新铸造的淘金热:RF SOI

由马克LaPedus
每五年左右,一个新的和热市场出现专业铸造业务,类似于一个狂热的淘金热。

最后一个淘金热发生在2008年,当十几铸造厂跳进bipolar-CMOS-DMOS (BCD)市场利用蓬勃发展的电源管理部门。现在,下一个淘金热是围绕一个新兴技术射频(RF)绝缘体(SOI)市场。

今天,IBM,意法半导体和TowerJazz为商业市场提供RF SOI铸造过程。随着时间的推移,分析师估计,十几个或更多的铸造厂可以提供RF SOI。Altis半导体和宏力半导体已经宣布进入RF SOI竞争。另外两个,青金石半导体和Silanna RF SOI铸造路线图。代工厂商MagnaChip semiconductor和来源表明,GlobalFoundries,和台积电正在开发RF SOI或评估技术。

铸造厂是跟随RF SOI的繁荣中选择部分,尤其是在最新的射频前端智能手机和平板电脑。通常,射频前端由功率放大器(PAs)、射频开关,可调电容和过滤器。一般来说,巴勒斯坦权力机构和开关都是基于砷化镓(砷化镓),而可调电容器和过滤器使用各种技术。

RF SOI和它的变体,蓝宝石上硅(SOS),最近的占领了射频开关砷化镓为代价的。大多数不是仍基于砷化镓,但形势正在慢慢好转。例如,游隼半导体是开发一个SOS-based PA为未来智能手机在苹果,据加拿大皇家银行资本市场。

一般来说,射频芯片制造商使GaAs-based设备在他们自己的晶圆厂。基于射频CMOS芯片,RF SOI和SOS通常外包给代工厂。RF SOI技术开发不是一个困难,但真正的问题是,该行业可以在一样的命运BCD见面。结果,BCD市场没有大到足以支持一个打铸造厂,促使洗牌的舞台。

十有八九,只有少数RF SOI铸造的空间的球员。“我认为IBM和台积电是唯一有规模经济(在RF SOI),”道格·弗里德曼说,加拿大皇家银行的分析师。“IBM现在是RF SOI的领袖,与台积电的甩在身后。还有一些其他的供应商市场像TowerJazz,。”

从供需角度来看,已经有足够的RF SOI现在产能,以满足需求。“我听说能力在RF SOI是足够的,”克里斯托弗·泰勒说,Strategy Analytics分析师。“我就会怀疑严重短缺的前景除非引人注目的却是相反的信息。同时,根据事实RF SOI CMOS并不真正进军,small-node边境,有相当多的潜在能力可以从旧的晶圆厂和铸造厂在节点就越高。”

涌入RF SOI
赌注很高,特别是在射频内容继续增加在最新的移动设备。总的来说,巴勒斯坦权力机构市场预计将从17亿年的2008美元增长到38亿美元,到2015年,据加拿大皇家银行。multi-throw射频开关市场预计将从2.62亿年的2008美元增长到12亿美元,到2015年,据加拿大皇家银行。和可调电容器市场预计将达到5亿美元,到2016年,它说。

“推动这种增长上升手机和平板单元,这需要更大的数量的PA ICs,”加拿大皇家银行的弗里德曼说。“主要是驾驶(射频开关)增长无线电波段上升。驾驶(可调电容器)增长是乐队的宽频率范围和需要减少天线的大小没有性能权衡。”

还有一个设计复杂性的增加,从3 g网络过渡到下一代,4 g LTE无线标准。“LTE和载波聚合是棘手的问题,即使在最好的情况下,”Michael Noonen表示执行副目前的全球销售,营销,在GlobalFoundries质量和设计。“你也要尽可能的斯巴达在射频前端设计从电池消费的角度来看。”

GlobalFoundries,扩大其射频产品的过程,是“非常感兴趣”RF SOI, Noonen说。“与SOI我们有很多的经验,但也有其他方法在射频,”他说。

事实上,oem厂商面临一系列的复杂的设备和过程的选择。多年来,砷化镓已经占据了RF格局。砷化镓有更大的能隙和速度比硅,但它是更昂贵的制造。射频CMOS RF SOI, SOS和硅锗硅)也在混合。RF SOI版本结合CMOS highly-resistive,厚膜SOI衬底。

RF SOI是另一种砷化镓,相当于插入损耗和噪声隔离特性。RF SOI还使oem厂商能够集成各种芯片在同一模具。另一个技术,SOS,利用绝缘蓝宝石衬底。硅和锗硅是建立创建射频晶体管电路。
同时,经过多年的承诺,RF SOI及其变体终于破解了射频前端。oem厂商正从砷化镓pHEMT RF SOI和SOS RF开关,Paul Boudre说Soitec首席运营官,SOI晶片供应商。“砷化镓pHEMT不会消失,但它仍将为更具体的设备,“Boudre说。

实际上,buzz始于苹果合并游隼SOS-based RF开关的iPhone 5。三星的Galaxy S4和其他智能手机也使用SOS-based开关,根据红细胞。SOS提供的专有技术,只游隼。其SOS芯片是由铸造的基础上通过青金石,代工厂商MagnaChip semiconductor的Silanna。

游隼的首席营销官Rodd诺瓦克说,SOS比RF SOI更好的绝缘性能。SOS还使用蓝宝石晶片,使它更昂贵的比RF SOI。但SOS的总体成本正在下降。这是因为蓝宝石晶片在led等大容量市场加大,这将影响成本的SOS,诺瓦克说。

SOS的游隼最近推出了一个新的版本,基于0.35微米技术。“以前,我们增加一个epi蓝宝石(层)上的我们的过程,”诺瓦克说。“现在,我们正在采取一个非常干净的蓝宝石硅衬底和成键。这一过程实现更好的性能。”

苹果SOI开车吗?
事实上,苹果和其他oem厂商采用了SOS和RF SOI射频开关技术提供一些可信度。也造成了踩踏事件的铸造球员进入RF SOI抽奖。

在铸造厂的帮助下,射频芯片制造商正在取代SOS-based开关与传统和成本较低的RF SOI技术。“射频开关通常是根据砷化镓pHEMT, SOS和SOI,随着SOI获得越来越多的市场份额,更昂贵的技术,“说马可·Racanelli TowerJazz高级副总裁和总经理。

除了成本之外,oem能力也感兴趣。在一个努力确保供应,IBM最近签署了一份第二来源的代工协议0.18微米,RF SOI Altis过程。

除了射频开关,下一个大市场,RF SOI和SOS巴勒斯坦权力机构,与苹果成为可能的驱动力。“我们相信,游隼是发展中一个独特的解决方案,结合针对下一代苹果的PA产品需求," RBC的弗里德曼。“(这)可以添加内容大约1.25美元,假设(苹果)集成五到六单不是3 g智能手机。我们注意到在4 g, PA含量机会上升到大约3.00美元每设备由于单片不是上升。”

在另一个例子,高通最近推出RF360,射频前端,包括一个基于SOI的PA。然而今天,陪审团仍不是基于RF SOI和SOS。PA,砷化镓在CMOS仍有更高的估计。

不过,笔迹是砷化镓在墙上。锗硅BiCMOS PA”,具有强大的市场份额在WiFi,而砷化镓HBT在细胞具有强大的市场份额。射频CMOS降级到非常低端的2 g / 2.5 g移动空间,“TowerJazz Racanelli说。“爸爸只是在SOI研发和本身并不提供最佳性能。但结合开关和其他功能,(SOI-based PAs)可能成为相关的新架构。我们的观点是,锗硅性能最好的权衡。成本结构更接近于CMOS / SOI。锗硅有可能在未来获得更多的土地。”

还在射频前端,有一个可调电容,这曲调天线来提高效率。游隼出售SOS-based可调设备。Paratek和意法半导体销售组件基于钛酸锶钡(BST)。和WiSpry提供一个微机电系统的解决方案。

“这里有两个向量值得探索,GlobalFoundries Noonen说。“如果你可以做一些在CMOS,这将是在CMOS中完成。我们将会看到其他方式方法的问题。使用可调电容器基于MEMs,例如,您可以从一个完全不同的角度解决这个问题。”

事实上,在射频前端,没有放之四海而皆准的技术;oem厂商可能会采用几种类型的芯片和流程。“我们还将看到更多的功能在射频子系统,“Noonen说。“我们的想法是将射频带入更多的主流技术。”