“12nm FD-SOI 芯片的成本将和 7nm FINFET 芯片的成本具有可比性,而 7nm FINFET 芯片的成本大概为每 100 万晶体管 1.3 美元。”

 

IBS 首席执行官 Handel Jones 在 9 月 16 日举办的第七届上海 FD-SOI 论坛(以下简称:FD-SOI 论坛)上如是说。而他在分享题为《人工智能对汽车和物联网的影响与中国机遇》的报告中还提到,由于需要有效的链接,物联网(IoT)市场将持续高速增长,将拥有数十亿甚至是数百亿的连接单位,拥有本地处理、数据分析和安全性至关重要。而处理能力是对功率、成本、性能和可用算法做出的权衡,基于 FD-SOI 打造的芯片在这方面代表着最佳选择。

 

 

作为一家有公信力的市场分析机构,IBS 的言论再一次证明 FD-SOI 是一个有性能优势的工艺技术。FD-SOI 技术又称完全耗尽型绝缘体上硅,是一种平面工艺技术,具有减少硅几何尺寸同时简化制造工艺的优点。不过,虽然 FD-SOI 展现出了独特的优势,且得到了公众认可,不过在高端制程以及商业化方面一直饱受诟病。

 

本届 FD-SOI 论坛着重从市场应用切入,让大家更为具体地看到了 FD-SOI 当前的产业现状,且能够结合具体的解决方案重新审视 FD-SOI 技术的优势。除了开幕致辞和主题演讲环节,本届 FD-SOI 论坛的设定环节包括“垂直行业推动 FD-SOI 产业发展”、“基于 FD-SOI 技术的智能物联网”以及“基于 FD-SOI 技术的汽车电子”三大环节。每一个环节都有行业内极具代表性的厂商嘉宾参与,并伴随有芯原创始人、董事长兼总裁戴伟民主持的圆桌讨论。

 

在“垂直行业推动 FD-SOI 产业发展”环节,恩智浦副总裁兼总经理 Ron Martino、索尼半导体总经理 Kenichi Nakano 和瑞芯微电子高级副总裁陈锋结合汽车、工业和物联网这些垂直行业谈论了 FD-SOI 技术的发展和技术优势。

 

Kenichi Nakano 重点分享了基于 FD-SOI eMRAM 技术的低功耗物联网产品。他表示,索尼已经在 2019 年成功出货第一款基于 28nm FD-SOI 工艺的 eMRAM,基于这款产品可以打造 FD-SOI + RF + eMRAM 的 IoT 流程平台,提供逻辑、连接和非易失性存储器一体化的解决方案。同时,得益于 FD-SOI 技术的优秀性能,该 eMRAM 具有低泄漏特点,拥有最少的掩模层增加,还具有高性能、高密度和低成本的特点。

 

虽然也是从行业出发,不过陈锋讲的相对而言视角更宽。他指出,AIoT 是一个高度分散的市场,终端市场拥有高度碎片化的需求,这对芯片设计和研发带来了很大的挑战,而 FD-SOI 技术更加适用于 IoT 市场。FD-SOI 相较于现有的工艺拥有更少的工序,且更容易兼容 RF 器件。因此,FD-SOI 技术能够让物联网芯片设计在成本、性能、功耗和定制化方面取得很好的平衡。

 

瑞芯微 RK1808 正是基于 22nm FD-SOI 工艺制造,在低功耗的同时实现了 NPU 峰值算力高达 3.0TOPs,VPU 支持 1080P 视频编解码,支持麦克风阵列并具有硬件 VAD 功能,支持摄像头视频信号输入并具有内置 ISP。

 

“基于 FD-SOI 技术的智能物联网”环节由 SOI 产业联盟执行董事 Jon Cheek 支持,芯原物联网互联平台总监曾毅、Secure-IC 首席执行官 Hassan Triqui 和 Soitec FD-SOI 业务部门总经理 Michael Reiha 分享了 FD-SOI 在物联网领域的一些发展。

 

曾毅分享的主题是《基于 FD-SOI 技术的低功耗物联网连接 IP 设计》。他指出,近几年物联网芯片的价格在快速下降,NB-IoT 芯片价格从 2016 年的 5 美元降低到现在的 1 美元,Lora 芯片的价格现在仅为 1.4 美元,蓝牙芯片也在下降。但是,这些价格不是由于最新技术推动的,而是市场同质化引起的。我们需要越来越多的系统 IP 来驱动物联网的发展,进而帮助芯片厂商实现定制化。

 

同时,他指出,芯原将通过了解 FD-SOI 的特征进一步优化 IP 解决方案的性能和安全,让客户完成更好的集成电路的设计。

 

ST 汽车市场及应用资深市场经理刘山林、Leti-CEA 首席执行官 Emmanuel Sabonnadiere 以及格芯 Fab 1 厂总经理兼高级副总裁 Thomas Morgenstern 在“基于 FD-SOI 技术的汽车电子”环节做分享。他们分别从产品、技术和芯片制造三个方面阐述了当前 FD-SOI 技术在汽车领域的发展前沿信息。

 

Thomas Morgenstern 指出,目前格芯的 22FDX 工艺已经准备好投入生产,22FDX 完全符合 AEC Q-100 车规级要求,环境温度高达 105℃,能够生产车规级 eNVM、RF、图像传感器以及 mmWave 器件。

 

刘山林表示,ST 已经推出基于 FD-SOI 28nm 工艺的内置 ePCM NVM 的汽车 MCU。在数据存储方面,该解决方案能够实现<12ns 随机存取时间,0.8MB / s 代码修改速度,并在 150℃下通过 2000 小时保留测试。

 

ST 的汽车 MCU 解决方案预计 2020 年按照汽车应用要求完成现场试验,取得全部技术认证。

 

从众多专家和业者的观点中我们可以看到,物联网将成为 FD-SOI 技术的重大机遇,而和物联网息息相关的 MRAM 也将成为 FD-SOI 技术突破的大方向。从工艺节点来看,基于现有成熟的 28nm 和 22nm 节点的 FD-SOI 市场将维持稳健的增长,随着物联网、无线通信、汽车电子对芯片性能和功耗要求更为严格,更先进制程的 FD-SOI 技术将会更快到来。