【赛迪网讯】
■上海新傲科技有限公司总工程师 林成鲁
集成电路发展到目前极大规模的纳米技术时代，需要进一步提高芯片的集成度和运行速度，现有的体硅材料和工艺正接近它们的物理极限，在进一步减小集成电路的特征尺寸方面遇到了严峻的挑战，必须在材料和工艺上有新的重大突破。业界公认，SOI技术与应变硅技术，成为纳米技术时代取代现有单晶硅材料的两大解决方案，是维持Moore定律走势的两大利器。
SOI高端应用——大尺寸薄膜SOI
国际SOI市场95%的应用集中在8英寸和12英寸大尺寸薄膜SOI，其中绝大多数用户为尖端微电子技术的引导者，如IBM、AMD等。目前供应商为法国Soitec、日本信越(SEH)、日本SUMCO，其中前两家供应了约90%的产品。其主要驱动力来自于高速、低功耗SOI电路，特别是微处理器(CPU)应用，技术含量高，附加值大。例如，2005年-2006财务年度Soitec公司销售的SOI圆片，12英寸占60%，8英寸占28%，其他占12%。可见，SOI的高端应用，主要是12英寸的圆片。
SOI材料市场每年约扩大40%，预计到2010年，规模将达到10亿美元，远远高于硅材料每年7.7%的增长率。届时SOI材料将占全部LSI半导体材料的10%。最近，SOI材料在民用设备中的应用越来越多，任天堂“Wii”、索尼计算机娱乐“PS3”、美国微软“Xbox 360”等3款最新游戏机全部配备了采用SOI材料的处理器。今后，SOI还有望应用于数码相机、平板电视和汽车等使用的处理器和SoC上。
IBM和AMD等公司是SOI技术的主要推动者。IBM在其纽约的12英寸生产线100%采用SOI材料以替代硅衬底材料，用SOI技术推出了新型AS/400服务器系列，比目前的高端机型的速度几乎快出4倍。IBM、SONY、TOSHIBA联合开发了SOI 90nm～45nm线宽技术，并将SOI技术引入电子消费类芯片的生产中，市场非常广阔。
AMD将SOI技术移植到所有PC处理器，是目前全球最大的SOI材料消费者。AMD宣布转移至65纳米制程技术，并发表新一代高效能运算方案，推出高效能AMD Athlon 64 X2双核心桌上型处理器。采用65纳米线宽技术的AMD处理器，在同时执行多个应用程序时能发挥优异的效能，让业者能开发体积小巧的个人计算机。在2007年中，AMD的Fab 36晶圆厂将完全转移至65纳米技术。
随着微处理器、游戏机芯片制程对SOI技术需求愈来愈高，SOI已成各大晶圆代工厂赢得核心客户青睐的武器，台积电、联电都不敢忽视先进制程导入SOI技术并大量生产的重要性，新加坡特许半导体则抢先在90纳米制程采用IBM授权，赢得微软XBOX 360 GPU订单。台积电正评估未来45纳米制程争取代工CPU的可能性，未来采用SOI技术势在必行。
Soitec公司为满足全球对SOI与其他衬底不断增加的需求，宣布其最新扩充发展策略。截至2006年3月，Soitec在Bernin生产厂的投资已超过3.5亿欧元，预计在设备安装完成时总投资将超过5亿欧元。Soitec针对300毫米晶圆的年产能预估将从目前的72万片提升至100万片。
SOI其他应用——4英寸-8英寸SOI
SOI早期的主要应用集中在航空航天和军事领域，现在拓展到功率和灵巧器件以及MEMS应用，特别是在汽车电子、显示、无线通信等方面发展迅速。由于电源的控制与转换、汽车电子以及消费性功率器件方面对恶劣环境、高温、大电流、高功耗方面的要求，使得其在可靠性方面的严格要求不得不采用SOI器件。这些领域多采用6英寸和8英寸SOI材料。这个领域的特点在于SOI器件技术相对比较成熟，技术含量相对较低，器件的利润也相对降低，对SOI材料的价格比较敏感。在这些SOI材料用户里面，很大的应用主要来源于各种应用中的驱动电路：如Maxim的应用于主要为手机接收端的放大器电路；Panasonic、TI、FUJI、Toshiba、NEC等主要应用在显示驱动电路中的扫描驱动电路；Denso的应用主要在汽车电子、无线射频电路等；Toshiba的应用甚至在空调的电源控制电路中；Omron主要用在传感器方面；ADI也主要用在高温电路、传感器等；而Phillips的应用则主要是功率器件中的LDMOS，用于消费类电子中如汽车音响、声频、音频放大器等；韩国的Magnchip(Hynix)则为Kopin生产用于数码相机用的显示驱动电路，为LG生产PDP显示驱动电路等。
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