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半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷 2019 上半年的衰退后，下半年在庫存逐漸去化及市場需求旺季效應(yīng)下情況略顯好轉(zhuǎn)，也讓供應(yīng)鏈廠商期望 2020 年能迎來市場需求的反轉(zhuǎn)。
綜觀對 2020 年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)展望，除了先進制程發(fā)展已廣為各界關(guān)注，受惠 5G 產(chǎn)業(yè)而出現(xiàn)的射頻前端元件需求，其 RF-SOI 制造技術(shù)也格外引人注目；但從 SOI 晶圓供應(yīng)商的營收來看，受惠既定需求穩(wěn)健而保持良好的年成長表現(xiàn)，加上晶圓制造廠商在 SOI 相關(guān)產(chǎn)品方面陸續(xù)實現(xiàn)量產(chǎn)，可望添加 2020 年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對 SOI 技術(shù)相關(guān)需求的期待度。
SOI 晶元主要供應(yīng)商表現(xiàn)亮眼，受惠于 5G 產(chǎn)業(yè)鞏固 RF-SOI 需求
從晶圓材料商的財報分析可以發(fā)現(xiàn)，2019 年由于半導(dǎo)體市場需求減少及廠商庫存消化進度不佳影響，導(dǎo)致多數(shù)硅晶圓廠季度營收的年成長表現(xiàn)呈下滑態(tài)勢；但供應(yīng) SOI 晶圓占比達 7 成的主要廠商 Soitec，已連續(xù) 8 個季度保持雙位數(shù)年成長表現(xiàn)，顯示半導(dǎo)體市場對 SOI 晶圓的需求狀況相對穩(wěn)健，從市場面來看，是來自于 5G 產(chǎn)業(yè)帶動的 RF-SOI 及相關(guān)驅(qū)動力道。
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自 2019 年開始，5G 商用腳步持續(xù)拓展，在經(jīng)過近 1 年發(fā)展后，包括基礎(chǔ)建設(shè)與 5G 手機等相關(guān)應(yīng)用也逐漸落實，即便從消費者端來看，5G 爆發(fā)期可能落在 2020～2021 年間，但身處產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈上游的芯片制造商仍看好未來需求而提前積極布局，其中備受矚目的，莫過于具有顯著需求上升的射頻元件。
由于進入 5G 時代，為搭配兼容既有的 4G LTE 頻段與支援 5G 毫米波頻段，具備雙模功能的射頻前端模塊搭載的元件數(shù)量將是過往 4G 時代的 2 倍之多，也帶來以 RF-SOI 制作射頻元件廠商持續(xù)投入研發(fā)能量的契機。在射頻元件產(chǎn)品線中，RF-SOI 為主要的制造技術(shù)，其整合 Switch 與 LNA 的制程工法能有效縮減元件尺寸并提供良好功耗及性能表現(xiàn)，因此廣為射頻前端模塊采用。
更有甚者，Qualcomm 在 2018 年底發(fā)表的 5G 射頻前端天線模塊 QTM052，采用 SOI 技術(shù)將 Switch、LNA 與 PA 整合在同一塊 Die 上，是現(xiàn)行市面上主要 5G 手機搭載的射頻前端天線模塊，其重要性不言而喻。
從制造面向來看，IDM 大廠 STMicroelectronics 在 2019 年第三季財報顯示，其采用 RF-SOI 的數(shù)位及混合訊號 ASIC 在 5G 智能型手機上獲得成功的采用率。
而在晶圓代工廠方面，GlobalFoundries 在 2019 年 9 月的年度科技論壇上表示，45 RF-SOI 技術(shù)自 2017 年發(fā)表以來已獲得超過 20 位客戶采用，產(chǎn)值超過 10 億美元，其特色在于增強型功率放大器場效晶體管(Enhanced Power Amplifier Field-Effect Transistor)，除了能提供 2 倍放大功率外，亦能提供整合 PA、Switch 及 LNA 的設(shè)計，具有節(jié)省元件數(shù)量與體積優(yōu)勢，為 RF-SOI 技術(shù)制造射頻元件帶來更強的吸引力道。
除了 GlobalFoudries 外，TowerJazz 也是 RF-SOI 的主要晶圓代工廠，看好未來需求，擴充 RF-SOI 產(chǎn)能亦為 TowerJazz 2020 年的重點評估項目之一。
SOI 產(chǎn)品陸續(xù)實現(xiàn)量產(chǎn)，技術(shù)發(fā)展仰賴市場既定需求將保有持續(xù)性動能
另一方面，使用其他 SOI 技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計也正逐漸增加，并陸續(xù)實現(xiàn)產(chǎn)品量產(chǎn)化。以 FD-SOI 為例，NXP 在 2017 年底即宣布將打造使用 FD-SOI 技術(shù)的 Crossover MCU 產(chǎn)品，如今在 2019 年 10 月即正式推出業(yè)界首款工作頻率突破 GHz 障礙的 MCU 產(chǎn)品 i.MX RT1170 Family，使用的就是 28 FD-SOI 制程，兼具低功耗、低漏電特性，加上類似 FinFET 性能表現(xiàn)，以及類比與混合訊號整合的獨特優(yōu)勢，適合應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域、IoT 與車用的邊緣運算功能。
GF 與新創(chuàng)公司 Arbe Robotics 在 2018 年 4 月合作的車用雷達產(chǎn)品，也于 2019 年 11 月獲得實現(xiàn)，使用 22FDX(22nm FD-SOI)技術(shù)打造，最大特點在于功率的放大效果比 28nm Bulk CMOS 提升 50%，功耗則降低 40%。
此外從云端與 4G/5G 通訊發(fā)展來看，從 4G 時代的資料中心到 5G 時代甚至更高端規(guī)格，射頻元件、硅光芯片及收發(fā)器等均可使用對應(yīng)的 SOI 技術(shù)制作，是未來可期的應(yīng)用項目。
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整體來說，目前 SOI 產(chǎn)品的滲透率不算高，其在邏輯 IC 制程上的占比與 FinFET 比較下或?qū)傩”娛袌?，但在部份產(chǎn)品仍有很高黏著度，例如射頻元件及光通訊元件等；而 FD-SOI 也提供 IC 設(shè)計廠商另一種選擇，在相關(guān)終端應(yīng)用的推動下，產(chǎn)品設(shè)計與量產(chǎn)也相繼落實，將成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 2020 年關(guān)注的焦點之一。
