对话Soitec全球副总裁Thomas Piliszczuk：5G催生新材料市场，衬底需求将增加

在Thomas 看来，目前智能手机、汽车等行业对SOI衬底的需求量已经在明显提升，硅基材料市场未来将会被颠覆。

目前，因为传统制程工艺已经逼近物理极限，单位面积上的芯片性能提升变得格外困难，整个半导体产业不可避免得走向了发展历程中的瓶颈期，摩尔定律的失效就是最有力的证明。

但与此同时，来自场景应用层的算力、通信等需求却在日益增长，并不断向芯片底层“施压”。因而半导体厂商不得不摆脱传统的硬件设计逻辑，寻求更加适应市场需求的解决方案。

其中，架构创新、先进封装是最火热的两大方向，但其带来的性能改善效果依然不够显著，这就迫使行业考虑更为底层的改进方案。作为晶体管的重要组成部分，材料的结构对终端产品性能和功能有着至关重要的影响，因此新型半导体材料被认为是最有可能从根本上改进芯片性能的方式。

在这样的市场形势变化之下，作为全球最大的优化衬底（不同材料组成的单晶薄片）制造商，Soitec有责任推动材料技术的发展，同时它也敏锐地察觉到了诸多新材料的商用机会。在北京召开的发布会上，Soitec全球战略执行副总裁Thomas Piliszczuk分享了关于产业的见解，并在接受采访时解答了产品研发和技术方向背后的逻辑，在一定程度上为产业发展提供了新思路。

后摩尔定律时代，非硅类材料迎来商用化历史机遇

众所周知，现有的半导体产业均是基于硅材料基础之上建立的，因此一直以来，硅占据硬件市场的主要份额，其他诸多非硅类材料只能停留在实验层面或者游走于商用的边缘。

作为一家SOI工艺制作材料的老牌厂商，Soitec的产品组合有着浓重的“产业”色彩——在过去，顺应市场需求，它以硅基衬底产品为主线，如用于高压原件集成的Power-SOI、用于数字运算的FD-SOI和用于手机图像处理的Imager-SOI等。

但随着应用端技术要求的变化，仅硅基衬底已经无法满足行业终端需求，以5G手机为例，它的射频模块在材料种类的使用上就日趋丰富。

Thomas 介绍说，“在通讯这一块，因为5G时代的到来，射频模块所用到的工程衬底现在已经增加到SOI、FD-SOI、POI和氮化镓四种材料，这就说明智能手机中的优化衬底含量其实是在不断提升的。”

如智能手机射频模块设计需采用多种优化衬底一般，终端厂商采用多种材料已经成为发展走势，因此非硅类材料也迎来了更多的商用机会。

“我们目前在开发新的材料，如硅基铟氮化镓，它主要用于MicroLED，未来随着高分辨率、低功耗的硬件设备显示屏/显示器需求量的加大，其市场必将会被带动；而碳化硅材料应用在电动汽车关键部件（如换流器、逆变器）可以显著提高汽车的巡航距离。”

图 | Soitec全球战略执行副总裁Thomas Piliszczuk

5G创新成新材料市场主要驱动力

当下，业内普遍认为，5G的建设是非硅类材料可以大展身手的地方。以射频模块中不起眼的滤波器的演进来看，4G时代滤波器的数量在60到80个，5G时代所需要的数量就将达到120~150个，以倍数增长，且随着频段的增加，其功能也要成倍提升，底层材料的需求必将随之增长。

专注于将不同材料组合并赋能终端，Soitec自然也不会忽视对这部分市场的布局，收购EpiGaN就是有这样的考虑。

氮化镓（GaN）材料已经不是新的事物，它广泛应用在电源等高功率场景之中。而正因具备高功率特性，它也被认为是用于5G信号收发模块中的关键材料之一。

对此，Thomas也表示认同，“经过几十年的技术积累，发展至今氮化镓材料技术已经基本成熟，且随着5G的商用化推进，设计上的需求让GaN有了更为广阔的市场，所以我们认为现在时机已经成熟，可以布局这项技术，就选择了收购一家专门做氮化镓技术的企业——EpiGaN，以最快的方式打入市场。”

目前，氮化镓已经在电源领域有了成熟而广泛的应用，但是如何更好得将之应用到5G场景中依然是需要探索的难题。经过不断的磨合，Soitec已经成功将EpiGaN纳入为自己的一个业务单元，也将借助其技术能力进行更加深入的探索。

提升性价比，颠覆行业材料应用

但是推进新材料的商用并非易事，高成本是Soitec首要去解决的问题。以氮化镓为例，尽管在高功率性能上表现优越，它的高成本还是让很多厂商望而却步。

为此，Soitec在成本管控上可以说下足了功夫。Thomas介绍说，“为了降低成本，我们将其从4、6英寸移到8英寸产线上来生产，通过大规模、工业化生产提高良率以节省成本。同时知道这个技术的成功很大程度上取决于成本，我们也和终端客户共同进行探讨。我们有信心满足客户的需求。”

感知需求、管控成本并积极与终端客户交流，循着技术和市场发展路上，Soitec一步步在推进新材料的商用。在这样一个市场机遇之下，依据设计要求为不同场景找出最为匹配的衬底，Soitec也有着自己的野望。

“我们的目标不是要终结硅基材料时代，但至少要颠覆行业的材料使用。”

这对于Soitec来说并非不可能。以汽车业务来看，在汽车产业整体呈收缩趋势的情况下，产业链上下游企业均受其影响而导致业务收缩，但如Soitec这样的材料厂商依然没有受到太多影响。

“现在汽车销售的数量跟以前相比是有趋缓的情况，但是好在汽车对SOI衬底的需求数量，也就是单个汽车里面SOI衬底的密度是在上升。需求数量在上升，我们的市场就没有受到太大影响。”

得益于新技术（车联网、新能源）驱动的需求变化，新型材料市场逆势增长，硅基材料被替代成为“宿命”，这为Soitec打开新市场增添了不少信心。

最后

目前，Soitec在四大业务方向——智能手机、汽车、云计算及基础设施、物联网的推进上卓有成效。它认为这里面不仅仅有技术能力起作用，与上游的紧密合作也同样重要。

Thomas强调说，“如果我们想取得成功，不仅仅要依靠技术和产品，还要依赖整个生态系统的密切合作。”而正因密切关注终端厂商的需求变化，Soitec才能够设计出最适合市场的衬底。

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