【中國傳動網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】 當(dāng)半導(dǎo)體工藝制程發(fā)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(shù)。

雖然此前FinFET一直大行其道，但是，最近幾年，F(xiàn)D-SOI技術(shù)也越來越受到業(yè)界的關(guān)注，諸如格芯、三星、索尼、ST、芯原等廠商在FD-SOI技術(shù)上的投入越來越多，F(xiàn)D-SOI的技術(shù)優(yōu)勢和前景也被挖掘出來。

芯原控股有限公司創(chuàng)始人、董事長兼總裁戴偉民

半導(dǎo)體制程需要“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HandelJones表示，人工智能將是未來十年半導(dǎo)體行業(yè)增長的主要驅(qū)動力，將會改變諸如駕駛、運輸?shù)榷鄠€傳統(tǒng)行業(yè)。我們今天所看到的自動駕駛技術(shù)就是基于人工智能。

即便是我們?nèi)粘Ｋ褂玫闹悄苁謾C，也正在被人工智能所滲透。

數(shù)據(jù)顯示，2018年，全球智能手機的出貨數(shù)量出現(xiàn)了下降，但是HandelJones強調(diào)，每部智能手機中所使用的半導(dǎo)體數(shù)量卻在顯著增加。憑借智能手機每年龐大的出貨量，將會極大的影響主導(dǎo)IC供應(yīng)的三大技術(shù)：FinFET、CMOS以及FD-SOI。

以FinFET為例，目前蘋果最新推出的iPhone中已經(jīng)首次采用基于7nm制程的芯片，而作為7nm制程的領(lǐng)導(dǎo)者，7nm將會有望占臺積電第四季度營收的25%。

但是對于市場而言，單一的制程并不能滿足所有的應(yīng)用，同時，一個制程也難免有著自身的缺陷。

FinFET雖然對數(shù)字設(shè)計非常有效，但是在RF和模擬混合信號設(shè)計上卻有著不足。CMOS技術(shù)又難以縮小到22nm以下，F(xiàn)D-SOI具有非常低的功耗，在RF上的表現(xiàn)要優(yōu)于FinFET，但是目前生態(tài)系統(tǒng)還在發(fā)展中。

在芯原控股有限公司創(chuàng)始人、董事長兼總裁戴偉民看來，考慮到FinFET和FD-SOI的技術(shù)特點，對于目前的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說，需要的是兩條腿走路：用FinFET技術(shù)來滿足數(shù)字芯片對于高性能的需求，用FD-SOI技術(shù)來滿足物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用對于高集成和低功耗的要求。

對于目前的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言，由于下游的應(yīng)用越來越多，涉及的范圍越來越廣，對于技術(shù)也提出了不同的需求，單一的技術(shù)已經(jīng)難以滿足市場的需求。FinFET和FD-SOI技術(shù)，作為未來發(fā)展的兩個方向，也印證了這一趨勢。

格芯戰(zhàn)略部高級副總裁GreggBartlett強調(diào)，隨著FinFET研發(fā)的成本越來越高，就要求技術(shù)落地的時候支出更多，對于大多數(shù)企業(yè)而言是難以為繼的。

無論是對于格芯而言，還是對整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言，盲目的投入先進制程的研發(fā)并不是明智之舉。優(yōu)先考慮市場的適用性，針對不同的應(yīng)用，優(yōu)化產(chǎn)品架構(gòu)，滿足市場的主流需求，從而占據(jù)市場的主導(dǎo)地位。

FD-SOI技術(shù)的機遇在哪里？

三星電子高級副總裁GitaeJeong表示，諸如新興的ADAS、車聯(lián)網(wǎng)、信息娛樂系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等涉及的芯片或傳感器等可采用FD-SOI工藝，其中，物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛以及人工智能將會是未來FD-SOI技術(shù)發(fā)展的巨大機遇。

之所以得出這一結(jié)論，在GitaeJeong看來，主要是由當(dāng)前產(chǎn)業(yè)所處的時代所決定的，即第四次工業(yè)革命，而物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)則最有可能滿足第四次工業(yè)革命所提出的種種需求。

以物聯(lián)網(wǎng)為例，由于物聯(lián)網(wǎng)需要更多高效的解決方案，這就要求技術(shù)廠商在設(shè)計芯片的時候，通常能夠?qū)⒏嗟墓δ?、更多的技術(shù)集成到單個芯片當(dāng)中，同時還要求保持芯片與芯片之間的互通性，足夠的數(shù)據(jù)處理能力以及足夠的存儲空間。

而這并不是一件容易的事情。尤其是采用FinFET工藝的時候，想要實現(xiàn)這一目標(biāo)，還要兼顧物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的低功耗，就更不容易。

正如之前所說，F(xiàn)D-SOI具有非常低的工作和待機功耗，在RF功能上要優(yōu)于FinFET工藝。而且，HandelJones強調(diào)，與FinFET相比，F(xiàn)D-SOI成本優(yōu)勢也非常明顯。

格芯Fab1總經(jīng)理兼高級副總裁ThomasMorgenstern

以22nmFD-SOI工藝為例，其柵極成本要低于28nm的CMOS工藝。12nmFD-SOI工藝要比16nmFinFET低22.4%，要比10nmFinFET低23.4%，比7nmFinFET低27%。實現(xiàn)這一優(yōu)勢的主要原因在于，12nmFD-SOI能夠以更少數(shù)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(fā)展路線上也不盡相同，因此，也有著不同的優(yōu)勢。

目前來看，雖然FD-SOI的重點還在28nm和22nm，但是未來，格芯的下一個制程將會是12nmFD-SOI，而三星則是規(guī)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(yīng)用，也有利于FD-SOI生態(tài)圈的建設(shè)。格芯Fab1總經(jīng)理兼高級副總裁ThomasMorgenstern表示，作為物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等市場的主要驅(qū)動力，F(xiàn)D-SOI技術(shù)在市場上的接受程度越來越高。

在ThomasMorgenstern看來，除了能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用的低功耗需求之外，F(xiàn)D-SOI技術(shù)還能夠滿足市場對于差異化的需求，可以說，當(dāng)下正是FD-SOI技術(shù)進入新市場的最佳時機。

中國科學(xué)院院士，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所所長王曦

中國半導(dǎo)體的崛起之道

中國科學(xué)院院士，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所所長王曦表示，對于FD-SOI技術(shù)而言，最重要的是兩點：市場需求和生態(tài)系統(tǒng)。

市場需求方面，王曦院士強調(diào)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等技術(shù)的發(fā)展和市場的崛起，更多的應(yīng)用開始涌現(xiàn)，尤其是在不久前的無錫物聯(lián)網(wǎng)大會上，出現(xiàn)了很多很多需要應(yīng)用到這一技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，這就是市場對FD-SOI技術(shù)提出的需求。

數(shù)據(jù)顯示，2017年，中國物聯(lián)網(wǎng)市場進入實質(zhì)性發(fā)展階段，全年市場規(guī)模超過一萬億人民幣，年復(fù)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(lián)網(wǎng)應(yīng)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(shù)的優(yōu)勢所在，這些應(yīng)用都需要FD-SOI技術(shù)來支持。

生態(tài)系統(tǒng)方面，據(jù)了解，經(jīng)過多年的發(fā)展，F(xiàn)D-SOI的生態(tài)圈已涵蓋工具廠商、IP廠商、設(shè)計服務(wù)廠商、芯片廠商、制造廠商等，以提供易于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(fā)展戰(zhàn)略來看，F(xiàn)D-SOI技術(shù)也非常適合目前中國的發(fā)展情況。

王曦表示，隨著中國在全球半導(dǎo)體領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色，就需要在技術(shù)上有所突破。FD-SOI技術(shù)經(jīng)過過去幾年的發(fā)展，已經(jīng)取得了不錯的成績。而中國早在2015年就對FD-SOI技術(shù)表達(dá)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(chǎn)業(yè)生態(tài)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于IP開發(fā)、集成電路設(shè)計的中心，并孵化成都本地的無晶圓廠企業(yè)，以支持半導(dǎo)體和系統(tǒng)公司開發(fā)基于22nmFD-SOI的面向移動、互聯(lián)、5G、物聯(lián)網(wǎng)和汽車市場的產(chǎn)品。

成都市人民政府副市長范毅表示，F(xiàn)D-SOI技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，成都市作為FD-SOI技術(shù)發(fā)展的見證者和參與者，希望更多的企業(yè)能夠與成都攜手合作，打造FD-SOI技術(shù)的生態(tài)圈，助力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展！