TowerSemi秦磊：引領模擬市場的價值與生態_風聞

12月22日，以“聚力賦能，融合創新”為主題的“中國集成電路設計業2021年會暨無錫集成電路產業創新發展高峯論壇（ICCAD2021）” 在無錫太湖國際博覽中心隆重舉行。

高峯論壇環節，Tower Semiconductor全球副總裁秦磊帶來了《引領模擬生態系統，創造全週期價值》的主題演講，從射頻、電源、傳感器三個角度，對模擬器件目前的應用現狀、發展趨勢，技術主要參數以及Towersemi公司作為晶圓代工廠在相關工藝的佈局進行了分享。

Tower Semiconductor全球副總裁秦磊

秦磊表示，隨着無線連接、能源效率以及萬物智能和交互式智能系統等領域的快速發展，對包括射頻、電源、傳感器和微顯示器等在內的模擬器件帶來了新的增長動力。

5G推動射頻市場加速起量

在射頻和高性能模擬電路（RF&HPA）領域，5G市場的迅速成長以及技術的發展和成熟給射頻模擬芯片市場帶來了諸多增量，5G手機和電信基礎設施（5G基站和後端大數據處理）成為其中主要的驅動因素。隨着5G手機前端模組和光纖通信產品，對技術性能上的要求越來越高和市場需求越來越大，在晶圓生產製造端，RF SOI、高速SiGe和硅光（Sipho）工藝的發展十分迅速，市場規模也在加速提升。

以智能手機市場為例，據IDC 2021年預測數據顯示，2020年到2021年全球智能手機出貨量增速從28%拉昇到43%，實際趨勢超過原有預期。秦磊表示，到明年年初，5G用户在全世界會超過10億用户規模。

可見，5G的採用正在加速，且正在打破新技術採用率的記錄，預計在2022年初將成為有史以來最快達到（約3年半時間）10億用户規模的新技術，為射頻半導體行業的發展提供了前所未有的機會。

模擬芯片與數字芯片不同，秦磊認為，模擬推動不像數字芯片技術一樣，完全是以線寬為主體。譬如評價RF SOI工藝的性能指標，以及技術往更高階發展，Ron×Coff的參數指標有着舉足輕重的作用。

目前，Tower Semiconductor的RF SOI工藝在8英寸和12英寸上平台同步發力，已擁有多種工藝技術，滿足客户和市場需求。在最新的8英寸工藝上，公司在一些器件上針對大功率開關和天線協調器進行了性能優化，同時在最新的12英寸工藝上，又對低噪放的應用進行了性能優化

5G普及之後，除了手機射頻前端變得越為複雜，芯片需求量大為增長外，在基礎設施領域，尤其基站和後台的大數據中心也成為廣為關注的點。在5G通信基站之間，都是靠光通信的電纜在通訊，所以光通信芯片從傳統的光纖到户，以及大數據中心的應用後，又增加了在5G基站中的應用。

在光纖通訊的接收端和發射端兩個傳輸端口，以前有很多不同的分離器件，技術發展到今天，我們可以整合成若干個芯片。SiGe和硅光技術大力地推動了這一整合，使得原來很複雜的系統做成幾顆芯片的方案來實現。

當前，隨着數據中心收發器、收發機、自動駕駛激光雷達、光線傳感器等新興應用的發展，正在推動光通信芯片的廣泛應用。Yole數據顯示，該市場將從2019年的36.4億美元增長到2025年的390億美元，年複合增長率高達46%。

秦磊表示，高性能SiGe工藝的主要技術參數是的Ft、Fmax、BVceo等，這些參數與工藝線寬節點的關聯性比不是很大，SiGe工藝的技術演進也是圍繞這些參數指標的提升來做工作的。Tower Semiconductor在光通信芯片代工方面目前主流的工藝平台包括SBC18和SBC13，兩個平台的區別僅僅在於數字CMOS部分為0.18um線寬或者0.13um線寬，Bipolar管子在兩個平台上完全一致。根據Bipolar管子的不同性能，SBC18/13工藝平台從HX代工藝發展到瞭如今的H5代工藝，H6代尚在研發中。現有光通訊類產品最為廣泛使用的H3代工藝的Ft能達到240GHz，SBC18H5E的Ft能達到320GHz，下一代SBC18H6的Ft能達到350 GHz。

“硅光是一個新東西，在過去十年裏面不停地研發，當前硅光技術已經步入了量產階段，已經有中國公司開始做硅光芯片的量產。”秦磊補充道，相對普通CMOS工藝平台而言，硅光工藝很難做成標準的工藝平台。但TowerSemi在此不斷努力，目前已經有了一個基本的標準平台可以供客户使用，其中包括會提供PDK讓客户用於設計。

電源產品從消費類到工業、醫療和車載運用對於晶圓製造工藝的需求

在**高精度模擬和電源方面，**電壓和驅動電流為這類產品的重要參數之一，對應BCD工藝de開發也是圍繞着高壓和大電流上面展開，電壓越高，驅動電流越大，技術難度也會隨之加大。工藝節點上，在30V電壓以下的工藝已有公司推出了90nm或者65nm的BCD工藝，Rdson指標較傳統0.18um有一定優勢，並且晶圓尺寸從8英寸升級到了12寸。當前行業的40V電壓以上工藝仍然以0.18um平台為主。

據秦磊介紹，40V電壓以上的BCD工藝主要用於工業、醫療和車載運用。Tower Semiconductor已經推出了0.18um 140V BCD工藝平台和200V的以SOI為襯體的BCD工藝平台，並且廣受客户好評。

“隔離”能力和性能有優勢的“隔離器件”也是BCD工藝開發和性能指標提升的方向之一。Tower Semiconductor在其BCD工藝上提供了從普通P-epi到NBL層，以及換為SOI襯體的不同的隔離方式。選擇隔離效果更好的隔離方式，成本也會隨之更高，用户可以針對自身產品對性能以及成本上的需求選擇使用合適的方式。

特種運用的圖像傳感器和微顯示

對於萬物互聯來説，圖像傳感器和顯示技術起着至關重要的作用。

秦磊首先介紹了圖像傳感器在工業類、機器視覺和生產線自動化方面的的運用。這類圖像傳感器的重要技術參數和要求為在快速的讀取速度、圖像無失真扭曲、光線度低狀態下的感光度、高圖像清晰度以及圖像覆蓋範圍。為了實現這些要求，傳感器工藝的研發也圍繞着高幀率、全局快門、高量子效率、近紅外靈敏度、像素分辨率、無互相信號干擾等方面都提出了新的要求。

為了提升圖像傳感器的整體圖像品質，BSI技術由來已久。目前，BSI或BSI+Stacking（堆疊BSI）依然是CMOS圖像傳感器演進的方向。

據瞭解，堆疊BSI圖像傳感器分層堆疊像素，包括片上背照式結構像素的形成，芯片包括用於信號處理的電路，將代替用於傳統背照式CMOS圖像傳感器的支撐襯底。另外，該類圖像傳感器還能集成更多功能，如自動對焦(AF)和光學防抖(OIS)，能夠面向高精度深度傳感和距離測量應用，會對單一芯片成本帶來巨大的改善作用。

秦磊還以醫療應用為例介紹了Tower Semiconductor在醫療領域的出色表現，其與眾多客户共同研發的產品被廣泛用於X射線、CT和牙科成像的醫療儀器中。這類圖像傳感其的芯片尺寸一般非常巨大，某些產品1片12英寸的圓片僅能產出1顆或者2顆芯片。

此外，秦磊也在現場還介紹了公司在ToF、uLED和uOLED方面的進展和突破，將賦能智能手機、AR/VR等應用市場更好的發展。

綜合來看，在圖像傳感器領域，Tower Semiconductor先進且經過驗證的CMOS圖像傳感器像素技術滿足了光學傳感器在高端攝影、工業、醫療、汽車和消費類等應用領域日益增長的需求，未來公司將在AR/VR、Time of Flight（ToF）、ADAS系統市場獲益。

高質量的製造能力與靈活性

Tower Semiconductor總部位於以色列，通過收購和建立合資公司，擁有全球化的製造和服務基地。在以色列Migdal Haemek擁有一座8英寸晶圓廠和一座6英寸晶圓廠；在美國擁有兩座8英寸晶圓廠；在日本擁有兩座控股的8英寸晶圓廠和一座控股的12英寸晶圓廠，第8個工廠位於意大利，正在建設當中，該工廠為12英寸產線，預計2023年量產。

Tower Semiconductor的優勢在於覆蓋全球的晶圓工廠生產，能夠實現從150mm（6英寸）到300mm（12英寸）晶圓的生產。通過其全球分佈和多元化的技術製造產品，Tower Semiconductor提供高質量的全球產量保證和靈活的全球製造能力，所有這些都旨在滿足其客户的需求。

秦磊提到：“為了解決產能問題，我們基本上把主流工藝搬到兩到三個廠同時量產。隨着意大利廠的量產，我們會把基於12英寸的RF SOI工藝以及微顯示工藝搬到意大利廠。”

通過上述產品進展和行業佈局不難發現，Tower Semiconductor在射頻前端、電源管理、傳感器等領域均擁有非常強勢的市場地位，正在憑藉不斷演進的技術能力，創新的思維方式和專注力，更好的為行業客户賦能，推動公司持續蓬勃發展，積極引領模擬生態系統，為創造全週期價值貢獻力量。