射頻前端底層技術的卓越性能，RF-SOI為5G賦能

電子發燒友網報道（文/李寧遠）SOI，Silicon-On-Insulator，絕緣襯底上的硅，在硅晶體管之間，加入絕緣體物質，可使兩者之間的寄生電容比原來的少上一倍。SOI又分為RF-SOI和FD-SOI，其中RF-SOI作為一種重要的射頻芯片材料技術，雖然很少被提及，但在很多設備上都有重要的應用。

射頻前端底層技術

射頻前端的重要性不言而喻，是任何通信系統核心中的核心，RF-SOI正是用于各種射頻器件，目前已經是各類射頻應用里主流的襯底，如射頻開關、LNA、調諧器。

RF-SOI不常被提及，但是日常生活中的很多終端，如智能耳機、手表、可穿戴設備等都有RF- SOI應用的身影。而且不限于蜂窩通信，藍牙、Wi-Fi以及超寬帶UWB等無線技術背后都有其存在，而且RF-SOI還能在毫米波應用中。

RF-SOI最開始應用在射頻開關上，當時高性能射頻開關的成本極高，同時很難集成。RF-SOI用其優秀的射頻性能和性價比更高的成本在高性能射頻開關上嶄露頭角，加之其易于集成的特性，慢慢取代了原本的材料工藝。

此后隨著通信系統復雜程度越來越高，射頻模塊的設計也越來越復雜，RF-SOI開始被應用到各類射頻器件中，并表現出優秀的特性。此后，RF-SOI開始被廣泛應用于各類射頻器件中成為主流的襯底。

就SOI來說，成本可控、漏電流較小、功耗低是它的特點。SOI是使用一層二氧化硅層（SiO2）來隔離器件。能夠有效防止由常規PN結隔離形成的垂直和水平寄生器單元引發IC故障?；赟OI工藝，器件的寄生電容可以比原來少上一半，大大減少電流漏電降低整體功耗。

發展到現在，RF-SOI已經是設計射頻開關、LNA的理想工藝選擇，九成以上的射頻開關都會采用RF-SOI，LNA中使用率RF-SOI也在九成左右，占據絕對的統治地位。

5G時代，RF-SOI繼續發力

到5G時代，射頻前端需求和功能激增，高性能射頻器件正是其中的關鍵鑰匙。在現在的聯網設備中我們可以看到，多天線元件、高階MIMO和多頻段的使用越來越多，再加上日益嚴苛的載波聚合技術要求，明顯提高了5G FEM的復雜性與集成度，需要更多更復雜的模塊來解決毫米波、5G、sub-6 5G的通信方面的需求。

RF-SOI通過高的信號的線性度和信號完整性在5G時代延續了在4G時代的成功。RF-SOI的應用，讓5G基礎設備的聯網保證了極高的可靠度和穩定性。同時，其易于集成的特性，也正好契合了5G設施向小型化發展的訴求。

除了上面提到的射頻開關、LNA設計，RF-SOI開始在5G時代應用在更多的其他器件的設計中。除了手機，現在各種5G基站、其他聯網終端設備都傾向于使用基于RF-SOI襯底的芯片。

根據Gartner的統計數據，全球SOI市場規模將在未來5年增加一倍以上，其中RF-SOI市場占據了六成以上的增長份額。隨著通信領域對射頻技術需求持續革新，未來RF-SOI產能還會提高并應用到更多設計中。

當然，優秀的RF-SOI并不是射頻系統的萬能解，RF-SOI和其他先進技術的融合互補才能實現未來更復雜的射頻系統與更先進的功能。

小結

去年下半年，國內300mm RF-SOI晶圓也迎來了從無到有的突破，國內SOI賽道上的企業也不斷在晶圓、襯底、代工、IP等方面取得成果。未來一段時間內，300mm的SOI產能也是產業鏈上的發展重點。

RF-SOI成熟工藝已經發展得相當快，可以用來生產各種射頻相關芯片。未來RF-SOI還會應用在異構系統芯片，用更高的RF性能來提升智能聯網終端設備的性能。