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FD-SOI能否逆天改命,就看中国了?

时间:2017-05-25 作者:Junko Yoshida 阅读:
Globalfoundries和成都市打算靠中国来改写FD-SOI的历史?

继今年2月Globalfoundries的晶圆厂落户成都,双方之间的私营/官方合作伙伴关系进一步延续,于本周二(May 23)发布一项新的1亿美元投资计划,未来将在FDSOI技术基础上,共同“推动中国半导体产业的创新发展”。lZsEETC-电子工程专辑

Globalfoundries和成都市打算靠中国来改写全耗尽型绝缘上覆硅(FD-SOI)的历史?
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Globalfoundries在成都的晶圆厂(来源:Globalfoundries)lZsEETC-电子工程专辑

此举是为了激起中国更广泛接受non-bulk CMOS技术而迈出的重要一步。这项计划着眼于今日的中国占有全球半导体芯片消费市场的58%以上,而且致力于在全国范围内大力扩展本地的半导体生产能力。
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(来源:McClean Report、Gartner以及PricewaterhouseCoopers)lZsEETC-电子工程专辑

根据PricewaterhouseCoopers在今年发布的报告,2015年时,中国仅占全球半导体产量的16.2%,而今,晶圆制造业正经历前所未有的蓬勃发展,还拥有国家级芯片产业投资基金约1,200亿元人民币(超过170亿美元)的扶植,以及当地政府和私人股权投资公司约6,000亿元人民币(约850亿美元)的支持。lZsEETC-电子工程专辑

中国正乘着这一波晶圆制造之势,共同努力加入内存产业。在逻辑组件方面,Globalfoundries看来打算与成都连手前进FD-SOI产业——计划在成都建厂,采用Globalfoundries 22FDX FD-SOI技术生产芯片。lZsEETC-电子工程专辑

最近发布的1亿美元投资预算,将用于成都建立起FD-SOI产业生态系统,而这也是Globalfoundries与成都当局宣布100亿美元建厂投资的一部份。
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(来源:IBS、EE Times)lZsEETC-电子工程专辑

Globalfoundries产品管理资深副总裁Alain Mutricy指出,“在成都投资设厂是第一步。对于Globalfoundries来说,接下来的重点是培育并协助中国新兴的无晶圆厂芯片公司以及设计服务业务。”Mutricy预计会有几家EDA公司(如Synopsys、Cadence等)和IP供应商(如ARM)在成都成立办事处,透过其工具和IP共同支持FD-SOI生态系统。lZsEETC-电子工程专辑

目前已经决定加入成都FD-SOI生态系统的公司包括Cadence、Synopsys、联发科(MediaTek)、RockChip、VeriSilicon、Invecas以及上海复旦微电子集团(Shanghai Fudan Microelectronics Group Company)等公司。lZsEETC-电子工程专辑

例如,联发科技(MediaTek)执行副总裁兼共同营运长陈一舟表示:“联发科早在2010年就在成都设立分公司。成都正迅速成为尖端科技公司国际化的目的地,对于这一地区的持续投资,将有助于使其成为Globalfoundries FDX技术的制造和设计卓越中心。”lZsEETC-电子工程专辑

Globalfoundries的Mutricy强调FD-SOI是打造“具备连接能力的新型嵌入式系统所需的理想技术”,因而将物联网(IoT)、5G和先进驾驶辅助系统(ADAS——实现视觉处理)列为适于导入FD-SOI技术的市场领域。lZsEETC-电子工程专辑

International Business Strategies (IBS)首席执行官Handel Jones指出,Globalfoundries的FDX技术“结合了最佳的低功耗FD-SOI技术,可在功耗、性能和成本方面提供实时的权衡。”
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FD-SOI将照亮哪些市场领域?(来源:IBS)lZsEETC-电子工程专辑

只要努力建造,客户自然来?lZsEETC-电子工程专辑

当然,每个人都喜欢讨论“生态系统”的重要性,特别是关于新技术,因为新的采用者和支持者最令人期待。lZsEETC-电子工程专辑

以历史作为参考,我们知道要说服习惯了bulk CMOS半导体蓝图的芯片设计者考虑采用FD-SOI技术有多困难。FD-SOI使用在基板整合薄绝缘层的SOI芯片,以抑制泄漏。它还需要芯片设计人员设计针对所选工艺技术优化的芯片。lZsEETC-电子工程专辑

对于FD-SOI来说,“只要盖好晶圆厂,客户自然会来”(If you build it [a fab], they will come)长久以来仍只是个理论,而无法梦想成真。lZsEETC-电子工程专辑

大约在两年前,《EE Times》曾经采访CEA Leti首席执行官Marie-NoelleSemeria,请她分享Leti(投入大量资源,与Soitec率先研发FD-SOI)从FD-SOI中学到的经验教训——“Leti从FD-SOI学到的一课:打造生态系统”。她指出,作为一家技术先驱,“我们可以从一开始就尝试建立一个涵所有重要参与者的完整生态系统。”lZsEETC-电子工程专辑

为中国量身打造lZsEETC-电子工程专辑

简言之,生态系统通常不会在一夜之间发生。它需要所有利益相关者共同累积财务实力、持续的推动以及长期的承诺。lZsEETC-电子工程专辑

FD-SOI的倡导者是否能从过去的错误中学习?能不能把握机会重新开始?将Globalfoundries与成都的合作计划视为一个新的开始?lZsEETC-电子工程专辑

就某方面来看,Globalfoundries的Mutricy同意以前有一些机会被搞砸了。但他认为,随着FD-SOI的市场动态发生了巨大变化,促成了这次“为FD-SOI生态系统投资1亿美元”的行动发生。lZsEETC-电子工程专辑

当然,设计人员在设计具有最高处理性能的芯片时,通常喜欢采用像FinFET等先进的bulk CMOS技术。但他解释,随着智能型手机的需求趋缓,物联网成为中国的一大关注重点,对于连接能力、射频(RF)、模拟性能以及超低功耗芯片的需求变得越来越重要,Mutricy说:“这就是FD-SOI得以发挥之处。”lZsEETC-电子工程专辑

推动中国公司转型FD-SOIlZsEETC-电子工程专辑

Globalfoundries认为,FD-SOI将吸引芯片设计人员考虑从65nm、55nm或40nm转而采用28nm bulk CMOS技术。lZsEETC-电子工程专辑

圣荷西设计服务公司——芯原科技(VeriSilicon)首席执行官戴伟民(Wayne Dai)出生于中国,公司业务与中国密切相关,自然也同意这个看法。lZsEETC-电子工程专辑

他认为,当芯片公司开始设计22nm FDX,而非将现有设计从28nm移植到22nm FDX时,才能在中国看到bulk CMOS过渡至FD-SOI技术。lZsEETC-电子工程专辑

他并补充说,越来越多中国主要的芯片供应商“开始对使用22nm FDX感兴趣”,包括RockChip、展讯(Spreadtrum)、Leadcore和中兴(ZTE)。lZsEETC-电子工程专辑

在引导中国开阔眼界,选择采用FD-SOI作为bulk CMOS的替代工艺技术方面,戴伟民扮演着重要的角色。但这种关系也不禁人质疑芯原是否成为这项1亿美元投资FD-SOI计划的受益者?lZsEETC-电子工程专辑

戴伟民说:“为了合格从FD-SOI生态系统投资中获得研发经费,每一家公司都必须在成都部署研发团队。”他强调,芯原在成都已有150名工程师,而且该公司多年来一直致力于FD-SOI IP与设计。“芯原可望在此生态系统中发挥重要作用。”戴伟民预计,包括联发科、展讯、海思(HiSilicon)和中兴等其他公司也可望加入成都。lZsEETC-电子工程专辑

那么,为什么他认为中国能建立起一个健全的FD-SOI生态系统?戴伟民指出,FD-SOI的支持者已经在中国打好基础了。例如上海FD-SOI论坛,自2015年起,FD-SOI的从业人员与技术支持者们一直在推动FD-SOI设计,持续向在地的芯片公司、SoC设计人员、政府官员与私人投资基金等喊话。
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2015年上海FD-SOI论坛上的一场FD-SOI设计专题讨论lZsEETC-电子工程专辑

RF、混合信号、基体偏压与嵌入式内存lZsEETC-电子工程专辑

戴伟民解释最可能影响中国半导体公司的选择:“FD-SOI RF最难用FinFET来做,基体偏压(body bias)更是完全不可能。嵌入式内存,特别是MRAM可望较FinFET更早建置于FD-SOI上。”他强调,对于布署FD-SOI,尤其是在IoT应用上进行,这些因素都相当关键。lZsEETC-电子工程专辑

至于在养成中国的FD-SOI生态系统时,当地市场还需要做些什么?lZsEETC-电子工程专辑

戴伟民列举了五项要点:使用FD-SOI实现混合讯号和RF设计的可行性;设计服务公司(如芯原);实现FD-SOI的基体偏压设计流程和工具;设计教学、研讨会、大学课程、实验室和教科书,以及政府支持。lZsEETC-电子工程专辑

事实上,并不是只有Globalfoundries一家公司在中国提供FD-SOI晶圆代工服务。上海华力微电子(Shanghai Huali Microelectronics Corp.)高阶主管们在今年初分享了该公司的发展蓝图。该公司斥资59亿在上海打造Fab 2厂,月产能达4万片晶圆,预计在2018年中开始营运,用于制造28-14nm芯片。在Fab 2厂计划中,上海华力微电子也规划将提供FD-SOI工艺技术。
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(来源:上海华力微电子)lZsEETC-电子工程专辑

同时,Globalfoundries的成都新厂已经开始动土兴建,预计在2018年初完工。该晶圆厂将在2018年开始生产主流工艺技术,随后将专注于22FDX工艺,预计在2019年量产。
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Globalfoundries的成都新厂正在兴建中 (来源:Globalfoundries)lZsEETC-电子工程专辑

编译:Susan HonglZsEETC-电子工程专辑

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载lZsEETC-电子工程专辑

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本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Junko Yoshida
ASPENCORE全球联席总编辑,首席国际特派记者。曾任把口记者(beat reporter)和EE Times主编的Junko Yoshida现在把更多时间用来报道全球电子行业,尤其关注中国。 她的关注重点一直是新兴技术和商业模式,新一代消费电子产品往往诞生于此。 她现在正在增加对中国半导体制造商的报道,撰写关于晶圆厂和无晶圆厂制造商的规划。 此外,她还为EE Times的Designlines栏目提供汽车、物联网和无线/网络服务相关内容。 自1990年以来,她一直在为EE Times提供内容。
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