FD-SOI的進擊之路，為什麼是中國半導體的崛起之道？

摘要：此前FinFET一直大行其道，但是，最近幾年，FD-SOI技術也越來越受到業界的關注，FD-SOI技術的技術優勢和前景也被挖掘出來。

中國，作為FD-SOI技術的重要支持者，又如何藉此助力半導體產業的發展呢？

集微網消息（文/Aki）當半導體工藝製程發展到22nm的時候，為了滿足性能、成本、功耗等多方面的需求，延伸出了FinFET和FD-SOI兩種技術。

雖然此前FinFET一直大行其道，但是，最近幾年，FD-SOI技術也越來越受到業界的關注，諸如格芯、三星、索尼、ST、芯原等廠商在FD-SOI技術上的投入越來越多，FD-SOI的技術優勢和前景也被挖掘出來。

芯原控股有限公司創始人、董事長兼總裁戴偉民

半導體製程需要「兩條腿走路」

在今日（9月18日）舉行的第六屆上海FD-SOI論壇上，IBS總裁Handel Jones表示，人工智慧將是未來十年半導體行業增長的主要驅動力，將會改變諸如駕駛、運輸等多個傳統行業。

我們今天所看到的自動駕駛技術就是基於人工智慧。

即便是我們日常所使用的智慧型手機，也正在被人工智慧所滲透。

數據顯示，2018年，全球智慧型手機的出貨數量出現了下降，但是Handel Jones強調，每部智慧型手機中所使用的半導體數量卻在顯著增加。

憑藉智慧型手機每年龐大的出貨量，將會極大的影響主導IC供應的三大技術：FinFET、CMOS以及FD-SOI。

以FinFET為例，目前蘋果最新推出的iPhone中已經首次採用基於7nm製程的晶片，而作為7nm製程的領導者，7nm將會有望占台積電第四季度營收的25%。

但是對於市場而言，單一的製程並不能滿足所有的應用，同時，一個製程也難免有著自身的缺陷。

FinFET雖然對數字設計非常有效，但是在RF和模擬混合信號設計上卻有著不足。

CMOS技術又難以縮小到22nm以下，FD-SOI具有非常低的功耗，在RF上的表現要優於FinFET，但是目前生態系統還在發展中。

在芯原控股有限公司創始人、董事長兼總裁戴偉民看來，考慮到FinFET和FD-SOI的技術特點，對於目前的半導體產業來說，需要的是兩條腿走路：用FinFET技術來滿足數字晶片對於高性能的需求，用FD-SOI技術來滿足物聯網等應用對於高集成和低功耗的要求。

對於目前的半導體產業而言，由於下游的應用越來越多，涉及的範圍越來越廣，對於技術也提出了不同的需求，單一的技術已經難以滿足市場的需求。

FinFET和FD-SOI技術，作為未來發展的兩個方向，也印證了這一趨勢。

格芯戰略部高級副總裁Gregg Bartlett強調，隨著FinFET研發的成本越來越高，就要求技術落地的時候支出更多，對於大多數企業而言是難以為繼的。

無論是對於格芯而言，還是對整個半導體產業而言，盲目的投入先進位程的研發並不是明智之舉。

優先考慮市場的適用性，針對不同的應用，優化產品架構，滿足市場的主流需求，從而占據市場的主導地位。

FD-SOI技術的機遇在哪裡？

三星電子高級副總裁Gitae Jeong表示，諸如新興的ADAS、車聯網、信息娛樂系統、動力系統等涉及的晶片或傳感器等可採用FD-SOI工藝，其中，物聯網、自動駕駛以及人工智慧將會是未來FD-SOI技術發展的巨大機遇。

之所以得出這一結論，在Gitae Jeong看來，主要是由當前產業所處的時代所決定的，即第四次工業革命，而物聯網和人工智慧技術則最有可能滿足第四次工業革命所提出的種種需求。

以物聯網為例，由於物聯網需要更多高效的解決方案，這就要求技術廠商在設計晶片的時候，通常能夠將更多的功能、更多的技術集成到單個晶片當中，同時還要求保持晶片與晶片之間的互通性，足夠的數據處理能力以及足夠的存儲空間。

而這並不是一件容易的事情。

尤其是採用FinFET工藝的時候，想要實現這一目標，還要兼顧物聯網設備的低功耗，就更不容易。

正如之前所說，FD-SOI具有非常低的工作和待機功耗，在RF功能上要優於FinFET工藝。

而且，Handel Jones強調，與FinFET相比，FD-SOI成本優勢也非常明顯。

格芯Fab1總經理兼高級副總裁Thomas Morgenstern

以22nm FD-SOI工藝為例，其柵極成本要低於28nm 的CMOS工藝。

12nm FD-SOI工藝要比16nm FinFET低22.4%，要比10nm FinFET低23.4%，比7nm FinFET低27%。

實現這一優勢的主要原因在於，12nm FD-SOI能夠以更少數量的掩模步驟來補償更高的基板成本。

不過值得注意的是，即便是三星和格芯，在各自FD-SOI工藝的發展路線上也不盡相同，因此，也有著不同的優勢。

目前來看，雖然FD-SOI的重點還在28nm和22nm，但是未來，格芯的下一個製程將會是12nm FD-SOI，而三星則是規劃了18nm。

也就是說，格芯走的是從22nm到12nm的路線，三星走的是28nm到18nm的路線。

不同路線的制定，能夠滿足不同的應用，也有利於FD-SOI生態圈的建設。

格芯Fab1總經理兼高級副總裁Thomas Morgenstern表示，作為物聯網和人工智慧等市場的主要驅動力，FD-SOI技術在市場上的接受程度越來越高。

在Thomas Morgenstern看來，除了能夠滿足物聯網等新應用的低功耗需求之外，FD-SOI技術還能夠滿足市場對於差異化的需求，可以說，當下正是FD-SOI技術進入新市場的最佳時機。

中國科學院院士，中國科學院上海微系統與信息技術研究所所長王曦

中國半導體的崛起之道

中國科學院院士，中國科學院上海微系統與信息技術研究所所長王曦表示，對於FD-SOI技術而言，最重要的是兩點：市場需求和生態系統。

市場需求方面，王曦院士強調，隨著物聯網、自動駕駛等技術的發展和市場的崛起，更多的應用開始湧現，尤其是在不久前的無錫物聯網大會上，出現了很多很多需要應用到這一技術的物聯網應用，這就是市場對FD-SOI技術提出的需求。

數據顯示，2017年，中國物聯網市場進入實質性發展階段，全年市場規模超過一萬億人民幣，年複合增長率超過25%，可以說有著巨大的成長潛力。

而正如之前所說，很多物聯網應用對高集成度和低功耗都有著強烈的要求，而這也正是FD-SOI技術的優勢所在，這些應用都需要FD-SOI技術來支持。

生態系統方面，據了解，經過多年的發展，FD-SOI的生態圈已涵蓋工具廠商、IP廠商、設計服務廠商、晶片廠商、製造廠商等，以提供易於獲取的即插即用方案，從而最大限度降低客戶成本。

此外，從國家的發展戰略來看，FD-SOI技術也非常適合目前中國的發展情況。

王曦表示，隨著中國在全球半導體領域扮演著越來越重要的角色，就需要在技術上有所突破。

FD-SOI技術經過過去幾年的發展，已經取得了不錯的成績。

而中國早在2015年就對FD-SOI技術表達了高度興趣。

2017年2月，格芯12英寸晶圓廠在成都正式動工。

2017年5月，格芯與成都市正式簽署了《FD-SOI產業生態圈行動計劃》，格芯與成都市合作，雙方共同在成都建立多個專注於IP開發、集成電路設計的中心，並孵化成都本地的無晶圓廠企業，以支持半導體和系統公司開發基於22nm FD-SOI的面向移動、互聯、5G、物聯網和汽車市場的產品。

成都市人民政府副市長范毅表示，FD-SOI技術在物聯網、5G、人工智慧等領域有著廣泛的應用，成都市作為FD-SOI技術發展的見證者和參與者，希望更多的企業能夠與成都攜手合作，打造FD-SOI技術的生態圈，助力產業的發展！（校對/叨叨）