格羅方德與三星宣布重大突破，FD-SOI邁入新里程

日前在上海舉辦的FD-SOI論壇上，參會的中外同行明顯比去年多，而且，對於FD-SOI的自信也明顯的寫在了他們的臉上。

而作為襯托的是，來自中國地方政府的官員也增多了，比如來自成都、重慶的地方官員，他們都希望將傳說中的中國首條FD-SOI 12寸產線落戶到自己的產業基地……

這一次會議，SOI的三大晶圓代工領頭羊——格羅方德（GlobalFoundries）、三星半導體與意法半導體均宣布了重大突破。

格羅方德宣布了將在2019年上半年為客戶流片基於12nm的FD-SOI（GF稱為12FDX）產品，這也是FD-SOI產業首次明確的向大家展示了FD-SOI的路線圖，指明了方向。

同時，格羅方德還宣布，明年年中將有超過10個客戶的基於22nm FD-SOI工藝（22FDX）的晶片進入量產，而目前已有22FDX的客戶超過50家。

「我們的基於軟體控制的體偏FD-SOI工藝，可以實現定製的『按需提供峰值性能』，同時平衡靜態與動態功耗從而實現了最優的性能與功耗匹配。

加上SOI工藝對於RF和模擬器件的集成優勢，這對於未來的主流手機晶片、5G、VR/AR、IOT都是最合適的工藝選擇。

」格羅方德產品管理事業群高級副總裁Alain Mutricy表示。

他預測，2019年他們的12FDX量產時，將會是手機晶片公司的重要選擇。

「那些極高端的智慧型手機晶片可能仍會採用FinFET（到時可能會是7nm FinFET），但是大部分主流的手機，採用我們12FDX已經足夠，我們能夠以低於16/14nm FinFET的成本與功耗提供等同於10nm FinFET的性能。

」Alain Mutricy稱。

相對於格羅方德的激進，三星則是更穩成一些。

三星LSI執行副總裁Jong-Shik Yoon向大家宣布，經過幾年的努力，去年底他們已解決了28nm FD-SOI的良率問題，現在正式宣布28nm FD-SOI工藝已經成熟，並且已有超過12個客戶的晶片正在流片中，主要針對的是IOT晶片以及MCU產品。

「我們認為28nm FD-SOI將會是一個很有前景，很長生命周期的工藝。

」他表示。

而對於28nmn FD-SOI的演進路線，他雖然沒有透露詳細的內容，但是他表示：「三星已經完全做好了準備，開始下一代FD-SOI的技術。

」他幽默地透露：「可能不僅有28nm FD-SOI。

」

而意法半導體這一次則是帶來了幾乎令參會的老外們集體「高潮」的產品——外觀華麗的華米最新的運動手錶。

雖然這款手錶兩周前在北京發布了，但是這一次，因為它裡面採用了索尼的一顆最新的基於28nm FD-SOI的GPS，而這顆GPS由意法半導體代工。

基於意法與三星的合作夥伴關係，前者僅會做小批量的代工，量大後則可能會轉移到三星，而它裡面的重要的薄膜基材採用了Soitec公司的產品，而這一家公司可以說是FD-SOI的最大推動者，多年的努力，終於迎來了FD-SOI首款大批量量產的晶片。

所以，從索尼、到意法半導體、到三星、到Soitec都為這一產品激動不已。

「它是我們的Baby。

」Soitec的副總裁、SOI聯盟的執行官Giorgio Cesana以這樣一種情不自己的語氣說道。

索尼IOT業務部總經理松岡伸泰解釋，由於採用了最新的28nm FD-SOI，這一顆最新的GPS（5603GF）電壓也由之前的1.1V降到0.6V，而功耗由前一代的6.3mW降到了1.5mW。

「我們與代工廠一起，克服了挑戰，將所有邏輯電路、SRAM以及模擬電路的電壓都降到了0.6V，所以實現了GPS晶片的功耗大幅下降。

」他說道。

圖題：這就是那顆讓索尼、意法半導體、三星、Soitec都無比激動的GPS晶片，華米新發布的運動手錶首次採用。

SOI聯盟的人稱之為「我們的Baby。

」

這一次會議上，來自業界的權威更是樂觀地預測了FD-SOI在7nm上的可能性。

法國原子能中心科研所（CEA Tech）下屬研究機構CEA-LETI 執行長Marie Semeria指出：「我們通過晶片上的一些測試，對FD-SOI在7nm 上的實現作出非常樂觀的預測。

」而來自國際半導體權威調研機構IBS, Inc的創始人兼CEO Handel Jones也表示，「我們認為FD-SOI可以擴展到7nm。

」

「本屆奧運會中國女排得冠告訴我們一件事情，關鍵不在於你贏過多少次，而在於是否贏得了關鍵的那幾次。

」芯原半導體總裁兼CEO戴偉民博士說道，並且他提出一個新的理論：「由於FinFet的高成本與設計挑戰，在5nm節點，FinFet是否會與FD-SOI融合呢？」

FD-SOI為什麼會比FinFet成本與功耗都低？

為什麼格羅方作德（GlobalFoundries)表示，12FDX能夠以低於16/14nm FinFET的成本與功耗提供等同於10nm FinFET的性能呢？竟其原因，是FD-SOI採用了更簡易的平面電晶體工藝，並且減小了掩膜數與曝光切割。

如下圖所示。

圖題：FD-SOI實現低成本與低功耗的原因

以具體數值來看：

1、16nm/14nm FinFET工藝成本相當於28nm的兩倍

2、16nm/14nm FinFET工藝設計周期是28nm的2.4倍，7nm是28nm的5倍，而格羅方德目前成熟的22FDX與16nm/14nm FinFET工藝相比可以減少曝光切割50%以上，可以減少

40%掩膜成本，而且無Fin-specific規則。

「該平台支持全節點縮放，性能比現有FinFET工藝提升了15%，功耗降低了50%。

而掩膜成本則比少於10nm FinFET工藝減少40%！」格羅方德的Alain Mutricy稱。

在能效方面，22FDX由於可以做到超低電壓0.4V運行，超低漏電（1pA/um），所以功耗下降不少。

前面說的索尼那個意法代工的GPS晶片，28nm FD-SOI電壓也可降到0.6V，所以功耗都實現了大幅降低。

「不使用體偏，FD-SOI的漏電可以省25%，加上體偏，漏電可以再省5%。

」Alain Mutricy表示，「並且格羅方德採用了軟體可控的體偏，可以實現按需設計峰值，定製晶片的性能。

這個功能對於智慧型手機、人工智慧處理器以及VR/AR都十分重要。

」

芯原半導體董事長戴偉民博士十分看好FD SOI，他指出，「從傳統的體矽轉向FD-SOI就像是換個跑道那麼簡單，但是，如果要轉向FinFET，擠到FinFET的跑道就十分困難了。

」芯原半導體與格羅方德、三星以及意法三家FD-SOI代工廠都有合作關係，幫助客戶進行ASIC設計，對接FD-SOI工藝。

圖題：16/14nm Finfet與14nm FD-SOI的成本比較（來源：IBS）

FD-SOI對射頻器件的集成優勢將助力5G與NB IOT（全文請閱讀原文）