經過這幾年的推廣,完全空乏型矽絕緣層金氧半電晶體(FD-SO)I在市場上的認知度有了很大的提高,FD-SOI的設計生態系統也在持續壯大之中,並且在28奈米(nm)和22nm的製程節點上進展尤為迅猛。

在第五屆上海FD-SOI論壇上,來自產業鏈上下游的嘉賓彙聚在一起,為大家描述了一個更為清晰、更為振奮人心的未來,EDN China在此整理出來和大家分享。

1.FD-SOI已經有終端產品?

是的!FD-SOI已經出現在消費電子和汽車應用中。比如索尼(Sony)新一代的智慧手錶中的GPS,目前市場上最優秀的GPS產品功耗大概在10mW,而使用FD-SOI技術製作的晶片功耗能達到1mW。此外華米/卡西歐(Casio)手錶中也用到了FD-SOI元件。

在汽車應用中,Mobileye(已被Intel收購)的EyeQ4,以及NXP(已被Qualcomm收購)的i.MX8系列都採用FD-SOI來獲取更好的功效。

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2. 多少IC公司會上FD-SOI的船?

目前已有多家IC設計廠商公開表示全面擁抱FD-SOI。從GlobalFoundries的資料來看,其22FDX已有135家客戶有興趣,20家客戶會在今年底之前進入MPW試產。

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3.最上游的矽片(substrate)有哪些公司能提供?

全球有三家位於三大洲的公司能夠供應FD-SOI晶圓,包括法國Soitec、日本信越半導體(SHE)、美國SunEdison。

在中國,上海新傲科技投資超過20億人民幣,計畫利用二期fab推出12吋產品,總產能從15萬片達60萬片/年。

法國Soitec是最早實現FD-SOI矽片的高良率成熟量產,現在,上海矽產業投資有限公司NSIG收購Soitec14.5%的股份,實現了自己的產品架構。

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FD-SOI的製程,相當於是把一部分由Foundry做的工作放在了substrate上,所以價格比傳統矽片高,相信未來大規模量產後還會進一步降低成本。

4.代工廠的FD-SOI製程做到哪一步了?

Globalfoundries的22FDX已經準備就緒,另外12FDX的線路圖也已公佈,將會聚焦於行動、5G、汽車、AR/VR、人工智慧(AI)等多個領域。

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另外,GlobalFoundries執行長Sanjay Jha在談到成都工廠時表示,「成都的工廠是我見過的建造速度最快的Fab,明年下半年投產。」

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三星(Samsung)FD-SOI的主要製程還集中在28nm,但是下一代的18nm將不會太遠。

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意法半導體(STMicroelectronics)沒有參加此次峰會,但RISC-V處理器已有10款採用FD-SOI設計,其中也有用到意法半導體28nm FD-SOI製程。

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之前也有消息稱,中國政府會投資上海華力進入FD-SOI市場,但也有消息指出其只是研發,還未正式進入商業代工。

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5.哪些EDA/IP廠商支援?

眾多電子設計自動化(EDA)公司正積極研發與FD-SOI相關的IP。Cadence和Synopsys已有經過驗證的FD-SOI IP。

芯原從2013年就與意法半導體在其ST28nm FD-SOI上合作,2014年開始和三星在SEC28nm FD-SOI上合作;2015年開始和GlobalFoundries在GF22nm FD-SOI上合作,現在能夠在28nm和22nm提供IP平台和設計服務。

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6.關鍵應用市場有哪些?

在關鍵應用市場方面,GlobalFoundries和Soitec的觀點基本是一致的(雖然理由不太一樣):

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物聯網(IoT)需要超低功耗、RF系統整合的趨勢;汽車先進駕駛輔助系統(ADAS)需要系統級整合元件;人工智慧、神經網路也需要更高性能、更低功耗;5G日益成熟,需要RF高整合,相信未來更多晶片採用FD-SOI技術。

7.未來市場有多大?

IBS執行長Handel H.Jones表示,現有28nm的產品中,有90%都適合FD-SOI製程,所以這個市場相當龐大。當然,至於FD-SOI能搶到多少,還是得看整個生態了。

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