些？

CD：先進(jìn)的4G和5G 6GHz以下網(wǎng)絡(luò)需要運(yùn)營商和手機(jī)制造商引入新的功能和技術(shù)，包括：更多、更大帶寬、更高頻的頻段，以及多種頻段的組合，以支持不同的載波聚合模式和多輸入多輸出（MIMO）天線技術(shù)。Soitec的POI襯底可以制造更高性能和集成度的聲表面波（SAW）濾波器組件，以滿足5G網(wǎng)絡(luò)更嚴(yán)格的要求。這些先進(jìn)的濾波器然后會(huì)與已經(jīng)使用Soitec的RF-SOI襯底制造的功率放大器、開關(guān)和天線調(diào)諧器件一起，集成到智能手機(jī)的前端模塊中。

ED & HL：在您看來，化合物半導(dǎo)體工程襯底發(fā)展的主要推動(dòng)因素和挑戰(zhàn)分別有哪些？

CD：當(dāng)前用于智能手機(jī)的大批量SAW濾波器主要基于體壓電材料，如鉭酸鋰或鈮酸鋰。這些材料具有較高的熱膨脹系數(shù)，在器件制造末期，可以通過在金屬層的頂部添加功能層來部分地補(bǔ)償該問題。不幸的是，添加的功能層會(huì)影響耦合效率和濾波器的最終性能。通過使用Soitec的多層POI襯底，我們抑制了壓電層，降低了熱膨脹，從而降低了溫度敏感性。由于我們不需要在金屬層頂部添加額外的層來抑制壓電材料，因而也簡化了制造過程，從而提高了耦合效率。

Soitec豐富的產(chǎn)品線包括了工程襯底，最著名的是基于其專有Smart Cut技術(shù)的絕緣體上硅（SOI）

ED & HL: Soitec正在將POI引入市場，您能介紹一下這款產(chǎn)品及其背后的開發(fā)動(dòng)機(jī)嗎？

CD：Soitec的POI產(chǎn)品由SiO2層頂部的薄層壓電材料（目前為鉭酸鋰）和高電阻率硅襯底組成。這種結(jié)構(gòu)使濾波器設(shè)計(jì)人員能夠獲得具有更好耦合系數(shù)（k2）和更低熱膨脹系數(shù)的材料，使他們能夠設(shè)計(jì)具有更高品質(zhì)因數(shù)和更高頻率的諧振器，更大帶寬的濾波器，具有極低的溫度敏感性，可在同一芯片上集成多個(gè)濾波器。

POI產(chǎn)品使前端模塊制造商能夠更好地響應(yīng)先進(jìn)的4G和6GHz以下5G的嚴(yán)格要求，改善智能手機(jī)用戶的帶寬和覆蓋。

ED & HL：Soitec如何看待工程襯底市場的增長？主要源自哪些應(yīng)用？

CD：前端模塊正在經(jīng)歷深刻的變革，它為這些基于Soitec POI襯底的新型濾波器提供了巨大的市場機(jī)遇。更準(zhǔn)確地說，它將使天線多路復(fù)用器和濾波器多路復(fù)用器或更高性能的濾波器等集成組件成為主流。我們預(yù)計(jì)未來幾年P(guān)OI襯底會(huì)得到大量應(yīng)用。

ED & HL：在您看來，下一階段工程襯底將會(huì)如何發(fā)展？

CD：我們認(rèn)為POI襯底的下一步可能是使用不同的壓電材料，可能轉(zhuǎn)換到更大的晶圓尺寸，或采用POI襯底來構(gòu)建不同類型的濾波器以進(jìn)一步改善帶寬、高頻帶覆蓋，同時(shí)控制系統(tǒng)成本。

ED & HL：關(guān)于工程襯底或者Soitec，您還有其它想與我們的讀者補(bǔ)充分享的嗎？

CD：Soitec在大規(guī)模批量生產(chǎn)工程襯底方面有著悠久的歷史。目前，位于法國、新加坡和中國的Soitec工廠的年產(chǎn)能達(dá)到了130萬片200毫米晶圓和160萬片300毫米晶圓。我們位于法國柏尼（Bernin）的一座專門工廠，現(xiàn)在正準(zhǔn)備擴(kuò)大POI襯底的生產(chǎn)規(guī)模。