什么是RF-SOI?
阅读这篇文章之前，先跟大家一起补习一个小知识：什么是RF-SOI？
RF（射频）是Radio Frequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围在300KHz～300GHz之间。
SOI全称为Silicon-On-Insulator，即绝缘衬底上的硅，该技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。
RF-SOI 是专门用于制造智能手机和其他产品中的特定射频芯片（如开关和天线调谐器）的专用工艺。RF SOI是绝缘体上硅（SOI）技术的RF版本，与用于数字芯片的全耗尽型绝缘体上硅（FD-SOI）不同。
5G频段划分
5G不仅仅是4G的增量改进，它是移动通信技术的下一个重大演变，其系统性能将提升几个数量级以上。
根据ITU的定义，5G的峰值速率可达10~20Gbit/s，用户的体验速率也能达到100Mbit/s~1 Gbit/s，延迟更是达到了毫米级别。相比之下，5G的数据吞吐量将是4G的100倍。
为满足上述愿景，5G的载波将涵盖众多高、低频段。根据3GPP R15版本的初步定义，5G主要包括两大频谱范围：
1）6GHz以下（Sub-6GHz）频段，其范围为450MHz~6GHz，最大信道带宽100MHz；
2）6GHz以上，主要是毫米波频段，最大信道带宽400MHz。
业内一致认为高、低频谱之间可以优势互补，即毫米波频段连续大带宽频谱，可满足热点区域极高的用户体验速率和系统容量需求，但是其覆盖能力较弱，难以实现全网覆盖，因此需要与Sub-6GHz的低频段联合组网，以解决网络连续覆盖的需求。
为了在国际博弈和竞争中获取有利地位，加快5G网络试验和商用的进程，各国纷纷着手为5G谋划频率资源。根据GSA 统计，截至2018年1月，全球共有113个运营商在56个国家开展或计划开展5G技术试验。
全球5G频段部署
未来5G时代将有更多的频段资源被投入使用，例如，对于Sub-6GHz频段，由于5G频段的频率更高、衰减多，未来可能还需射频套件的输出功率从原有的23dBm提升至26dBm，以支持更好的空间覆盖，这对射频器件的设计难度也提出新的挑战。
RF-SOI在Sub-6GHz频段的应用机遇
射频SOI（RF-SOI）将延续其在4G应用的技术和市场优势，继续成为5G Sub-6GHz频段手机射频开关的主流解决方案，原因如下：
① RF-SOI已经牢牢把控4G手机射频开关市场
RF-SOI市场
相比传统的砷化镓（GaAs）和蓝宝石上硅（SOS）技术，RF-SOI可以同时提供优良的射频性能和低廉的成本。正是基于以上优势，作为移动智能终端前端模块中的关键器件之一，射频开关芯片从2013年已经舍弃原来的GaAs和SOS工艺，转而采用低成本的RF-SOI工艺。
RF-SOI技术目前已经成为4G手机开关类RF应用的主流技术，其市占率已经超过95%。
在Sub-6 GHz频段，5G将会在现有成熟的4G通信基础上延拓，因此，尽管复杂性会大幅度增加，5G使用的技术和设备将与4G类似。
② RF-SOI制造业已经开始进军5G
当前，制造4G及以下射频开关使用的大都是200mm RF-SOI衬底，不能兼容最新的纳米级CMOS工艺，这影响了经济效益和器件性能的提高。
因此，从2016年开始，Soitec公司就积极将RF-SOI衬底尺寸向主流的300mm升级。
Soitec位于本土的Bernin 2厂已经开始大批量供应300mm大尺寸的RF-SOI衬底片，以满足TowerJazz、GlobalFoundries等代工厂更高节点的制造需求。
另外，近期TowerJazz宣布其65nm RF-SOI技术已在位于日本鱼津的300mm工厂实现量产，这进一步增强了RF-SOI的市场潜力。
RF-SOI的谐波水平（输入功率为900MHz）
分析可知，RF-SOI在4G手机射频开关应用中占有绝对的市场优势；而高性能、大尺寸的RF-SOI衬底制备和射频开关代工技术已经证明能够满足5G Sub-6 GHz应用的性能和产能需求，未来RF-SOI无疑将把持5G Sub-6GHz下的手机射频开关市场。
RF-SOI在毫米波段的应用机遇
在毫米波段，由于频率较高，带宽较大，现有的RF-SOI衬底可能难以满足高性能独立射频开关的设计需求，以MACOM和pSemi为代表的射频厂商转而寻绝缘性更优的衬底解决方案，包括SOS和GaAs等。
另外，基于MEMS和相变原理的创新型射频开关也是业内关注的热门技术，未来也可能颠覆射频开关产业。
尽管如此，由于具备高集成能力优势，RF-SOI在毫米波段仍具有应用潜力。
MACOM和pSemi推出的应用于5G毫米波段的
射频开关及其特性
总结
从长远来看，手机通信将从2019年正式迎来5G时代，而5G毫米波技术将最早从2022年开始逐渐步部署。可以预见，未来五年甚至十年内RF-SOI技术在5G应用中的成长空间巨大。
基于空口标准的移动市场预测
来源：传感器与物联网，略有删减