Soitec CEO：FD-SOI優(yōu)化襯底實現(xiàn)AIoT和5G革命

 在2018全球CEO峰會上，Soitec公司CEO Paul Boudre先生發(fā)表了題為“實現(xiàn)AIoT和5G革命的工程襯底（Engineered substrates – enabling the AIoT & 5G revolutions）”的主題演講。內容涵蓋：通過工程襯底支持中國的智能愿景；人工智能（AI）是物聯(lián)網的催化劑——AIoT時代；工程襯底對于提供5G來說至關重要。

Soitec CEO Paul Boudre

通過工程襯底支持中國的智能愿景

Boudre先生指出，中國正在全面部署“中國制造2025”，希望能把中國建設成為制造業(yè)強國。這個項目涵蓋10個關鍵領域，如下圖所示。

中國對5G和人工智能進行了巨額投資，可以看到這些領域會有很好的發(fā)展前景。例如，在5G網絡的基礎設施建設上，中國的投資成本超過美國24億美元。中國在眾多方面都進行了投資，與此同時也將半導體行業(yè)作為5G建設的重點來發(fā)展。

中國正在計劃引領5G部署。如中國移動的5G路線規(guī)劃圖所示，到2020年其將部署1萬多個站點。中國將在sub-6GHz頻段為5G分配多達500MHz頻譜。在這個頻段只需進行少量投資就可以滿足相應要求，因此可以實現(xiàn)快速部署。這是中國的現(xiàn)狀以及未來的引領方向。

“我們希望提醒大家選擇最適合的工程襯底。”Boudre說。例如，在法國，要想生產非常好的酒，就必須要有很好的生產線，必須根據(jù)不同的酒類選擇不同的東西。也要注意它的土壤情況，因為良好的土壤是生產好的作物、最后生產良好酒類的必要條件。同樣，這個概念也可以延伸到襯底材料中。對于不同的半導體應用來說，要有非常好的襯底，才能支撐其在實現(xiàn)功能方面的優(yōu)勢。

當討論相關的工程襯底優(yōu)化的時候，需要了解從1985年到現(xiàn)在超過30年的材料創(chuàng)新歷史。“我們不斷努力進行創(chuàng)新研發(fā)，發(fā)現(xiàn)新的材料，不斷改進工程襯底的性能。可以說這是一種革命。”Boudre說，“從1985年到2015年有很多的發(fā)展，很多元素都加入了進來，當然，我們現(xiàn)在仍然在高速發(fā)展之中。”

基于Smart Cut技術的襯底如下圖所示。“我們現(xiàn)在把這些材料結合在一起。對于將晶體疊加到晶體（晶格不兼容）以及非晶材料上的情況，我們可以達成超薄、高度均勻層的設計。這樣的工程襯底能達到很好的性能。與此同時，我們的技術實現(xiàn)了襯底的優(yōu)化和絕緣層的整合，比如SOI（絕緣硅）。我們把絕緣硅應用上來，如下面的分析圖所示，分為三層，天然氧化物、結晶硅和氧化層，中間的結晶硅達到3.8nm的厚度。通過這樣的設計結構可以達成非常好的性能。”Boudre解釋道。

Soitec提供全系列的工程襯底，涵蓋多個領域和應用模式，包括射頻前端模塊等等，可以應用在智能手機。“不管你用什么樣的智能手機，都可以應用我們相關的產品和技術，能夠達成非常好的性能。與此同時，我們也不斷與我們的客戶進行聯(lián)系和溝通，從他們那里獲取最新的信息，了解他們所面臨的問題，以便針對這些問題進行個性化的解決。”Boudre指出。

人工智能（AI）是物聯(lián)網的催化劑——AIoT時代

現(xiàn)在有數(shù)以千計的項目都在圍繞人工智能和5G，這是人類發(fā)展的下一代核心技術。5G網絡是支撐我們未來技術發(fā)展的基礎。

什么是人工智能？實際上它是將數(shù)據(jù)轉化為有用的信息。建立這樣的網絡能夠為我們建立全新的世界，讓我們更好地理解這個世界。比如說區(qū)分蘋果和其他事物，將人的語音從其他振動波中區(qū)分出來。人工智能需要有很好的CPU芯片來支撐，這樣才能支撐這些技術和最終功能的實現(xiàn)。

人工智能技術發(fā)展已經發(fā)生了很大的變化并取得了很多的突破。比如到成熟階段，我們甚至可以看到像人類一樣提供服務的機器人。與此同時，它也會影響我們人類與智能手機的互動過程。

那么，人工智能下一階段的挑戰(zhàn)又是什么呢？下一個挑戰(zhàn)是人工智能推理向邊緣發(fā)展，需要低功耗的解決方案。人工智能涉及非常邊緣、邊緣和云這三種不同解決方案。邊緣化發(fā)展需要非常安全并且具有保障性的低功耗解決方案。“低功耗是整個等式中非常重要的一環(huán)。我們還有很多工作需要去做。我們通過種種方式降低功耗，提升性能，我想這一切的努力都是值得的。”Boudre表示。

那么當前的技術進展如何以及將來又到底該走向何方？在未來，IoT和AI將會更好地融合，從而引發(fā)一場新的革命。這場新的革命需要我們共同的參與。這場革命也將比以往的革命來得更猛烈一些。

FD-SOI將在這場革命中扮演重要角色。FD-SOI優(yōu)化的襯底將為AI和IoT的融合提供能量。FD-SOI可以提高能效，而使整個解決方案的有效性提高。對于某些技術節(jié)點來說，通過在超低功耗上運用體偏壓技術，可以獲得更好的能效。下圖對性能和能效的關系做了分析，F(xiàn)D-SOI在不同的性能下有不同的能效表現(xiàn)。FD-SOI是非常好的一種創(chuàng)新，可以幫助我們推動AI芯片的發(fā)展。

AIoT的演進非常地快，也有很多豐富的應用。例如，我們希望實現(xiàn)始終在線監(jiān)控、AI防盜、智能喚醒、始終在線并采用電池供電、本地語音推理以及自動異常檢測等等。有很多例子可以證明FD-SOI在助力AIoT革命。

目前，市場上已推出第一代AI芯片。例如，NXP的i.MX RT600跨界處理器基于FD-SOI設計，適用于在邊緣實現(xiàn)機器學習和人工智能功能。這種新的技術可以在未來為我們帶來更多的可能性。Lattice基于FD-SOI開發(fā)了新一代始終在線的FPGA低功耗機器學習推理芯片。設計人員可以用它來設計小尺寸并且性能很高的AI設備，而又不違反占位面積和散熱管理限制。FD-SOI在中國也有很多好的開發(fā)項目。

工程襯底對于提供5G來說至關重要

FD-SOI對于5G的實施也有重大的意義。人們都說5G會改變人類的未來。未來我們要滿足更多的需求，而AI與5G將是下一個核心。在人類發(fā)展的進程中，AI和5G是必然的趨勢。

到那時，我們會有更靈活、更智能的網絡。LTE和WiFi將繼續(xù)存在，頻率在3GHz左右。5G將部署在毫米波這一更高的頻段上。因為頻率提高，波長就會更短。

5G網絡相比當前的網絡，所承載的內容將多出許多。那么當今4G網絡中優(yōu)化的襯底到底是如何應用的呢？ FD-SOI在全球的4G帶寬和核心網等很多領域都有使用（如下圖中的藍色字體）。而5G會給我們帶來很多新的機會。5G互聯(lián)世界中需要進一步推廣優(yōu)化的襯底。在5G時代FD-SOI會有更多的應用，例如毫米波，其在5G時代是必然的發(fā)展選擇。FD-SOI mmW在 5G時代將會對核心網和接入網等等提供支持。這在中國有很多機會，中國可以按照這個方向建立完整的生態(tài)系統(tǒng)。

從整體上看，5G是個非常復雜的生態(tài)系統(tǒng)。成功的部署需要整個生態(tài)系統(tǒng)中的各方通力協(xié)作，需要依托國家的大環(huán)境，需要建立很多合作伙伴關系，在當?shù)匦枰猩a、需要有分銷、需要有工程，還要有網絡供應商的參與。在中國，中國移動對于5G的發(fā)展非常地給力。在OEM方面，中國也有很多很好的公司，包括華為、OPPO和中興等等。在5G無晶圓廠、IDM公司和設計公司方面，中國也有很多出名的公司。在晶圓代工方面也有很多優(yōu)秀的公司。

總結

AI和5G是人類發(fā)展的下一個重點。中國將發(fā)揮重要作用，幫助這些技術和解決方案進入大眾市場。優(yōu)化襯底的作用重大，可以推進新技術的發(fā)展。在整個價值鏈中，我們需要加強合作，促進這些新技術在中國的應用。

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