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2025年了,FD-SOI还有机会做大市场吗?
听说FD-SOI接下来就要走向10nm了,连CD关键参数都有了,但FD-SOI能承接得上新市场吗?
www.ednchina.com, Oct. 08, 2025 –
FD-SOI工艺技术及其生态发展情况我们每年都在关注。就像戴伟民(芯原股份创始人、董事长兼总裁)在前不久的第十届上海FD-SOI论坛上说的,最早论坛开启时,大家都在问作为一种不同于传统bulk CMOS工艺、相较FinFET也不同路线的技术,真的有foundry厂去做吗?Foundry厂则要问是否有芯片设计客户?芯片设计企业会问IP在哪儿?IP供应商要追溯谁来做资金支持、做完以后foundry能不能造......"这是个鸡与蛋的问题。"
到过去两届FD-SOI论坛,我们已经在历史文章里比较详细地谈过FD-SOI工艺的生态发展情况,乃至FD-SOI也在走向10nm先进制造工艺节点的事实:CEA-Leti甚至已经在去年宣布了10nm与7nm FD-SOI试产线。简单来说,FD-SOI事实上已经是个大规模量产的技术,涵盖在通信、汽车、IoT,乃至可以走量的智能移动设备等诸多领域。
FD-SOI工艺技术及其生态发展情况我们每年都在关注。就像戴伟民(芯原股份创始人、董事长兼总裁)在前不久的第十届上海FD-SOI论坛上说的,最早论坛开启时,大家都在问作为一种不同于传统bulk CMOS工艺、相较FinFET也不同路线的技术,真的有foundry厂去做吗?Foundry厂则要问是否有芯片设计客户?芯片设计企业会问IP在哪儿?IP供应商要追溯谁来做资金支持、做完以后foundry能不能造......"这是个鸡与蛋的问题。"
到过去两届FD-SOI论坛,我们已经在历史文章里比较详细地谈过FD-SOI工艺的生态发展情况,乃至FD-SOI也在走向10nm先进制造工艺节点的事实:CEA-Leti甚至已经在去年宣布了10nm与7nm FD-SOI试产线。简单来说,FD-SOI事实上已经是个大规模量产的技术,涵盖在通信、汽车、IoT,乃至可以走量的智能移动设备等诸多领域。
FD-SOI已量产节点及应用情况
我们每年都在总结和完善FD-SOI技术的优势:(1)完全耗尽沟道(fully depleted channel)+BOX(buried oxide)带来的低漏电与功耗性能控制,带来显著的低功耗特性;
(2)出色的RF射频表现,由无掺杂硅沟道(undoped channel)带来的低失配(low-mismatch)、高性能RF––而且由于BOX的天然隔离和body-biasing,FD-SOI更容易将RF、数字电路集成到一起;(3)天然适合集成嵌入式非易失性存储应用如MRAM, RRAM,实现更出色的智能和安全性;
(4)body-biasing体偏置特性是值得单独拿来谈的。body-biasing相当于给设计者多了个背栅控制选项(所谓的"四端器件"),增加晶体管特征参数调节灵活性。具体如DBB(Dynamic Body-Biasing,动态体偏置)有助于实现动态的功耗与性能控制;而ABB(Adaptive Body-Biasing,自适应体偏置)则能够缓解工艺变量(process variation)和其他因素,给流片或制造带来的工艺误差。
今年论坛对body-biasing技术的探讨明显相较过去几届更为频繁。CEA-Leti在谈10nm以下的FD-SOI技术话题时则直接说body-biasing给芯片性能与能效带来的价值,基本就相当于迁移到下一个工艺节点。而对body-biasing的深入探讨,本身也表现出FD-SOI技术与生态正走向完善。
举个具体的例子,ED Kaste(格罗方德超低功耗产品线高级副总裁)在演讲中谈到GlobalFoundries面向芯片设计企业在推基于22nm FD-SOI、名为22FDX AI solution kit的解决方案套装––这是个采用Arm Cortex-M85核心,搭配AI加速器,还囊括紧耦合存储系统的"解决方案套装",在边缘AI应用中相当受欢迎。该方案就应用了dynamic body-biasing,宣传中提到方案达成"最低的动态与漏电功耗"。
(5)另外可补充,不少嘉宾都认同12nm FD-SOI工艺可与7nm FinFET工艺比肩,则在半导体产业链布局走向区域化的情况下,这里还可以增加一条FD-SOI的优势:暂时不需要EUV光刻––Martin Gallezot(CEA-Leti硅组件部门副主管)呈现FD-SOI工艺路线图上的10nm FD-SOI也不需要EUV,这对供应链安全显然是个利好。所以Pierre Barnabe(Soitec首席执行官)才说:中国半导体产业正处在高速发展期,FD-SOI亦如是,"这两条线在今天交汇"...
那么FD-SOI工艺现在发展到哪儿了呢?关注FD-SOI生态的读者应该知道,foundry与fab制造方面的几个主要市场玩家有:GlobalFoundries、Samsung Foundry(三星晶圆代工)、意法半导体等。
GlobalFoundries作为foundry厂从2019年开始量产22FDX工艺,后续已经在德国、美国等多地实现了上量。Ed的说法是,FD-SOI产线彼时起连续数年实现了50%的产量增长(不单是22FDX这一个节点):第一波应用是智能摄像头、智能音箱之类的IoT应用;很快智能移动设备的无线连接模组也开始起量;
后续预计汽车的MCU、毫米波雷达等应用将再度拉起一波高速增长––"还要考虑到不少55/40nm节点的应用正迁往28/22nm,我们预计22FDX会占据这些应用领域更大的份额。"
Ed总结22FDX获得市场的方向很明确:最佳的RF性能、低功耗、集成MRAM/RRAM等非易失性存储这三大特性。上面的路线图呈现了自今年往后,GlobalFoundries在FD-SOI工艺方向上的规划,包括RF射频平台、选择集成eNVM、低功耗与向前兼容技术等方面的走向。
值得一提的是,虽然GlobalFoundries这次基本没怎么谈演进版22FDX+,但芯原已经有基于22FDX+的IP上线,本文的点部分会提到––22nm改良工艺应当还是如期而至的。只不过很可惜GlobalFoundries未提起前两届曾提过的12FDX节点。
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