【赛迪网讯】SOI材料目前已被国际上公认是“新一代硅”，拥有极其广泛的应用领域和发展前景。在2006年度国家科学技术奖励大会上，由上海新傲科技有限公司的“高端硅基SOI材料研发和产业化”项目获得国家科技进步一等奖，让业内人士对SOI的先进性及重要性有了进一步认识。事实上，SOI的大规模商用已经开始于上世纪90年代末，并且保持持续稳定向上增长的态势，年复合增长率超过40%。国际著名半导体调查公司预计，2008年全球SOI材料市场将达到12.4亿美元，SOI材料将占整个硅材料市场的11%。
SOI是硅材料上的重大突破
众所周知，集成电路发展一向遵循摩尔定律的发展模式，18～24个月元器件密度可增加一倍的CMOS主流技术，最近遇到很大的挑战。其中决定元器件性能的载流子迁移率，因元器件微小化垂直电场的增强而衰减。业界公认，SOI和应变硅技术是维持Moore定律走势的两大利器。利用SOI技术研制出了高速、低功耗、高可靠的微电子主流产品-微处理器等高性能芯片，使芯片的功能提高了35%，实现了摩尔定律图上性能的跳跃。
上海新傲科技有限公司总工程师林成鲁介绍说，SOI(Silicon On Insulator)指的是绝缘层上的硅，是一种在硅材料与硅集成电路巨大成功的基础上出现的有独特优势，能突破硅材料与硅集成电路限制的新技术。被国际上公认为是“21世纪的微电子技术”和“新一代硅”。
北大微电子系教授张兴告诉记者，由于SOI具有速度快、功耗低、短沟道效应小、特别适合于小尺寸和低压低功耗集成电路、抗干扰和抗辐射能力强等优点，因此，它在高速低功耗的集成电路、抗辐照集成电路、高温集成电路、微机械和光通信器件及大功率集成电路等主流商用信息技术领域的优势逐渐显现。
仍然面临诸多问题
我国从上世纪80年代开始着手SOI材料制造技术的研究，先后被列入“七五”、“八五”、“九五”、“十五”国家攻关、“863”、“973”和微电子重点预研项目。2001年7月上海新傲科技有限公司成立，一年后建成了我国唯一的基于SIMOX技术的SOI晶片生产线，突破了一系列SIMOX制备工艺的技术关键，成为世界上六大SOI材料供应商之一。目前新傲已具备了年产4英寸-6英寸SOI晶片近2万片的生产能力，并已应用在包括Intel、Samsung等国际顶级半导体公司中，为我国高端硅基材料走向国际市场实现了突破性进展。
林成鲁表示，到2008年，我国将拥有8英寸集成电路生产线15-16条，年消耗8英寸单晶硅片500万片-600万片。按保守估计，其中5%将采用SOI技术，即每年对8英寸SOI晶片的需求将超过20万片。他告诉记者，与SOI材料的突破相比，国内SOI应用刚刚起步，大部分仍处于实验室阶段。但从国内IC制造工艺看，我国已基本具备深亚微米(0.18微米-0.13微米)的工艺水平，完全满足SOI器件制造的要求。同时，经过近十年的努力，我国IC设计水平也已得到了长足的进步。如能选取国内外市场均认同的特定SOI应用，集中我国SOI材料、IC制造、IC设计的各种优势资源进行开发，可望迅速打开我国SOI技术应用的局面，形成SOI市场和技术的双突破。
全球SOI材料主要供应商法国Soitec的总裁Auberton-Herve博士认为：“将SOI作为独特优势使用对中国制造商来说是一个巨大的商机，除由微处理器生产占主导地位的领域外，在中国占优势的所有电子领域中均将发现SOI的身影。”这些新兴领域包括：超低功耗应用；将MEMS传感器和逻辑器件进行完美结合的SoC解决方案；在小型ASIC中结合的射频(RF)和逻辑器件。上述领域均将成为进入SOI应用领域的国内IC从业者的绝好市场机会。
尽管在这些新兴领域SOI大有机会，并且目前SOI已经开始产业化，但现在仍然面临很多问题。“目前SOI产业主要的瓶颈是SOI材料的供应问题、SOI材料的价格问题(SOI材料比体硅材料贵得多)以及SOI薄膜材料的质量问题(主要是表面硅层的质量、表面硅层与二氧化硅界面的质量、表面硅层厚度的均匀性)。此外，SOI工艺的成熟度、新结构SOI器件研发等方面还需要进一步的努力。”张兴说。
在采访过程中，业内专家均表示，如果上述瓶颈克服了，SOI的应用前景将不可限量。
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