要判定FinFET、FD-SOI與平面半導(dǎo)體制程各自的市場(chǎng)版圖還為時(shí)過(guò)早…
盡管產(chǎn)量仍然非常少,全空乏絕緣上覆矽(fullydepletedsilicon-on-insulator,F(xiàn)D-SOI)制程有可能繼Globalfoundries宣布12奈米計(jì)畫(huà)(參考閱讀)之后快速成長(zhǎng);而市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)InternationalBusinessStrategies(IBS)資深分析師HandelJones表示,三星(Samsung)或?qū)⒃谥袊?guó)上海成立的一座新晶圓廠是否會(huì)采用FD-SOI制程技術(shù),會(huì)是其中的重要因素。
獲得英特爾(Intel)、三星、臺(tái)積電(TSMC)等大廠采用的FinFET制程,號(hào)稱能提供最高性能與最低功耗;但Jones指出,在約當(dāng)14奈米節(jié)點(diǎn),F(xiàn)D-SOI每邏輯閘成本能比FinFET低16.8%,此外其設(shè)計(jì)成本也低25%左右,并降低了需要重新設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)。
此外不久前在上海出席了一場(chǎng)FD-SOI技術(shù)會(huì)議的Jones指出,F(xiàn)D-SOI具備能透過(guò)偏壓(biasing)動(dòng)態(tài)管理功耗的獨(dú)特能力;該制程還因?yàn)槊黠@比FinFET更高的截止頻率(cut-offfrequency),而能為RF帶來(lái)更有力的支援:“我們認(rèn)為智慧型手機(jī)應(yīng)用處理器與數(shù)據(jù)機(jī)晶片會(huì)采用12奈米FD-SOI制程,替代10奈米或可能的7奈米FinFET?!?/p>
IBS指出,在14奈米節(jié)點(diǎn),F(xiàn)D-SOI的晶圓成本比FinFET低16.8%
(來(lái)源:IBS)
Jones估計(jì),如果該制程只能從Globalfoundries取得,可能產(chǎn)量會(huì)成長(zhǎng)至占據(jù)全球先進(jìn)節(jié)點(diǎn)晶圓代工業(yè)務(wù)的四分之一;不過(guò):“如果三星在重要時(shí)刻加入,我認(rèn)為有40~50%的14/16/10奈米節(jié)點(diǎn)代工業(yè)務(wù)可能會(huì)由FD-SOI囊括──三星是外卡(wildcard)選手。”
中國(guó)則是另一個(gè)“外卡”選手,特別是一座正在上海興建的新晶圓廠──該座隸屬于上海華力(HuaLi)的晶圓廠(第二座)將可從中國(guó)政府取得58億美元的補(bǔ)助;Jones表示,該座晶圓廠還未選擇要采用哪種制程,但:“他們有合理的可能性會(huì)選FD-SOI?!?/p>
華力現(xiàn)正營(yíng)運(yùn)中的12寸晶圓廠每月產(chǎn)能約3萬(wàn)片;該公司是華虹(HuaHong)集團(tuán)的一份子,同屬該集團(tuán)的還有目前擁有一座8寸晶圓廠的宏力半導(dǎo)體(GraceSemiconductor)。
不過(guò)號(hào)稱是中國(guó)擁有最先進(jìn)技術(shù)的晶圓代工業(yè)者中芯國(guó)際(SMIC),則不太可能會(huì)采用FD-SOI制程;Jones表示,該公司將注意力集中在量產(chǎn)High-K金屬閘極與多晶矽28奈米制程:“他們做的是市場(chǎng)主流正確選擇?!比欢舱J(rèn)為,中國(guó)嘗試于復(fù)雜的FinFET制程與臺(tái)積電競(jìng)爭(zhēng),恐怕仍會(huì)落后一大段距離;臺(tái)積電已經(jīng)有500位工程師專注于實(shí)現(xiàn)FinFET設(shè)計(jì)。
整體看來(lái),要判定FinFET、FD-SOI與平面半導(dǎo)體制程各自的市場(chǎng)版圖還為時(shí)過(guò)早;Jones所能估計(jì)的是FD-SOI技術(shù)整體有效市場(chǎng)(totalavailablemarket),并非市占率。
FD-SOI制程在2017年估計(jì)有170億美元的有效市場(chǎng),但還不確定實(shí)際上能產(chǎn)生多少營(yíng)收
(來(lái)源:IBS)
現(xiàn)有的22奈米FD-SOI晶圓出貨量估計(jì)在每月6萬(wàn)~10萬(wàn)片,整體28奈米制程晶圓出貨量則為30萬(wàn)片;Jones表示,Globalfoundries預(yù)期在2019年以前不會(huì)與客戶展開(kāi)在12奈米FD-SOI制程上的合作:“他們應(yīng)該嘗試加快速度?!?/p>
而IBS預(yù)期,各種不同類型的28奈米制程仍會(huì)是市場(chǎng)最大宗,估計(jì)到2025年都會(huì)維持每月30萬(wàn)片晶圓的產(chǎn)量;在Jones出席的上海會(huì)議中,有一位三星高層展示了一張投影片,表示該公司認(rèn)為28奈米會(huì)維持比其他節(jié)點(diǎn)都低的單電晶體成本。
長(zhǎng)期看來(lái),各種型態(tài)的28奈米平面電晶體制程仍會(huì)是市場(chǎng)主流
(來(lái)源:IBS)
也就是說(shuō),F(xiàn)inFET制程還有很大的成長(zhǎng)潛力;據(jù)說(shuō)蘋(píng)果(Apple)是采用臺(tái)積電的16FF+制程生產(chǎn)iPhone7之A10處理器,預(yù)期將會(huì)繼續(xù)采用臺(tái)積電的10奈米FinFET制程,生產(chǎn)可能會(huì)在明年開(kāi)始量產(chǎn)iPhone8使用的A11處理器。
Jones表示:“Apple積極推動(dòng)明年以10奈米制程生產(chǎn)晶片,以及后年的7奈米制程;而臺(tái)積電也積極投入資本支出趕上進(jìn)度──也許還是會(huì)延遲一季或兩季,但會(huì)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)?!?/p>
IBS估計(jì),F(xiàn)inFET制程的每邏輯閘成本因?yàn)槠鋸?fù)雜性與較低良率,可能在每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)略微上升;不過(guò)Jones表示,對(duì)此英特爾有不同的觀點(diǎn),表示該公司認(rèn)為每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電晶體成本會(huì)持續(xù)下降:“這需要達(dá)到固定良率(constantyields),這是個(gè)優(yōu)良目標(biāo)但不容易達(dá)成,我不知道英特爾的14奈米節(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)達(dá)到該目標(biāo)?!?/p>
至于臺(tái)積電則不太可能會(huì)采用FD-SOI技術(shù),但Jones認(rèn)為該公司絕對(duì)會(huì)對(duì)該制程帶來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)壓力做出回應(yīng):“他們或許得積極推動(dòng)7奈米制程,并提供結(jié)合RF、嵌入式非揮發(fā)性記憶體,以及另外采用其昂貴但表現(xiàn)優(yōu)異的InFlo技術(shù)制造的I/O功能區(qū)塊的多晶片解決方案?!?/p>
IBS預(yù)期,每一代的FinFET制程邏輯閘成本將持續(xù)上揚(yáng)
(來(lái)源:IBS)
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