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30
2022
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05
晶訊聚震:獨特的單晶BAW濾波器技術(shù),突破美日構(gòu)建的專利技術(shù)壁壘
微訪談:晶訊聚震創(chuàng)始人Dror Hurvits
訪談背景:珠海晶訊聚震科技有限公司(中文簡稱:晶訊聚震,英文簡稱:CRT)于2017年07月在珠海市橫琴新區(qū)成立,聚焦中高及超高頻單晶FBAR濾波器的研發(fā)、制造與銷售。晶訊聚震由行業(yè)領(lǐng)軍人才Dror Hurvits創(chuàng)立,并聯(lián)合業(yè)內(nèi)專家組建一支國際化團隊。憑借在材料科學和半導(dǎo)體器件工程領(lǐng)域持續(xù)的創(chuàng)新及知識產(chǎn)權(quán)積累,晶訊聚震突破了美國和日本大廠對于BAW/FBAR濾波器的專利和技術(shù)壟斷。目前,晶訊聚震已獲得了兩輪由國內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司、產(chǎn)業(yè)基金和上市公司的投資。近期,麥姆斯咨詢有幸采訪了晶訊聚震創(chuàng)始人Dror Hurvits,為大家揭秘射頻濾波器領(lǐng)域的“希望之星”。

晶訊聚震創(chuàng)始人Dror Hurvits
麥姆斯咨詢:首先,請您先介紹下自己及公司創(chuàng)立緣由。
Dror Hurvits:我畢業(yè)于以色列理工學院化學工程專業(yè)。我過去的職業(yè)生涯都聚焦在射頻和封裝行業(yè),早期在以色列工作,后來到了美國硅谷。2008年,作為珠海越亞半導(dǎo)體股份有限公司創(chuàng)始人和CEO來到中國創(chuàng)業(yè),從無到有一手建立越亞,并且獲得了博通(AVAGO)、QORVO(RFMD)和蘋果(APPLE)等大客戶的青睞,成為他們的供應(yīng)商。期間個人申請了100多項有關(guān)封裝基板技術(shù)的中國和國際專利,例如Via Post 和Panels Level Embedded Die。越亞公司從零起步,到2012年年收入超過8000萬美金,產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品性能和交付能力的鞏固和提升,確立了越亞在IC基板領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。2017年年初,我決定離開越亞,并于同年7月成立了晶訊聚震,希望通過晶訊聚震的團隊和技術(shù),能夠彌合中國與美日在先進濾波器技術(shù)方面的創(chuàng)新性和知識產(chǎn)權(quán)的差距。從我在射頻行業(yè)30年的從業(yè)經(jīng)驗來看,射頻濾波器始終處于模擬半導(dǎo)體器件的最前沿,它采用最前沿的設(shè)計、材料科學、MEMS工藝和先進封裝技術(shù)將聲學和電磁學結(jié)合在同一器件中,從物聯(lián)網(wǎng)、移動終端、基建、汽車到航空電子和航天航空,任何需要連接的平臺都必須要廣泛配置各種尺寸和性能級別的濾波器。就如同IC基板一樣,濾波器也是其中必不可少的器件。隨著中國半導(dǎo)體的創(chuàng)新和崛起,從產(chǎn)業(yè)角度看,像晶訊聚震這樣的濾波器公司在國家半導(dǎo)體布局中不可或缺。

麥姆斯咨詢:接下來,請您談?wù)劸в嵕壅鸢l(fā)展歷程及公司架構(gòu)情況。
Dror Hurvits:晶訊聚震成立于2017年7月,并于2018年初正式運營,2019年12月,公司先進工藝制程中心APC,也是晶訊聚震全資子公司(天津思高制程技術(shù)有限公司),正式落戶天津并投入運營。天津思高擁有單晶高摻雜氮化鋁(AlN)FBAR外延技術(shù)和工藝,同時也為最終產(chǎn)品提供測試和修調(diào)(trimming)技術(shù)。這種首尾制程的結(jié)合形成完整的濾波器工藝閉環(huán)。2020年,晶訊聚震在蘇州建立了運營和供應(yīng)鏈中心,同時完成了第一家國內(nèi)MEMS代工廠、WLP Bump House和OSAT代工的工藝開發(fā)和認證。為了加快產(chǎn)品的交付和市場導(dǎo)入,2022年第二季度,晶訊聚震計劃在深圳成立新的銷售和技術(shù)支持中心。

晶訊聚震的發(fā)展歷程
晶訊聚震的單晶FBAR濾波器產(chǎn)品可以覆蓋多個頻段。2021第四季度開始多款產(chǎn)品進入量產(chǎn)階段,包括B40 1.1mm x 0.9mm HPUE、n41TRx 1.4mm x 1.1mm、2.0mm x 1.6mm和1.1mm x 0.9mm HPUE,以及應(yīng)用在小基站上的n79 1.4mm x 1.1mm窄帶產(chǎn)品。今年也有多款產(chǎn)品正在進行新品導(dǎo)入和版本升級,即將轉(zhuǎn)向量產(chǎn)爬坡,包括小尺寸的B3雙工器和B7雙工器(1.6mm x 1.2mm),N79全頻段帶通濾波器(帶外抑制0-6 GHz大于30dB),Wifi6 LB/HB、WiFi6+6E FB(~2GHZ 帶寬)、WiFi6/6E及雙工器等產(chǎn)品。

麥姆斯咨詢:在BAW濾波器(例如FBAR)領(lǐng)域,專利侵權(quán)問題一直困擾著眾多中國創(chuàng)業(yè)公司,晶訊聚震如何解決該問題?同時,也請闡述你們的專利布局情況。
Dror Hurvits:對國內(nèi)的創(chuàng)業(yè)公司而言,濾波器的專利壁壘確實很高。圍繞BAW濾波器技術(shù),美日公司進行了大量的專利布局,涵蓋濾波器的設(shè)計、結(jié)構(gòu)、多工藝流程以及提升濾波器更好性能的WLP技術(shù),極大地抬高了濾波器技術(shù)的準入門檻。從成立第一天開始,晶訊聚震就在IP領(lǐng)域進行了全面的戰(zhàn)略部署,即在為自身技術(shù)提供強有力保護的同時,也絕不侵犯其他公司的相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)。在IP領(lǐng)域,結(jié)構(gòu)、封裝和設(shè)計架構(gòu)相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán)被認為是最穩(wěn)固的專利,也最容易從終端產(chǎn)品中識別。以此為出發(fā)點,晶訊聚震已建立自有的專利體系,迄今為止,我們已獲得28個美國和中國專利授權(quán),以及數(shù)十個專利申請,到今年年底,晶訊聚震的專利總數(shù)將突破50個(其中絕大部分為發(fā)明專利)。這些專利全方位覆蓋了晶訊聚震的射頻濾波器技術(shù),并為我們創(chuàng)新的濾波器技術(shù)提供了必要的工藝、材料、封裝、設(shè)計和結(jié)構(gòu)保護。對于晶訊聚震這家相對年輕的公司來說,短時間內(nèi)獲得如此數(shù)量的創(chuàng)新發(fā)明專利授權(quán)是極少的現(xiàn)象,美國和中國的專利審查無法找到類似的現(xiàn)有技術(shù),因此授予專利的速度相對較快,這也從側(cè)面反應(yīng)了晶訊技術(shù)的先進性和創(chuàng)新型。毋庸置疑,晶訊聚震在專利和知識產(chǎn)權(quán)儲備方面投入了大量的資金,后期也將持續(xù)加大投入。

晶訊聚震的專利墻
麥姆斯咨詢:晶訊聚震研發(fā)的單晶FBAR濾波器有何特點?技術(shù)難點在哪?
Dror Hurvits:正如SAW和Guided-Wave SAW等其他濾波器技術(shù)所證明的,壓電和電極特性的可預(yù)測性對于最終器件的性能和良率至關(guān)重要。當SAW濾波器可以使用單晶壓電材料,而BAW器件卻無法做到,這個問題現(xiàn)在變得尤為突出,因為大多數(shù)高性能BAW器件需要使用摻雜稀土材料的氮化鋁來實現(xiàn)基本性能以及不斷增加的帶寬需求。以單晶形式實現(xiàn)高摻雜壓電材料,顯著提高了其耦合系數(shù),并為實現(xiàn)其他濾波器技術(shù)(如高性能IPD與FBAR相結(jié)合的濾波器)創(chuàng)造了條件。這種“SiP”器件具有更寬的帶寬、更低的插損、更好的帶外抑制。此外,如果設(shè)計得當,單晶氮化鋁可以更好地提高濾波器的功率性能,高摻雜單晶FBAR技術(shù)目前類似于“無人區(qū)”,幾乎沒有現(xiàn)成的模型或者材料特性作為參考。盡管如此,高摻雜單晶不僅被許多人認為是體聲波濾波器的未來,而且還是大功率晶體管的方案之一。
麥姆斯咨詢:在射頻濾波器領(lǐng)域,國際大廠以垂直整合制造商(IDM)模式為主,擁有強大的市場競爭力。而創(chuàng)業(yè)公司往往資金和人才不足,難以在早期就自建半導(dǎo)體工藝線,因此采用無晶圓廠(Fabless)模式。請問晶訊聚震采用何種模式?原因是什么?
Dror Hurvits:目前,晶訊聚震通過結(jié)合IDM的混合模式進行晶圓設(shè)計、外延生長、堆疊、離子束修整及測試。而MEMS代工和WLP生產(chǎn),由晶訊聚震提供工藝指導(dǎo)和部分設(shè)備委托合作伙伴,外包完成。晶訊聚震計劃通過這種模式建立一條專有的MEMS生產(chǎn)線。晶訊聚震是中國為數(shù)不多的,由自有團隊完全掌控完整工藝從晶圓制備到成品的整個過程的BAW濾波器公司之一。
麥姆斯咨詢:與博通(Broadcom)、Qorvo等國際大廠相比,晶訊聚震有哪些優(yōu)勢?
Dror Hurvits:為實現(xiàn)3GHz及以上高頻和更大帶寬的新一代濾波器,晶訊聚震的競爭對手大多使用高摻雜氮化鋁的多晶壓電材料,該技術(shù)需要額外的兩層三明治結(jié)構(gòu)的非摻雜氮化鋁層(俗稱“種子層”),這種壓電材料的“混合物”會變得難以控制,并且隨著壓電層變得更?。ㄓ捎诟叩念l率),摻雜水平需要進一步提高。但是這樣會帶來更差的插入損耗和更差的帶外抑制,從而惡化濾波器的性能。此外,濾波器的結(jié)構(gòu)需要大量的諧振器,這也增加了它的復(fù)雜性和體積,并且良率也會隨之降低,成本反而增加,而單晶壓電元件則不需要此種三明治結(jié)構(gòu)的“混合物”。由于單晶壓電元件的同質(zhì)材料特性,帶寬和其他諧振器特性受到嚴格控制,使FBAR能夠與其他電磁電路(如IPD)完全匹配,以獲得更大的帶外抑制、更大的帶寬和更好的插入損耗水平。除此之外,相比而言,F(xiàn)BAR濾波器尺寸更小、復(fù)雜性更低、良率高、成本也相對低,在所謂的“混合”設(shè)計結(jié)構(gòu)中,EM電路和FBAR諧振器陣列的組合能更好地提高濾波器的功率容量。
麥姆斯咨詢:外延和摻雜都是FBAR濾波器的關(guān)鍵工藝,晶訊聚震如何提升工藝能力并保證良率?
Dror Hurvits:晶訊聚震發(fā)明了一種全新的技術(shù),允許在所謂的“供體”晶圓上生長很薄的高摻雜的壓電材料,然后將其轉(zhuǎn)移到硅晶圓上,以便利用“標準”的MEMS FAB現(xiàn)有設(shè)備和設(shè)施完成晶圓制程。

麥姆斯咨詢:請您介紹一下晶訊聚震的濾波器產(chǎn)能規(guī)劃情況。
Dror Hurvits:晶訊聚震目前采用結(jié)合IDM的混合模式,可以達到1500片/月的產(chǎn)能。
麥姆斯咨詢:在產(chǎn)品形態(tài)方面,是否為客戶提供從芯片到模組的全系列產(chǎn)品?可以介紹幾款主打產(chǎn)品?
Dror Hurvits:晶訊聚震可提供多種應(yīng)用場景中的射頻濾波器:
1. 分立的單個濾波器(CSP封裝)
2. 分立的多個FBAR芯片的濾波器(CSP封裝)
3. 分立的多個FBAR和其他濾波器(CSP封裝)
4. 用于模組產(chǎn)品的WLP裸芯片(Die)
5. 扇入晶圓級封裝產(chǎn)品
2022年,我們主要的產(chǎn)品覆蓋B40 1109、n41TRx(多種尺寸和不同應(yīng)用)、超小尺寸的B3雙工器和B7雙工器、WiFi2.4、WiFi6LB、WiFi6HB、WiF6/6E、n79NB、n79FB等。
麥姆斯咨詢:最后,請展望晶訊聚震的未來五年發(fā)展,謝謝。
Dror Hurvits:晶訊聚震未來五年希望成為移動終端、基站、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場的高端濾波器供應(yīng)商。