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"Right time, now! " --FD-SOI论坛高频词,能否打动Fabless的心?

赵娟?? 2015年09月22日 ?? 收藏0
早在15年前引出FD-SOI这个概念的时候,SoI的基底是个障碍,因为其在硅的顶层需要一层非常薄的膜,薄的只有门厚度的1/3到1/4. 芯原公司CEO戴伟民博士对FD-SOI上的这层薄膜有个经典比喻:“这层膜的平坦度,相当于飞去纽约的飞机一路上下颠簸不超过5厘米。”——听起来几乎是不可能完成的任务。

但膜问题已得到妥善解决!目前三家基底厂商包括Soitec、SunEdison与 Shin-Etsu Handotai都已可以稳定供货。

而且,好消息是:Soitec授权上海新傲科技( Simgui) 采用其Smart Cut技术,上周在上海工厂生产成功了首块200mm SoI晶圆!。

三家代工厂,包括意法半导体、三星、Globalfoundries已经可以提供FD-SOI代工服务。据Globalfoundries称已可将IoT单芯片(控制+无线)的成本控制在1美金以下。

IP领域,芯原已在三年前在公司内部成立了FD-SOI工组小组,已经拥有利用FD-SOI技术实现IoT SoC的经验;Imagination提供的FD-SOI相关IP包括PowerVR多媒体、MIPS CPU和Ensigma通信等;Synopsys已推出用于Globalfoundries 22FDX的设计平台以及模拟/接口/显示IP。

2015 “上海FD-SOI论坛”已经是第三次举办,从与会人数成倍增长上可以看出业界对该工艺的接纳程度,据主办方透露,很多与会者都是主动要求参加,而且EDN记者在论坛上碰到位几位锐迪科的研发人员,该公司之前已经采用RF SoI实现其RF前端和射频开关等,看起来似乎对FD-SOI很感兴趣。

图1 系统的总体框图

记得中国“大基金”主席在前几个月曾专程拜访法国半导体材料供货商SOITEC,这次也全程参与了两天的论坛——虽然期间没有发布任何官方信息。从论坛来看,产业上游已经做好准备,且从不同角度想向半导体公司力证:Right time, now!

28nm后的转折:成本与功耗带来的机遇

40 nm或32 nm 上,FD-SOI真正优势不明显。但在28nm往后,多类数据表明,这是一个机会。

图1 系统的总体框图

这张来自IBS的图显示了不同节点下CMOS、FinFET、FD-SOI的门成本对比,明显的,如果说在28nm其成本优势还不明显的话,那么在22/20nm和16/14nm差距就已经很大了。

IBS的CEO Handel Jones指出,对于一些批量大的产品,无论是中国供应链生态系统还是半导体公司,去追随主流FinFET可以支持高性能但是不能给予竞争力,尤其是未来几年非常重要的5G需要高性能的IC,FD-SOI则是最理想的选择。

下图列出了相比不同工艺FD-SOI的具体的优势:

图1 系统的总体框图

FD-SOI的基底成本确实高(有人说3 x),但FD-SOI由于工艺简化需要更少的膜。所以最终裸片的成本还是更低。数据显示FD-SOI的裸片成本低20%,膜成本低50%。

于是,在这一波移动设备和物联网对于低功耗/低成本的需求下,大家认为:FD-SOI好时机到了。

在制造方面,对于FD-SOI是否需要新的设备?Globalfoundries的回答是,“在28nm生产设备上稍加改造就能实现应用22FD-SOI工艺,改动的部分不足5%。28nm使用的设备虽然有一些折旧了,但是还是可以完全利用来生产新技术,因此我们的成本也可以降低。”

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第2页:上游都准备齐活了,看看尝鲜者的现身说法

第3页:哪些具体应用会更适合FD-SOI?


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FD-SOI? 晶圆? 射频开关? FinFET?

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