相对于半导体大厂如英特尔(Intel)在每个工艺节点持续使用的传统块状CMOS技术,FD-SOI工艺对大多数美国设计工程师来说算是“新玩意儿”,而且是“舶来品”,而FD-SOI的生态系一直尚未成形,也是反对者不考虑该技术的主要理由,他们永远不想赌一把。

尽管如此,FD-SOI在欧洲还是有包括恩智浦(NXP Semiconductors)、意法半导体(STMicroelectronics)等支持者;今年稍早,NXP透露将全面采用FD-SOI技术的计划,并将以其最低功耗的通用型应用处理器i.MX 7ULP为出发点。

在此同时,FD-SOI在亚洲市场也有不少新发展,其中晶圆代工业者Globalfoundries是跑得最快的一个;Globalfoundries在亚洲市场的FD-SOI技术伙伴包括台湾处理器IP供应商晶心科技(Andes),以及中国的瑞芯微(RockChip)、上海复旦微电子集团(Shanghai Fudan Microelectronics Group),以及湖南国科微电子(Hunan Goke Microelectronics)。

以上这些厂商支持FD-SOI技术的共同理由,都是为了物联网(IoT)芯片;而其中晶心科技拥抱FD-SOI的决定特别引人瞩目。晶心与Globalfoundries最近宣布,晶心的32位CPU核心已经采用后者的22纳米FD-SOI技术(22FDX)实作;Globalfoundries指出,22FDX对物联网、主流移动通信、RF链接与网络等应用,是优化性能、功耗与成本的结合。 Frankwell Lin_120_1509555840 晶心科技总经理林志明接受EE Times采访时表示,FD-SOI:“将有助于我们推广超低功耗应用,例如物联网、手机、低功耗5G,以及电池供电的消费性电子设备…等等。”

股东包括联发科(Mediatek)在内的晶心科技锁定嵌入式市场,其CPU核心授权业务在ARM独大的市场仍找到了足够的发挥空间,可应用于触控屏幕控制器,Wi-Fi、蓝牙、FM与GPS控制器,还有物联网传感器中枢等领域。而联发科的物联网应用芯片也采用了晶心的IP。

林志明表示,FD-SOI与晶心科技的产品开发方向正好一致:“我们的核心锁定低功耗、高效率,而且在Wi-Fi、蓝牙无线设备与物联网设备被广泛采用;”举例来说,其N9与N13核心一直专注于连结应用,N10/D10核心则是被应用于图像处理,N7、N8、N9、N10也被应用于各种物联网设备如可穿戴设备、智慧传感器等等。

“现在随着我们的下一代核心N25 (32位)、NX25 (64位)将支持RISC-V架构,并与Globalfoundries合作,我们将为全球市场客户带来更多优势;”林志明进一步解释:“在消费性电子应用,FD-SOI能利用基体偏压(body bias)提供广泛的性能以及功耗选项,这对于电池供电设备特别实用。”

他指出这同样适用于触控屏幕控制器,因为:“虽然触控屏幕控制器的工作周期很短,在主动进行多手指触控操作时会需要很大量的运算性能,但因为终端行动设备的特性,在大多数时间又需要非常低的功耗。”

林志明总结指出:“FD-SOI的终端目标市场正好与我们的产品线非常一致,我们有很多中低阶的核心如N7、N8与N9都已经在那些市场被采用,我们将会在近期之内看到更多内含晶心处理器核心的芯片采用FD-SOI工艺生产。”

FD-SOI技术其他进展

在此同时,Globalfoundries不久前宣布有三家中国客户采用其最新22FDX工艺技术,包括上海复旦微电子将在2018年采用该平台设计开发服务器、AI与智能物联网设备产品,瑞芯微将采用该工艺设计超低功耗Wi-Fi智能SoC以及高性能AI处理器,国科微则计划在新一代物联网芯片采用22FDX。 Fab 11_1509555613 Globalfoundries先前就宣布在成都新建一座先进12吋晶圆厂(Fab 11),预计在2018年初可完工 (来源:Globalfoundries)

法国的SOI与FD-SOI晶圆片供应商Soitec最近则宣布其2018与2019会计年度将投资4,000万欧元(约4,650万美元),将FD-SOI晶圆片(12吋)的产量提升到一年40万片;该公司在9月宣布于新加坡的晶圆厂进行FD-SOI晶圆片的试产,目标是“更贴近客户需求”。

Soitec表示,这是该公司于新加坡展开FD-SOI晶圆片生产的第一阶段,未来将提供全球客户多个据点的FD-SOI基板供应来源,以因应市场的长期需求;Soitec也宣布了与Globalfoundries签署一项为期五年的协议,确保对后者供应充足的先进FD-SOI晶圆片。

Globalfoundries与三星(Samsung)都在试图把数据处理、链接性与内存等功能,整合于FD-SOI单芯片上;Globalfoundries表示其22纳米FD-SOI平台已经可以支持eMRAM技术,为广泛消费性与工业应用提供嵌入式内存提供嵌入式内存方案。

三星也宣布在28FDS工艺技术上首度成功投片eMRAM测试芯片;到目前为止该公司客户已经有超过40种采用FD-SOI工艺的产品成功投片,其应用包括IT网络、服务器、消费性产品、物联网设备以及车用设备。

编译:Judith Cheng

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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