三安光电提出的5G解决方案跟5G芯片布局介绍

发表于 2019-07-18 10:20:37 收藏 已收藏
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三安光电提出的5G解决方案跟5G芯片布局介绍

发表于 2019-07-18 10:20:37
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2019年7月17日,由工业和信息化部指导,IMT-2020(5G)推进组联合中国通信标准化协会共同主办的2019年(暨第七届)IMT-2020(5G)峰会在北京开幕。为期两天的峰会以“5G商用 共赢未来”为主题,邀请工信部领导以及数十家国内外主流移动通信和行业应用单位专家500多人参加会议,集中探讨5G技术、标准、试验、产业等最新进展与趋势等最新进展与发展趋势。

会上,厦门市三安集成电路有限公司技术中心技术总监叶念慈发表了主题演讲,以下为演讲全文。

三安光电提出的5G解决方案跟5G芯片布局介绍

今天三安集成跟大家讲一下在5G里面一些半导体组件,这个算是一门科普吧,把它当成学一点东西来讲这个事情。

所以,我的题目就是跟大家讲解一下话务半导体制造助力5G核心硬件。

我们公司是以话务半导体制造出发,其实在代工行业很重要的一部分是我们能够大量制造出一个稳定的还有良率高的产品,能让这些应用商或者系统商有一些性价比很高的产品出现。

所以,今天跟大家介绍一下三安光电的概况以及提出的5G解决方案跟5G芯片布局。

首先看一下三安光电,三安光电是做半导体的,但是不做硅,就是化合物半导体。化合物半导体有两个特性,一个是发光,第二个,它可以产生比较高的速率,所以最重要的化合物半导体集中在两块,一个是在发光器件的部分,另外一个就在微波通讯部分。所以,我们是在中国最早成立的LED公司,我们产生的芯片在全世界占有一定的份额。我们还在原来的光通讯、射频、电器电子、滤波器方面都有琢磨。

看一下在世界上的布局,其实很重要的一部分是要能够掌握产业链的布局。最重要的使命是在中国能够提供比较高频或者光电的器件,让它不要成为一个卡脖子的,所以在原物料的布局上还有芯片技术的布局上都从这方面考量。

主要的世界研发中心是三个地方,一个是美国,美国是光通的部分,瑞典比较特别,是一个材料公司,专门生产碳化硅的材料。碳化硅等于在5G的产业上扮演一个非常重要的角色。另外在日本,我们为了突破滤波器的专利瓶颈,所以吸收了大量日本的研发人员,然后在日本成立了一家日本三安公司,主要进行滤波器的研发配合射频前端模组的布局。

制造部分在天津跟芜湖,主要做一些LED的生产。在厦门、泉州,就是电子电器,还有一些滤波器的部分,还有蓝宝石碳化硅的基地也是在泉州。

跟大家介绍一下化合物半导体产业布局。三安拥有全世界大型的机台,我们有约600台的机台,是全世界单一公司最大的机台。像原来的氮化镓、碳化硅,这个就是第三代半导体材料。氮化镓可以在蓝宝石上面可以做发光二极管,所以在全色系的发光二极管三安已经做得非常大了。

另外在氮化镓跟碳化硅上面,我们可以做功率电子射频,因为它具有第三代半导体特性,它等于在高功率方面有所琢磨。

另外在砷化镓部分,手机射频前端部分,在2G、3G、4G主流是以砷化镓为主,在毫米波阶段有可能被硅的技术所取代。性价比最高的产品还是使用砷化镓来做前端的功放为主。

另外一组是做光通,之后一些5G毫米波也会利用到这个方面。另外我们在滤波器部分有布局材料部分。

三安在5G的核心硬件架构当然也是一样,包含云、管、端的布局。主要跟大家讲解一下在化合物半导体里面在云端的位置,在数据半导体端有云端的AOC。因为机房的密度很高,所以它的效率必须提得很高,所以在第三代半导体有做高速的电源开关MOSFET的部分,我们现在有做电源管理芯片的部分。

在管的部分,在基站部分,这是重中之重,因为氮化镓、碳化硅是被美国禁运的,这是一个关键材料,所以这个部分要确保国内的供应状况,除了我们自己有供应能力,也联合了国内的材料公司做这个产业。

另外在高速光通讯器件以及基站电源管理模块上面,我们也用化合物半导体取代传统硅的器件。

端的部分主要就是在车联网的部分,用无线射频模块,还有很有名的现在用视频传感,我们公司也有做一些激光器的开发,以及最后在EV的电源模块管理,还有像充电桩的一些高速电力开关器件,这个我们都有提供。

当然在手机上面,这是最开始的一个核心业务,最主要的其实我们是做支持2G、3G、4G、5G,4.8GHz以下的光模块,还有我们会做毫米波射频波段,还有在一些显示屏方面我们也致力于8K以上的分辨率的Micro LED的显示,另外在手机端要做人脸识别所需要的激光器也是用化合物半导体制造的。

接下来介绍在系统应用后,我们在5G上面的一些芯片布局。

第一个还是回顾我们的专长,就是三安MICRO LED,去年我们跟三星发表出用MICRO LED生产大电视墙。

射频前端部分其实都被美国跟日本的大厂垄断,三安也看到这个情况,最主要的是在MOSFET开关等方面,我们不做后续的系统的整合,所以刚刚展锐有提到他们在做这些方面,这个有可能是我们潜在的客户,我们希望国内的这些系统设计整合厂商能够多来我们这边代工。因为情况就是这样的,现在大家都不愿意背工厂的重资产,所以一定要有人完成代工这件事情,所以这是我们在三安里面,因为在制造上非常有经验,所以我们希望能够提供一站式的解决方案,也就是从衬底一直到外延一直到芯片都能够提供。

相对应的,我们就有砷化镓的HBT还有HEMT等等,有的已经量产,有的已经推出。

在氮化镓方面我们自己实测出来的一些特性,也跟国际上的一流厂商是相当的。单看设计端能不能接受这样一个功能,所以这个部分现在我们也在持续跟下游的客户进行密切的合作。

滤波器部分,我们一开始还是先做声表面波滤波器,最重要的还有一些技术可以做温度补偿,主要强调的还是本土化的一站式整合,特别是像今年大约有看到尤其是2.6GHz,这是在中国特有的频段,也就是N41的波段,我们也有专门针对这个做产品研发。

我们还提到了在基站部分或者电源供应部分,这个很重要。第三代半导体最重要的是它的开关速度可以增加,开关的损耗可以降低,所以能耗降低。

另外是它的被动器件因为高频化的关系可以减少,所以在整个器件上或者系统上就可以实现轻薄短小的概念。

在供应商上,我们是很注重的,像碳化硅的部分长久还是把持在美国的头两号公司上面,一个是R6,一个是科瑞,所以我们也收购了瑞典这家公司进行了衬底的制造,从衬底到芯片制造我们希望能够提供一站式的服务。

所以在碳化硅的二极管还有氮化镓的650伏的EM,我们后续会推出这些应用市场的需求。

三安在整个电力电子技术上面的优势,通过原材料的衬底,然后提供标准件的结构仿真,芯片制造部分也可以提供。另外在厂内有一个比较小型的封装线,如果客户来我们这边代工,我们可以加速你们的验证。当然我们也有很完整的可靠性跟失效分析部门,所以在器件的失效反馈部分我们也是非常高的。

另外提一下光通讯,这个东西会发光,发光我们可以通过远红外都可以做。集中在红外波段,我们做795到940。另外在激光器的部分,我们现在已经有1.25G到15G DFB的产品。另外接收芯片和阵列我们已经很早就开始做了,有1.25G到100G FP,这是三安在光通讯产业的布局状况。

整个来看,三安已经开始提供样品。另外在光检测方面已经做到量产部分。还有刚才讲的DFB和FP侧现在也推出了样品。还有一些做医疗美容方面的高功率的产品,这个都是我们现在在做的业务。

最后再稍微总结一下,我们现在主要有五大板块,包括显示以及射频前端,还有功率器件以及滤波器部分,所以这个部分就可以提供在5G方面很全面性的核心器件的供应。

当然,三安最主要的优势就是想服务客户,希望在最短的时间内能够提供客户的需求,以及保障供应品质的完善。

最后,我们还是回到三安最初的一个口号,我们希望从心开始,让万物互联。

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