晶圓代工廠格芯(Globalfoundries；GF)日前宣布其22納米(nm)全耗盡型絕緣上覆矽(FD-SOI)制程技術(shù)取得了36項設(shè)計訂單，其中有超過十幾項設(shè)計將會在今年出樣(tape-out)。另一方面，其競爭對手三星(Samsung)則預(yù)計今年將采用其28nm FD-SOI制程出樣20余款芯片。
這些最新資料顯露出一個可喜的跡象是，F(xiàn)D-SOI最終獲得了作為低成本、低功耗鰭式場效電晶體(FinFET)制程替代方案的動能。而在SOI聯(lián)盟(SOI Consortium)近日于美國加州舉行的年度活動中，來自臺灣的IP供應(yīng)商——晶心科技(Andes Technology)宣布，今年7月將推出可執(zhí)行于Linux的32位元RISC- V核心。
VLSI Research執(zhí)行長G. Dan Hutcheson對此表示，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)如今看好FD-SOI和FinFET將扮演著彼此互補的角色。
然而，Hutcheson說：「人們?nèi)匀徽J為FD-SOI的生態(tài)系統(tǒng)薄弱，還需要更多的IP、更全面的設(shè)計流程，而且這是一種你必須十分清楚自己在做什么的技術(shù)。」他指的是采用基底偏壓(body baising)技術(shù)控制功率的能力
繼意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)、Verisilicon和新創(chuàng)公司Evaderis宣布在Globalfoundries的德國Dresden廠采用其22nm制造芯片后，Globalfoundries先前也宣布新創(chuàng)公司Arbe Robotics將使用其22nm FDX制程節(jié)點打造汽車雷達芯片。有意思的是，在這幾家采用其22nm制程的客戶中，就有6家公司都打算制造加密貨幣芯片。
Globalfoundries目前正在其于中國成都的Fab 11廠進行第一階段的無塵室裝機作業(yè)，并計劃在今年年底前推出180/130nm制程。第二階段工作將在一年后導(dǎo)入其22nm FDX制程。一家中國晶圓供應(yīng)商表示，成都政府為了將FD-SOI帶進該區(qū)而投資了數(shù)十億美元。
Globalfoundries RF部門主管Bami Bastani說：「我們正在打造中國最大的晶圓廠之一，更令人驚嘆的是許多事物在中國的進展速度。」
同時，三星正為恩智浦(NXP)量產(chǎn)采用其28nm FDS制程的i.MX RT處理器，據(jù)稱該公司擁有最廣泛的FD-SOI應(yīng)用策略。
三星表示，其28nm FDS目前擁有成熟的產(chǎn)出以及不斷擴展的客戶基礎(chǔ)（來源：Samsung）
恩智浦計劃采用三星的嵌入式MRAM，目前也已經(jīng)準備好用于28nm節(jié)點。它還將在不同的芯片上導(dǎo)入一些基底偏壓技術(shù)。
恩智浦i.MX應(yīng)用處理器產(chǎn)品系列副總裁Ron Martino表示：「如果你不投資基底偏壓技術(shù)，就無法取得市場主導(dǎo)地位。」
三星晶圓代工部門副總裁洪浩(Hong Hao)表示，針對28nm FDS制程，三星目前已推出了成熟的產(chǎn)品，而且有越來越多客戶準備采用。他列舉其中包括DDR2-4、USB 2-3、PCIe Gen 2-4、Gigibit乙太網(wǎng)路、SATA Gen3以及MIPI M和D-PHY介面等逾12種經(jīng)驗證的IP區(qū)塊(Block)清單。
這家韓國巨擘還提供了基底偏壓設(shè)計指南，目前符合車規(guī)標準的第1級(Grade 1)車用方案已經(jīng)到位，預(yù)計在今年年中之前就會推出Grade 2方案。
三星計劃明年稍晚量產(chǎn)18nm FDS，采用去年9月推出的早期設(shè)計套件，以使其性能提高24%、功耗降低38%，面積也縮減35%。而其競爭對手Globalfoundries的目標是在2020年下半年于其Dresden晶圓廠推出12nm FDX節(jié)點。
晶心準備推出Linux版RISC-V核心
去年12月，臺灣IP供應(yīng)商晶心科技(Andes technology)宣布其技術(shù)轉(zhuǎn)向新興的RISC-V架構(gòu)。晶心科技總經(jīng)理林志明在SOI聯(lián)盟年會上發(fā)表專題演說時宣布，該公司將在今年7月推出基于RISC-V的Linux版N25核心。
晶心已經(jīng)與一家企業(yè)固態(tài)硬碟(SSD)供應(yīng)商簽約，在快閃記憶體控制器中采用其現(xiàn)有的N25核心執(zhí)行RTOS。此外，還有一家設(shè)計服務(wù)公司也與其簽約使用32位元核心，而其64位元衍生產(chǎn)品計劃也在開發(fā)中。
許多RISC-V工程師長久以來都希望能有一款可啟動Linux的芯片。新創(chuàng)公司SiFive才剛開始出樣采用這種自家芯片版本的開發(fā)板。
晶心科技并希望透過其Copilot工具為其產(chǎn)品實現(xiàn)差異化，協(xié)助使用者在其設(shè)計中添加自定義說明。該公司最近還與兩家準備采用其Linux核心的設(shè)計服務(wù)公司簽約。
迄今為止，晶心科技的財務(wù)表現(xiàn)并不起眼，但對于SoC設(shè)計影響顯著。2017年，晶心科技的營收僅有900萬美元，但該公司表示，在專利核心授權(quán)方面，去年就賣出了5.9億美元，至今也已經(jīng)累積銷售25億美元了。
而在制程方面，林志明看好FD-SOI的光罩成本較FinFET制程更低30%，而且還具有低功耗和支援RF的優(yōu)點。他指出晶心科技在2015年為Globalfoundries 22nm FDX設(shè)計了一款測試芯片，在模擬時的表現(xiàn)更優(yōu)于28nm ULP制程節(jié)點。
該IP供應(yīng)商目前正與業(yè)界伙伴展開第一筆FD-SOI設(shè)計合作，但據(jù)稱該客戶尚未簽署。
Sony則在FD-SOI道路上走得最遠。2015年，Sony在ST量產(chǎn)了一款以28nm FD-SOI制造的GPS芯片，并用于多款智慧手表設(shè)計中，如今則更進一步在該公司的Xperia耳塞設(shè)計中整合更多后續(xù)功能。
Sony半導(dǎo)體(Sony Semiconductor)物聯(lián)網(wǎng)部門總經(jīng)理Kenichi Nakano表示，第一款FD-SOI芯片就讓原有的設(shè)計功耗從6.3mW降至1.5mW。該公司并計劃在今年稍晚推出CatM和NB-IoT蜂巢式的芯片版本，目前已經(jīng)在開發(fā)針對2019年的設(shè)計。
SOI晶圓供應(yīng)商Soitec執(zhí)行長表示，該公司在三年前一度面臨破產(chǎn)的窘境。如今，Soitec正加速在新加坡建立新廠房，并計劃今年出貨多達60萬片300毫米(mm)晶圓，以及更多用于智慧型手機RF前端和其他設(shè)計的200mm晶圓。
晶心科技將于今年7月發(fā)布其Linux版32位元N25 RISC-V核心（來源：Andes Technology）