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【原创】FD-SOI国产化走到哪一步了?从一片SOI衬底,看中国产业链正在补齐什么

作者:电子创新网张国斌

在上一篇文章中,我们讨论了一个看似反常的现象:当全球AI芯片不断向2nm、1.6nm甚至更先进节点推进时,为什么FD-SOI反而重新受到产业关注?具体见《AI都卷到2nm了,为什么FD SOI却“重新火了

这次我们谈谈FD-SOI的中国产业链进展,对于中国半导体产业而言,真正值得继续追问的问题是:FD-SOI有应用、有芯片设计,也有晶圆制造,那么衬底呢?因为FD-SOI产业链有一个特殊之处:SOI不是普通的硅片。如果说先进逻辑产业的核心材料之一是高规格300mm硅片,那么FD-SOI、RF-SOI、硅光等特色工艺背后,则进一步需要专门的SOI衬底。

过去,中国SOI产业更多集中在200mm及以下尺寸;而现在,一个重要变化正在发生——国产SOI衬底正在向300mm迈进。这可能比某一家芯片企业推出一款FD-SOI芯片,更值得从产业链角度关注。

在今天的第十一届FD-SOI上海论坛上,新傲芯翼常务副总经理王克睿发表了《立足300mm SOI衬底,助力FD-SOI 产业发展》的演讲,在这篇演讲中他详细详细阐述了国产SOI衬底发展现状。

一、FD-SOI国产化,真正难的不是“做出一片”,而是“稳定做出来”

如果把FD-SOI产业链拆开来看,从产业链角度看,FD-SOI并不是简单的“晶圆厂换一种工艺”。最上游是硅材料和SOI衬底;往下是晶圆制造、工艺平台、EDA/IP、芯片设计,再到汽车、通信、边缘AI、工业控制、智能终端等应用。

其中,SOI衬底处于非常特殊的位置。

王克睿表示普通300mm硅片主要解决的是高纯度单晶硅、缺陷、平坦度、电阻率等指标,而SOI衬底则是在此基础上形成特定的绝缘层和顶层硅结构,对材料、键合、剥离、薄膜控制以及整个制造过程提出了更高要求。

因此,SOI衬底产业化的核心问题从来不是“实验室里能不能做出来”,而是:能不能稳定地做、批量地做、按照客户工艺要求持续地做。这也是为什么300mm SOI的产业化值得单独拿出来讨论。

二、中国SOI衬底,正在从200mm向300mm跨越

王克睿表示从中国SOI产业的发展路径来看,200mm并不是一个新故事。沪硅产业旗下新傲科技长期布局SOI业务,目前已经形成200mm及以下SOI产品能力,在射频、功率、MEMS等特色应用中拥有产业基础。公开资料显示,新傲科技及Okmetic已经是国际200mm及以下SOI硅片的主要供应商之一。

真正具有产业升级意味的是300mm。从他的PPT看,新傲芯翼正在推进300mm SOI产品,并将产品覆盖RF-SOI、HV-SOI、FD-SOI、Photonic-SOI和MEMS等方向。

这意味着国产SOI衬底的布局已经不再局限于某一个应用。从FD-SOI到RF-SOI,再到硅光,300mm SOI实际上正在成为一个平台型材料。更重要的是,PPT披露的不是单纯研发状态,而是已经进入客户认证、量产和产能建设阶段。

其最新披露的规划是:到2026年形成3.3万片/月的300mm SOI产能,同时规划进一步增加超过100万片/年的产能。公开的沪硅产业信息也显示,其300mm SOI业务正在分阶段推进技术攻关、客户送样、验证以及小批量量产;面向射频、高压、硅光等应用的产品已经进入量产落地与市场验证阶段,并已建成约16万片/年的300mm SOI试验线。

这说明一件事:国产300mm SOI已经开始从“技术验证”走向“产业化验证”。当然,这距离大规模替代海外供应仍然还有距离,但产业阶段已经发生变化。

三、从一片SOI,到一条国产供应链

更值得关注的是,新傲芯翼并不是孤立地推进300mm SOI。它背后实际上站着沪硅产业已经形成的300mm硅材料产业链。PPT展示的供应链包括晶体生长、300mm硅片以及最终SOI制造等环节,其中涉及晶体生长、键合、剥离、研磨、抛光以及最终SOI工艺。

这背后的产业逻辑很重要。因为为SOI衬底的国产化,并不是简单增加一家SOI晶圆供应商。如果最上游的300mm单晶硅、抛光片等基础材料依然需要大量依赖外部供应,那么SOI供应链本身仍然存在约束。而目前沪硅产业已经建立了从300mm硅片到SOI的产业协同。

旗下上海新昇是国内商业化供应300mm半导体硅片的厂商,其产品覆盖逻辑、存储、功率、光学、传感器等应用。

这使得新傲芯翼的300mm SOI业务拥有一个非常重要的产业基础:游大硅片和下游SOI,可以在同一产业体系内形成协同。对于一种技术材料而言,这种纵向整合的价值,有时候甚至比单纯增加一条生产线更重要。

四、国产SOI真正要补的,是高端产品结构

当然,不能因为300mm SOI开始产业化,就认为国产SOI已经完成全面替代。实际上,这恰恰是下一阶段更大的挑战。沪硅产业此前公开披露的信息显示,国内300mm硅片整体国产化率虽然持续提升,但在高端硅片以及SOI等特殊规格产品上仍存在结构性缺口。

这也是SOI产业比较特殊的地方,SOI不是一个单一规格。不同应用需要不同的顶层硅厚度、埋氧层以及电学、机械和缺陷特性。例如:FD-SOI更关注超低功耗、高频性能和体偏置能力;RF-SOI关注高频、低损耗、隔离以及射频线性度;HV-SOI需要兼顾高压和可靠性;Photonic-SOI则需要满足光波导和光电集成的要求。

因此,真正成熟的SOI供应商,并不是“能够生产SOI”就够了。而是要建立覆盖不同应用、不同规格、不同客户工艺要求的产品矩阵。

王克睿把300mm SOI产品直接划分为RF-SOI、HV-SOI、FD-SOI、Photonic-SOI和MEMS,也说明其产业思路并不是只押注FD-SOI一个方向。

六、FD-SOI之外,硅光可能是300mm SOI的另一条增长线

如果只从FD-SOI来看300mm SOI,很容易低估它的产业价值。实际上,硅光可能是另一个值得关注的方向。AI数据中心正在推动高速光互连需求增长,光电集成越来越受到产业关注。PPT将硅光应用覆盖到数据中心、超级计算、消费电子、医疗传感、自动驾驶雷达和光计算等场景,并强调其能够利用传统硅制造平台进行200mm/300mm晶圆制造。

而300mm SOI正是硅光产业的重要材料基础之一。因此,从产业链角度看,中国推进300mm SOI实际上同时对应两条路线:一条是FD-SOI、RF-SOI、HV-SOI等特色逻辑和射频应用;另一条是硅光以及未来光电融合应用。前者对应的是AI进入物理世界后的低功耗计算和连接需求,后者对应的是AI数据中心内部越来越强的光互连需求。这让SOI衬底的产业价值进一步扩大。

七、中国FD-SOI产业链,正在形成怎样的格局?

如果把目前产业链进展放在一起看,大致可以看到这样一条路线:上游:SOI衬底:从200mm SOI逐步向300mm SOI推进,国产供应商开始建立更大尺寸、更高规格的产品能力。

中游:FD-SOI晶圆制造--国内已经出现围绕22nm、18nm等FD-SOI节点进行产品开发和产业化探索的企业,汽车、射频、边缘AI等应用开始提供真实需求。

下游:芯片与应用--FD-SOI已经覆盖汽车MCU、ADAS、毫米波雷达、边缘AI NPU、音频处理器、5G毫米波、GNSS以及工业物联网等领域。PPT展示的案例包括ST、Mobileye、Arbe、Rockchip、GreenWaves、NXP以及Qualcomm等。

因此,中国FD-SOI产业链正在发生的变化,并不是突然出现一个“国产FD-SOI芯片”。真正重要的是:从衬底到制造,再到芯片应用,产业链开始出现越来越多可以相互衔接的环节。而过去相对薄弱的SOI衬底,正在成为其中一个正在被补齐的环节。

八、下一场竞争,不只是“谁能做FD-SOI”,而是谁能把供应链做完整

这可能是观察中国FD-SOI产业最值得关注的角度。FD-SOI未来能不能形成更大的市场,最终仍然要看芯片厂商有没有足够多的商业订单,也要看晶圆厂能否形成稳定的工艺平台。

但在此之前,还有一个更基础的问题:有没有稳定、规模化、具有成本竞争力的SOI衬底供应?这也是国产300mm SOI正在解决的问题。王克睿的PPT披露,NSIG已经形成包括Simgui、Simgin、Zing、Okmetic和SimWings在内的全球硅材料布局,其中SimWings负责300mm SOI业务。

从集团层面看,这意味着中国SOI产业开始具备一个此前比较缺乏的条件:从基础硅材料到SOI衬底,可以形成更完整的产业协同。而这对于未来FD-SOI、硅光、RF-SOI等特色工艺的发展,都具有基础意义。

FD-SOI国产化,真正进入“补链”阶段

过去谈国产半导体,大家更容易关注芯片、设备和EDA。但半导体产业真正走向自主可控,往往不是靠某一个环节完成的。对于FD-SOI而言,芯片设计是一环,晶圆制造是一环,IP和EDA是一环,而SOI衬底同样是一环。

过去,中国在200mm SOI上已经建立了一定产业基础;现在,随着300mm SOI逐步进入客户验证、量产和产能建设阶段,国产SOI衬底开始进入一个新的发展阶段。

这并不意味着国产SOI已经完成全面替代。恰恰相反,真正的挑战才刚刚开始:如何从试验线走向规模化产能,如何从单一产品走向完整规格矩阵,如何提高良率和一致性,如何通过客户长期认证,最终形成稳定的商业供应。

在上午的圆桌环节,嘉宾们透露2026年8月,长存资本(长江存储科技股份有限公司,YMTC的投资平台)、光谷产业投资、切瑞米投资集团等机构完成了对SOI Micro的B轮战略性投资。SOI Micro成立于2022年,是一家采用FD-SOL技术的先进晶圆厂。

这意味着,中国FD-SOI产业链的最后一环已经补上,本土FD-SOI腾飞在即!

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