每次通信時代更迭都對前端模塊的設備數量與性能提出越來越高的要求。智能手機出現以來，從4G到5G時代無線網絡速率不斷提升，其射頻前端的復雜度、信號完整性更面臨挑戰。而如今，世界上所有的智能手機都離不開Soitec的RF-SOI 技術。最近Soitec移動通信部門高級業務發展經理LuisAndia向包括電子發燒友網在內的媒體們分享了Soitec在Connect-SOI方面的技術和市場情況。

Soitec一直致力于三大戰略市場，包括移動通信市場、汽車和工業市場、智能設備市場。在移動通信市場領域，Soitec的產品主要包括目前總稱為Connect-SOI的RF-SOI、FD-SOI。此外還包括用于濾波器的POI和用于高功率產品的GaN。這些產品主要是應用于5G毫米波、5G sub-6 GHz、移動蜂窩以及WiFi、超寬帶UWB等的應用。

LuisAndia表示，Soitec在這個戰略市場的產品不僅覆蓋手機和通信基礎設施，還覆蓋所有無線連接的需求，比如來自于汽車、工業、物聯網等。

射頻前端的需求變化

RF-SOI最早在2020年被應用于智能手機的射頻開關和一些射頻前端控制器當中。隨著后來4G LTE的技術演進出現天線調諧器，以及前端模塊更復雜，RF-SOI也被應用到越來越多的天線調諧器以及開關當中。

5G的到來，手機需要更加復雜的模塊和更高的集成度，例如5G 毫米波對于高集成度有著更強烈的需求。這時，LNA被集成到開關當中。

據介紹，目前，超過80%的集成低噪聲放大器都是基于RF-SOI開發的，接近100%的天線調諧器在用Soitec的SOI技術。接近100%的射頻開關都是基于Connect-SOI技術開發。

現在，RF-SOI已經被用在不同的5G毫米波基礎設施當中，包括在5G手機上。例如Google的Pixel 6手機就采用了Soitec的FD-SOI優化襯底。不僅應用于手機，RF- SOI還用于廣泛的物聯網的設備上，像智能耳機、手表等等。

另外，由于汽車對于連接性的需求和依賴程度越來越高。目前的遠程通信包括蜂窩、V2X、WiFi、藍牙等等。而這幾種不同的射頻系統需要在內部共存，并且不能對彼此產生干擾，那么對于射頻系統模塊的設計要求也更高。

以一個集成的網聯車里的不同射頻系統模塊來看，在TCU及內部射頻系統詳解圖中能夠看到藍色的都是建立在Soitec的SOI產品之上。Soitec的SOI產品能夠確保優秀的信號完整性（signal integrity），給汽車的連接帶來極高的可靠性和穩定性，因此Soitec的SOI產品已經非常成功地用于滿足汽車的需求。

5G 毫米波也面臨著相似的困擾，它需要極高的集成度，解決非常具有挑戰性的波形問題。近期格芯和意法半導體在法國合建了新的晶圓廠，致力于提升FD-SOI的產能。其中一個將使用該晶圓廠產能的客戶就是高通，它將FD-SOI用于5G毫米波。

RF-SOI襯底的獨特優勢

RF- SOI之所以能夠獲得認可并廣泛應用，是因為RF-SOI能夠保證非常高的信號的線性度和信號完整性。

Luis Andia分析，在對SOI+低電阻率晶圓、SOI+高電阻率晶圓、RFeSI SOI富陷阱+高電阻率晶圓這三類進行比較，可以發現在這三種材料中，RFeSI SOI富陷阱+高電阻率晶圓的信號失真度（distortion）是最低的，線性度是最高的。

他指出，通過富陷阱層，能夠捕捉氧化埋層以及高電阻操作層中游離的寄生電荷（parasitic charge）。這樣保證了襯底非常高的電阻率，進而帶來極高的線性度，不僅僅是為晶體管，也為其他的無源器件的提供高線性度。

這樣極高的線性度能夠幫助實現WiFi系統和蜂窩系統的共存，減少相鄰頻段的干擾。比如在幻燈片中展示的，Band的干擾和WiFi信號的相鄰通道泄露都被減少。

“由于富陷阱層，我們能實現非常好的隔離，不管是數字信號還是模擬信號，即便是在這個非常復雜的5G 毫米波的射頻前端，我們也能夠實現隔離，從而防止信號串擾。”他說道。

可持續性發展與擴產規劃

在可持續發展的戰略方向上，Soitec致力于減少全球的碳足跡，助力全球到2026年實現1.5度以內的溫升控制目標。

首先是生產創新性的優化襯底產品，比如說SmartSiC。與傳統的碳化硅相比，每生產50萬片的SmartSiC的晶圓，可以減少2萬噸的二氧化碳排放量。

其次，Soitec在法國總部的工廠實現100%的可持續能源的使用。此外還致力于在法國和新加坡的工廠實現每單位產量減少12%的水消耗。

在實現可持續發展目標的同時，Soitec也在致力于提升產能。

據介紹，Soitec最近的兩項新產能提升計劃，一是位于法國的生產200mm碳化硅的工廠，目標是每年生產50萬片。二是位于新加坡的年產100萬/片的300mm晶圓廠，可以用于生產不同類型的優化襯底產品，比如RF-SOI和FD-SOI。以此進一步豐富Soitec的產品組合。另外，Soitec還重視全面生產碳化硅的產品，滿足客戶在工業、汽車等領域的應用需求。