5g|5G射频元件诞生半导体材料“新天王”，氮化镓和碳化硅接棒成大热门

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一台智能手机里面装了多少关键芯片？最为人所知的是处理器 AP、存储芯片 DRAM 和 NAND Flash; 其次是肩负信号接收、处理、传输的通信元件，主要由基频芯片、射频收发器、射频前端及天线四大部分组成。进入 5G，由 Sub-6 和毫米波（mmWave）两种高频频段来实现高速传输，使得 5G RF 前端模组所需要的 PA、滤波器、开关、LNA 和天线调谐器的需求量倍速增加。

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为了实现 5G 的高频宽、低延迟、广连结特性，除了 RF 元件需求数量倍增，对于品质、散热、能效等面向要求也更高。RF 业者非常积极寻找新材料来强化效能，并克服技术前方的挑战。5G 为射频元件厂带来新机遇
谈到 RF 领域新材料的突破，SOI 优化衬底龙头法商 Soitec 显然在 RF SOI 技术上取得了巨大成功。
传统射频开关及低噪声放大器 LNA 衬底材料以砷化镓（GaAs）为主。Soitec 大概在十年前开始考虑关于射频技术的新方案，并基于当时的判断开发了 RF-SOI。凭借成本和尺寸优势，自 2016 年始，RF-SOI 基本完全替代砷化镓衬底。
5G 推动下，射频前端器件量价齐升，更为衬底厂商带来机遇。
在当前的射频 RF 前端芯片市场中，滤波器所占份额超过 50%、功率放大器 PA 超过 30%、开关器件、LNA 以及天线调谐器等其他组件所占份额在 15% 左右。
目前来看，压电绝缘体 (POI) 是声表滤波器的理想衬底，也是满足 Sub-6 GHz 需求的新优选。Soitec 更迈出关键一步，已与高通签署有关为 4G/5G RF 滤波器提供 POI 衬底的商业协议。
Soitec 的 150mm POI 衬底已进行大规模量产，产能预计扩张至 50 万片 / 年。
在功率放大器 PA 方面，其功能是将电磁波的功率放大，让讯号能稳定从装置发送出去，因此负担的功耗非常大。
由于氮化镓 GaN 材料的散热特性、功率特性能够较好满足 5G 基站要求，且成本制约不明显，有望成为基站 PA 主流材料。
Soitec 曾在 2019 年并购了 EpiGaN（现已更名为 Soitec Belgium），现在这个业务单元已融入整体业务。同时，Soitec 也获得了很多客户的氮化镓 GaN 晶圆供货资质。

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在碳化硅 SiC 材料上，目前引入碳化硅 SiC 元件车厂的数量大大增加，电动汽车成为碳化硅产品最主要的增长驱动力。Soitec 也与应用材料公司一起合作开发碳化硅产品，已经开始了第一批试产，研发样品已经交付给这个行业。
产能方面，Soitec 位于法国的三家工厂正全马力、全产线投入 SOI 生产的工厂，并逐步扩大 POI 产品的产能。在新加坡，Soitec 建设了 300mm SOI 晶圆制造工厂。在中国，Soitec 与新傲科技达成合作，扩产上海 200mm SOI 晶圆厂。

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用产品组合回应趋势2021 财年第三季度，Soitec 收入达 1.49 亿欧元，较上财年同期增长 15%。展望 2022 财年，Soitec 预计销售额将达到 9 亿美元以上，5G、汽车、边缘计算是主要的驱动力。其次是 “抓住了未来的大趋势”。
Soitec 全球战略负责人 Thomas Piliszczuk 指出，对于半导体行业及整个电子产业而言，5G、人工智能及高效节能是近十年的主要驱动力。优化衬底在上述三种趋势中均扮演着关键角色，在主要应用领域的采纳率也逐年提升。