Soitec业绩稳健,优化衬底赋能汽车产业智能化创新

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PSDC主编刘洪

日前,设计和生产创新性半导体材料的全球领军企业Soitec举办线上新闻发布会,公司全球战略执行副总裁Thomas Piliszczuk、全球业务部高级执行副总裁Bernard Aspar和中国区战略发展总监张万鹏介绍了Soitec优化衬底在汽车产业互联网化、自动化、共享化、电动化中的应用,以及一年来公司的业务单元亮点和主要针对5G和汽车行业的战略布局。
Soitec一直致力于赋能中国的智慧愿景,助力全球科技创新。如今汽车产业电气化、智能化创新对高效高品质半导体的需求逐渐提高,Soitec正以最新的技术和产品,助力汽车产业的升级和移动出行科技的创新,进一步促进半导体产业的发展、创新与升级。
 
延续强劲盈利增长和价值创造轨迹
 

Thomas PILISZCZUK
 
Thomas PILISZCZUK首先介绍了Soitec 2020财年业务亮点和财务成绩,他表示,2020财年公司延续强劲的盈利增长和价值创造轨迹,顺应半导体发展的大趋势,重点关注5G、AI和EE(能源效率),市场涵盖智能手机、物联网、边缘计算、汽车和数据中心等。这三大趋势也是未来推动Soitec发展的主要支柱。
关于2020财年的财务数据,Thomas说,Soitec面向战略终端市场,提供差异化优化衬底服务,有几个关键指标引以自豪。第一,销售额达到6亿,年增长为28%,是过去三年销售额增长的2.5倍。第二,EBITDA利润率为31%,在过去的三年间增长了4.5倍。Soitec作为一家上市公司,获得了很多投资者的青睐,目前市值为30亿欧元左右,股价增长2倍。
Soitec能取得这些好成绩,应该归于四个主要原因:人才、创新、供应链管理、卓越的运营水平。这四点推动了公司业绩的增长。2020年新增员工人数350人,员工通过共同投资计划投资了690万欧元;创新方面,4500万欧元投资于创新计划,获得32项新专利;供应链方面,初制硅晶圆采购增长30%,签署多项长期合同;运营方面有1.1亿欧元承诺资本性支出。
过去几个月,虽然新冠疫情肆虐,但Soitec正在危机中成长为更强大的公司,公司业务活动及供应链运转正常,24/7持续运营确保了优先级任务的处理。公司重新制定了交付计划以应对空运限制,持续向客户交付产品,准时交货率维持不降,确保支持客户当前及未来的业务,并积极开展研发工作。
 
业务单元表现靓丽
 

Bernard ASPAR
 
之后,Bernard ASPAR介绍了过去12个月推动Soitec不断发展的主要业务动力。首先是RF-SOI,这是Soitec最重要的业务单元之一,不管是在产品的数量,还是利润方面,都是第一主力产品。
RF-SOI主要服务于智能手机市场,5G的发展给这块业务带来了非常大的促进作用,RF-SOI是百分之百的智能手机射频前端模块标准。在智能手机前端模块市场,Soitec的产品系列非常广泛,能够覆盖不同档次的产品细分市场。
5G是这块市场主要增长动力之一,2020年5G智能手机出货量预计在2亿台左右。虽然预计2020年全球智能手机市场出货量将下降10%,但是对Soitec来说没有影响,因为5G智能手机中RF-SOI的内容比例增加了,正好弥补了手机市场下降的10%。举一个例子,比如说在Sub-6 GHz上,跟4G相比,5G的RF-SOI含量增加了60%。在毫米波市场,天线系统强力推动需求,有120mm²的SOI内容含量增加。
 

RF-SOI业务
 
第二个业务是FD-SOI。以前说过FD-SOI是一个非常独特的技术,特别是针对于能效、AI、5G这方面的问题。随着第一波FD-SOI的使用,它现在已经成为一个真正的产品,广泛用在超低功耗应用。FD-SOI使用的范围非常广,包括汽车、物联网、智能家居、智能手机等。FD-SOI可以用于带嵌入式内存的低功耗FPGA平台,也可用于高效多线程的驾驶辅助处理器,还有边缘计算当中的语音处理器,以及其他微控制单元。随着多年对于FD-SOI生态系统的打造,在过去的一年,Soitec看到FD-SOI的使用量开始腾飞。FD-SOI可以在边缘进行安全、可靠的计算功能。Soitec预计在2020年和2021年会出现FD-SOI使用量的腾飞拐点。
 

FD-SOI业务
 
第三个业务是特殊SOI。这个业务单元推出的一系列产品主要服务于汽车市场、面部识别应用市场及数据中心市场。Power-SOI主要用于汽车的管理控制系统,Soitec也密切跟踪关注汽车市场对功率Power-SOI功能需求。汽车市场在2020年呈现出些许缓慢的疲软,Soitec预计它在2021年会开始慢慢复苏。基于SOI的电池管理系统(BMS)及高压门驱动器的创新带动了Power-SOI市场需求。
Imager-SOI主要用于面部识别和3D的传感,未来市场的发展很大程度上取决于人脸ID识别的智能手机市场的推动。Photonics-SOI是数据中心光学收发器的标准,这块的产品需求在不断的上升,主要由于当前数据中心流量的快速增加。
 

特殊SOI业务
 
他还介绍了滤波器业务单元。滤波器业务是为Soitec的POI衬底建立一个声表面滤波器的标准,能够满足4G和5G需求。POI是声表滤波器的理想衬底,能够满足5G,也就是Sub-6 GHZ滤波器需求最好的材料。Soitec看到来自于前端模块制造商对于POI的需求非常大,现在150毫米已经在大规模量产。5G Sub-6 GHz的采用推动了滤波器内容含量的增长。Soitec正在发展产品路图来满足不同频段和5G的新需求。
 

滤波器业务
  
EpiGaN单元是一年前收购的,现在已成为Soitec的一个业务单元,并且实现了大产能及生产工具的认证。在科技和运营方面Soitec已经实现了Soitec的EpiGaN协同增效。Soitec现在对于EpiGaN生产主要关注于射频的氮化镓外延片生产,之后Soitec会更关注氮化镓外延片应用于一些功率产品方面的生产。
 

EpiGaN业务
 
Soitec还有一个业务单元是海豚设计(Dolphin Design),Soitec拥有60%的股权,MBDA拥有40%的股权。自从被Soitec收购之后,海豚设计公司就开始复苏了,在收入和利润方面表现非常好。海豚设计和Soitec最主要的合作或协同增效主要是在IP业务,主要是FD-SOI的适应性基体偏压技术应用,其优势非常明显,推动了FD-SOI整个生态系统的发展。
 

Dolphin Design
 
Bernard强调,在5G方面,Soitec能够为关键市场提供各类产品。5G手机面,Soitec分别在Sub-6 Ghz和毫米波这两个市场提供产品,以满足5G手机功能的要求。
 

Soitec 为5G关键市场提供各类产品
 
他总结道,未来促使Soitec增长的有三个主要推动力——5G、人工智能和能效。Soitec在SOI系列产品的推动下,能够实现非常稳步的增长。之前Soitec的增长来自于SOI。现在Soitec不止提供SOI产品,还提供新的产品,包括POI和氮化镓,这些能够推动Soitec更快和更多地增长。
 

SOI和新产品稳健增长
 
汽车CASE趋势与挑战
 

 
最后,张万鹏畅谈了对汽车产业的理解,以及Soitec在材料和优化衬底方面做了哪些准备。
汽车行业目前的大趋势是CASE,即互联、自动化、共享和电动化。2030年,5G汽车的销量将达到1600万辆,自动化驾驶L3及以上车型销量会达到700万辆,而电动汽车会达到2300万辆。这些趋势给Soitec整个汽车产业带来了很多变化。
他解释说,2007年时,电子系统的成本在整个整车成本中占比可能只有20%,到2030年预计会达到50%,汽车行业的设计、创新关键在于电子系统部分。如果Soitec把这些分到CASE的每一个细分领域,每一部分的成本增长可能会从2%甚至到22%不等,这实际上给Soitec、整个半导体行业和整个电子设计行业带来了很多的机遇,同时也带来了很多挑战。
 

汽车行业大趋势
 
对汽车服务来说,一切的基础是网络,网络包含Wi-Fi、蓝牙、卫星通信GPS,也包括5G,包含汽车与驾驶者、乘客与云,还包括车与车、汽车与卫星、汽车与各种周边环境之间的互联。由于存在不同的通信频段和通信环境的变化,通信质量和通信性能变得至关重要,这也给整个电子产品设计和未来制造带来很多挑战。
 

汽车创新的关键在于电子系统
 

互联对于实现所有车内服务至关重要

对于自动驾驶而言,从L1到L5,在L1时自动驾驶部分的半导体内容大约成本只有150美元,到L3会到600美元,如果上升到L4、L5,整车半导体部分占的成本会达到1200美元,大家会看到一个非常巨大的转变,因为这牵扯到汽车的视觉系统、雷达等使汽车能够感知周边环境的部件。
 

自动驾驶程度的提升需要更多的半导体内容
 
对于电动汽车来说,这也会对汽车的成本或者整个动力系统有很大的改变。半导体的内容,增加的功率半导体的成本可以从200美元一直到450美元,其中80%的成本在于其中的功率MOSFET,比如碳化硅。
 

各类混合动力系统对电子器件的需求各异
 
Soitec看到,由于汽车在网联,包括自动化及共享和电动汽车方面的发展趋势,给汽车的创新和设计带来了很多的挑战,如何能够提高汽车的能效,继而能够提高行驶里程;如何实现汽车最优的通信;如何能够使整个系统高效的集成,实现自动驾驶更好的传感器和显示;还有可靠性、电池、安全性,以及大规模推广的应用成本等因素。
 
优化衬底和先进切割技术为汽车创新铺路
张万鹏介绍说,Soitec的产品和技术已在众多汽车系统解决方案上广泛应用。未来Soitec将继续致力于与汽车产业进行广泛、深度的合作,赋能汽车产业创新。
对于整个汽车产业的发展,Soitec有一整系列优化衬底产品组合服务于汽车创新,产品涵盖Power-SOI、FD-SOI、RF-SOI、POI以及即将推出的新一代SiC和GaN衬底。这些产品可以满足汽车互联、汽车雷达、娱乐系统、以及自动驾驶中各种汽车电子系统不同的创新需求。
 

完善的优化衬底产品组合为汽车创新服务
 
Soitec的核心技术是Smart CutTM,其最大的优点在于其可以提高材料均匀性,降低材料的缺陷密度,并让高质量的晶圆循环再利用。Smart CutTM的第一步是进行热氧化;第二步是注入氢,以便后期对硅圆片进行剥离;第三步是做一些清洗和建核;第四步是切割,再退火,再循环,然后进行下一步切割。
 

世界领先的成熟技术Smart Cut™
 
从1992年公司成立一直到现在都在使用Smart CutTM技术,在硅、碳化硅、蓝宝石衬底等各种半导体材料中都得到了应用,已经非常成熟。Soitec的优化衬底,包括RF-SOI、POI和FD-SOI都将广泛应用于汽车互联。
 

Soitec技术用于汽车互联
 
FD-SOI技术已经应用到很多汽车系统中,比如Arbe Robotics公司的4D成像雷达就是在22纳米的FD-SOI上实现的;Mobileye Eye Q4的视觉处理器是在28纳米的FD-SOI上实现的。这些都已经在汽车中使用。针对意法半导体的域控制器MCU、恩智浦用于信息娱乐的应用处理器,FD-SOI技术均为其提升了系统的可靠性和性能。
 

各类汽车应用中的FD-SOI
 
对于自动驾驶,FD-SOI有没有用武之地呢?答案是肯定的。自动驾驶视觉处理器是目前市场上最先进的视觉计算ASIC集成电路,有多摄像头(多至8个)传感器处理并搭载雷达、激光雷达,自2017年起,Mobileye一直在为汽车客户提供Eye® Q4系统芯片。
对于视觉处理器和边缘计算来说,同一节点上的速度提高了40%,而且要求功耗更低;第二,在片上微波及毫米波系统中,它可以实现片上集成,解决长程和短程雷达的问题;第三,对于SER系统来说,其抗电磁能力更强,因为有SER绝缘这一层衬底,使整个半导体器件具有一定的抗电磁能力;第四,它可以通过自适应基底偏压实现更稳定的操作,尤其对于车规产品来说能够保证非常高的可靠性。第五,低功耗MCU的能效会提高5倍,而且对于一些电池供电的传感器来说,可以实现整个汽车的低功耗;第六,整个SOI工艺流程在设计当中只需要更少的研磨,产品上市时间会更短,使成本更有竞争力。
 

FD-SOI自动驾驶创新带来的益处
 
Power-SOI是在FD-SOI之后Soitec开发的另一个核心产品,今年预计有60亿台设备会使用Soitec的Power-SOI衬底,更多应用是电池管理系统,包括汽车的D类音频放大器及制动器应用。
 

Power-SOI的应用已在汽车客户中获得成功
 
基于Smart CutTM的碳化硅衬底,与传统硅IGBT器件相比具有非常大的性能提升。首先,碳化硅主要应用在逆变器中。纯电动汽车动力总成的逆变器是一个核心部件,基于碳化硅的逆变器,其尺寸会减小50%,随着尺寸的减小,带来的好处就是重量会减轻。另外,其性能也会得到提升,而且碳化硅耐高温、耐高压,所以性能非常稳定,使用寿命也更长。
Smart CutTM SiC的优势很多,包括使用和回收约10倍的高品质SiC衬底,供应链稳定性;衬底质量方面缺陷密度显著降低,白片数量更多;拥有成本:更低的衬底垂直比导通电阻可降低整体器件RDSon,提升性能,缩小尺寸(每片晶圆更多裸片);简化设备制造流程。
预计到2024年,每辆车用于新兴应用系统的平均Power-SOI含量是2019年的三倍,包括电池管理系统、压力传感器和电流传感器、高频栅极驱动器和单片氮化镓功率IC。


基于Smart Cut™ 的SiC衬底展现业界顶尖的质量和性能
 
Smart CutTM碳化硅技术具有很多优势。第一,Soitec可以使用和回收高品质碳化硅衬底,因为碳化硅供应量比较小,可以在循环使用过程中保证供应链的稳定性。另外,Smart CutTM碳化硅技术有助于显著降低缺陷密度,并且可以简化设备制造的流程。
在整个汽车产业中,Soitec与Tier 1到Tier 3整车厂有很多密切合作,包括博世等很多厂商。Soitec也希望能够加强与中国的汽车产业的合作,希望利用Soitec的SOI技术为中国的整车、零部件,甚至整个产业生态系统贡献力量。
 

Soitec与整个汽车产业链密切合作
 
总而言之,在目前智能汽车的大趋势下,材料作为一个最基础的产品,对推动汽车创新越来越重要。不单只是产品或系统设计,而是需要针对整个供应链的最上游,即材料进行创新。
 

Soitec的优化衬底赋能未来汽车创新
 
关于碳化硅应用的成本问题,去年Thomas曾表示,碳化硅成本不久就会降低很多,因为Soitec在努力提高产量,而且会采用新技术降低成本。目前基于Smart CutTM的碳化硅解决方案项目进展顺利,目前仍在研发阶段,很快就会向客户提供第一批样品。
他相信,Soitec的技术能够使碳化硅晶圆提供颠覆性价值。基于Smart CutTM技术的碳化硅晶圆能为客户提供更高的良率、更优的能效表现,并帮助客户缩小裸片尺寸,增加每片晶圆上的裸片数量。因此,Soitec能够为客户提供更好的总体拥有成本(total cost of ownership)。此外,通过Smart CutTM能够让部分优质晶圆得到重复使用,提高产能。这是针对6英寸晶圆的全新解决方案,未来将向8英寸的方向前进。
他说,Soitec非常看好这个机会,估计再过几个月,或许会向大家通告碳化硅项目的新进展。
张万鹏最后表示,Soitec本身已经服务汽车市场20年,未来也继续希望扩大在这个领域的领导地位,希望能够为这个行业建立众多的行业标准,利用Soitec的优化衬底,帮助整个汽车行业向智能化发展。
 

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