對話Soitec全球副總裁Thomas Piliszczuk：5G催生新材料市場，襯底需求將增加

在Thomas 看來，目前智能手機、汽車等行業對SOI襯底的需求量已經在明顯提升，硅基材料市場未來將會被顛覆。

目前，因為傳統制程工藝已經逼近物理極限，單位面積上的芯片性能提升變得格外困難，整個半導體產業不可避免得走向了發展歷程中的瓶頸期，摩爾定律的失效就是最有力的證明。

但與此同時，來自場景應用層的算力、通信等需求卻在日益增長，并不斷向芯片底層“施壓”。因而半導體廠商不得不擺脫傳統的硬件設計邏輯，尋求更加適應市場需求的解決方案。

其中，架構創新、先進封裝是最火熱的兩大方向，但其帶來的性能改善效果依然不夠顯著，這就迫使行業考慮更為底層的改進方案。作為晶體管的重要組成部分，材料的結構對終端產品性能和功能有著至關重要的影響，因此新型半導體材料被認為是最有可能從根本上改進芯片性能的方式。

在這樣的市場形勢變化之下，作為全球最大的優化襯底（不同材料組成的單晶薄片）制造商，Soitec有責任推動材料技術的發展，同時它也敏銳地察覺到了諸多新材料的商用機會。在北京召開的發布會上，Soitec全球戰略執行副總裁Thomas Piliszczuk分享了關于產業的見解，并在接受采訪時解答了產品研發和技術方向背后的邏輯，在一定程度上為產業發展提供了新思路。

后摩爾定律時代，非硅類材料迎來商用化歷史機遇

眾所周知，現有的半導體產業均是基于硅材料基礎之上建立的，因此一直以來，硅占據硬件市場的主要份額，其他諸多非硅類材料只能停留在實驗層面或者游走于商用的邊緣。

作為一家SOI工藝制作材料的老牌廠商，Soitec的產品組合有著濃重的“產業”色彩——在過去，順應市場需求，它以硅基襯底產品為主線，如用于高壓原件集成的Power-SOI、用于數字運算的FD-SOI和用于手機圖像處理的Imager-SOI等。

但隨著應用端技術要求的變化，僅硅基襯底已經無法滿足行業終端需求，以5G手機為例，它的射頻模塊在材料種類的使用上就日趨豐富。

Thomas 介紹說，“在通訊這一塊，因為5G時代的到來，射頻模塊所用到的工程襯底現在已經增加到SOI、FD-SOI、POI和氮化鎵四種材料，這就說明智能手機中的優化襯底含量其實是在不斷提升的。”

如智能手機射頻模塊設計需采用多種優化襯底一般，終端廠商采用多種材料已經成為發展走勢，因此非硅類材料也迎來了更多的商用機會。

“我們目前在開發新的材料，如硅基銦氮化鎵，它主要用于MicroLED，未來隨著高分辨率、低功耗的硬件設備顯示屏/顯示器需求量的加大，其市場必將會被帶動；而碳化硅材料應用在電動汽車關鍵部件（如換流器、逆變器）可以顯著提高汽車的巡航距離。”

圖 | Soitec全球戰略執行副總裁Thomas Piliszczuk

5G創新成新材料市場主要驅動力

當下，業內普遍認為，5G的建設是非硅類材料可以大展身手的地方。以射頻模塊中不起眼的濾波器的演進來看，4G時代濾波器的數量在60到80個，5G時代所需要的數量就將達到120~150個，以倍數增長，且隨著頻段的增加，其功能也要成倍提升，底層材料的需求必將隨之增長。

專注于將不同材料組合并賦能終端，Soitec自然也不會忽視對這部分市場的布局，收購EpiGaN就是有這樣的考慮。

氮化鎵（GaN）材料已經不是新的事物，它廣泛應用在電源等高功率場景之中。而正因具備高功率特性，它也被認為是用于5G信號收發模塊中的關鍵材料之一。

對此，Thomas也表示認同，“經過幾十年的技術積累，發展至今氮化鎵材料技術已經基本成熟，且隨著5G的商用化推進，設計上的需求讓GaN有了更為廣闊的市場，所以我們認為現在時機已經成熟，可以布局這項技術，就選擇了收購一家專門做氮化鎵技術的企業——EpiGaN，以最快的方式打入市場。”

目前，氮化鎵已經在電源領域有了成熟而廣泛的應用，但是如何更好得將之應用到5G場景中依然是需要探索的難題。經過不斷的磨合，Soitec已經成功將EpiGaN納入為自己的一個業務單元，也將借助其技術能力進行更加深入的探索。

提升性價比，顛覆行業材料應用

但是推進新材料的商用并非易事，高成本是Soitec首要去解決的問題。以氮化鎵為例，盡管在高功率性能上表現優越，它的高成本還是讓很多廠商望而卻步。

為此，Soitec在成本管控上可以說下足了功夫。Thomas介紹說，“為了降低成本，我們將其從4、6英寸移到8英寸產線上來生產，通過大規模、工業化生產提高良率以節省成本。同時知道這個技術的成功很大程度上取決于成本，我們也和終端客戶共同進行探討。我們有信心滿足客戶的需求。”

感知需求、管控成本并積極與終端客戶交流，循著技術和市場發展路上，Soitec一步步在推進新材料的商用。在這樣一個市場機遇之下，依據設計要求為不同場景找出最為匹配的襯底，Soitec也有著自己的野望。

“我們的目標不是要終結硅基材料時代，但至少要顛覆行業的材料使用。”

這對于Soitec來說并非不可能。以汽車業務來看，在汽車產業整體呈收縮趨勢的情況下，產業鏈上下游企業均受其影響而導致業務收縮，但如Soitec這樣的材料廠商依然沒有受到太多影響。

“現在汽車銷售的數量跟以前相比是有趨緩的情況，但是好在汽車對SOI襯底的需求數量，也就是單個汽車里面SOI襯底的密度是在上升。需求數量在上升，我們的市場就沒有受到太大影響。”

得益于新技術（車聯網、新能源）驅動的需求變化，新型材料市場逆勢增長，硅基材料被替代成為“宿命”，這為Soitec打開新市場增添了不少信心。

最后

目前，Soitec在四大業務方向——智能手機、汽車、云計算及基礎設施、物聯網的推進上卓有成效。它認為這里面不僅僅有技術能力起作用，與上游的緊密合作也同樣重要。

Thomas強調說，“如果我們想取得成功，不僅僅要依靠技術和產品，還要依賴整個生態系統的密切合作。”而正因密切關注終端廠商的需求變化，Soitec才能夠設計出最適合市場的襯底。

最后，記得關注微信公眾號：鎂客網（im2maker），更多干貨在等你！