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RF-SOI是否会成为未来5G、IoT射频技术的主流技术?

2016-09-19 16:15:00 Yorbe Zhang 阅读:
无疑,随着智能手机数量的增长,对RF-SOI的需求也迅猛增加,这对中国发展RF-SOI带来了难得的机会,但也有许多挑战:面对未来的5G、IoT等新兴应用,RF-SOI是否仍然会成为主流技术?
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得益于性能高、成本低等优势,目前,RF-SOI技术已广泛应用于智能手机、WiFi等无线通讯领域。国际上3G/4G手机用的射频器件,大部分已经从化合物半导体技术升级到RF-SOI技术。

2015年,中国的手机用户达到13亿,是全球最大的市场,其中,3G/4G的用户已达到7.85亿,占据国内总手机用量的60%。在过去5年中,3G/4G用户量的复合年均增长率达到了75%,智能手机销售量达到2.5亿台,并且中国本土品牌在不断扩大市场份额。

无疑,随着智能手机数量的增长,对RF-SOI的需求也迅猛增加,这对中国发展RF-SOI带来了难得的机会,但也有许多挑战:面对未来的5G、IoT等新兴应用,RF-SOI是否仍然会成为主流技术?

“2016上海国际RF-SOI论坛”是由新傲科技和国际SOI产业联盟等共同主办,主题是“5G和物联网”,通过介绍国际最先进的RF-SOI技术和产业发展动态,进一步推动中国RF-SOI产业链的发展。

RF-SOI的未来应用热点何在?

“IoT、5G以及汽车电子等是驱动RF-SOI未来应用的主要应用。”中科院上海微系统与信息技术研究所所长王曦院士在论坛的开幕式上表示。

RF-SOI工艺正在成为射频前端模块整合的一个平台。相比其它缺乏规模性和集成能力的技术,该技术是RF前端模块解决方案,尤其是单芯片多RF功能芯片,已成为RF器件的一个主流技术。

得益于可以高性价比实现低插入损耗,在广泛的频段内实现低谐波和高线性度,移动市场对RF SOI的追捧持续升温。

基于SOI结构上的器件将在本质上减少结电容和漏电流,并进一步提高开关速度,降低功耗,实现低功耗高速运行。这些特性符合IoT和5G等应用的需求,有望在未来取得更大的市场份额。

而来自华为策略和业务发展部门总监Jia Wu的演讲则清晰地给出了华为在5G,尤其在NB-IoT的发展规划。

按照他的讲演,预计至2017年底全球将有20个商业化的NB-IoT网络,其中,中国移动、中国电信和中国联通都会推出自己的NB-IoT网络。

“NB-IoT将成为IoT市场的主流。从NB-IoT标准的进程来看,2017年3月会推出R14的版本。”他表示。

他给出了一些NB-IoT应用的主要要求,包括电池寿命达到10年、IoT模块成本低于5美元等,这些也代表了未来IoT、5G等应用的总体需求,即低功耗和低成本。不难看出,这些正是RF-SOI技术的强项。
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图:NB-IoT将成为IoT的主流市场。
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图:NB-IoT对低功耗的需求。

中国RF-SOI产业链的思考

上海新傲科技股份有限公司(Simgui)是一家研发和制造SOI材料的高科技公司,成立于2001年,其SOI材料广泛应用于射频器件、智能电源、MEMS、光电子等领域,是国内领先、具有代表性的高端硅基材料公司,在中国提供一体化的RF-SOI材料服务,是国内RF-SOI 产业链中重要的一环。

从全球RF-SOI生态系统的层面来看,现已基本建立完善,成为天线调谐器与射频开关等的主流技术,并占据了约95%的市场份额。

就中国的RF-SOI产业链,上海新傲科技股份有限公司总经理王庆宇博士在论坛上的分享全面地描述了目前的现状。他指出:“国内RF-SOI的生态系统和产业链已经建成,但总体比较失衡。手机生产厂家,系统设计公司在迅速增长,但是组件设计公司规模小,有些刚刚起步,国内芯片代工厂的RF-SOI技术也不够成熟。”对于SOI材料业,王庆宇博士认为“新傲科技的RF-SOI材料已经通过技术论证,并具备量产条件,这对提升和加强RF-SOI产业链显得尤为关键”。

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图:中国RF-SOI生态系统。

按照王庆宇博士的透露,新傲科技两条12英寸产线的厂房正在建设之中。该公司目前8英寸产能已经达到年产10万片,可以用于生产RF以及智能电源管理的SOI产品,并计划在2017年扩产到年产出18万片。该产线产能最大可扩展至每年36万片SOI晶圆。
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图:新傲12英寸规划图。

“现在,新傲科技与法国Soitec公司可确保每年提供100万8英寸SOI晶圆,为RF-SOI产业链提供保证。”目前,Soitec通过技术授权与新傲科技合作,“我们不仅仅是技术合作,更多的是策略合作伙伴。”王庆宇博士表示。

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图:新傲提供4种SOI技术。

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图:上海新傲科技股份有限公司总经理王庆宇博士。

RF-SOI行业的大聚会

在成功举办前两届论坛的基础上,2016年第三届RF-SOI研讨会9月9-10日上海瑞金洲际酒店召开。

作为主办方之一,SOI产业联盟是一家非盈利型的协会,聚集各类从事于SOI为基础技术的公司,涵盖从学术界到材料、设备、制造、IP设计以及IC应用。目前,该联盟已有28家成员单位,并正在逐渐增长与扩大。SOI产业联盟在全球范围内举办了多项活动,包括产业论坛、研讨会及技术培训,其中,RF-SOI研讨会是该联盟最为重要的活动之一。
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图:王曦院士致开幕词。

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图:圆桌讨论。

今年的RF-SOI研讨会针对即将到来的5G和物联网对于RF-SOI的需求进行了探讨,涵盖了从系统集成、产品设计、EDA到IC制造和材料等SOI的全产业链。华为、Bosch、意法半导体、格罗方德、海思、中芯国际和Soitec等全球RF-SOI领域的领军公司都作了演讲,来自全球RF-SOI行业的200多位专业人士参加了研讨会。

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Yorbe Zhang
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