FD-SOI會是我國突破封鎖的一次機會嗎？

近日，美國又進一步擴大對我國半導體行業(yè)的制裁措施，限制我國發(fā)展人工智能和先進半導體?！霸谌找鎻碗s的地緣政治因素影響下，傳統(tǒng)的市場化和賽道可能面臨著激烈的競爭，除了國內(nèi)外的競爭外，同時涵蓋了更廣泛的政治競爭?！敝袊?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E9%9B%86%E6%88%90%E7%94%B5%E8%B7%AF/">集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長葉甜春在近期舉辦的第八屆FD-SOI論壇上表示。中國半導體想要在被封鎖的狀況下取得突破和發(fā)展，就要開辟新的賽道和市場，這樣中國半導體才能擁有更符合商業(yè)規(guī)則的發(fā)展機會。

FD-SOI或許就是這樣一個新的賽道。

其實，F(xiàn)D-SOI不是一個新的技術(shù)，它早在2000年就由伯克利前任教授胡正明發(fā)明。2006年，意法半導體聯(lián)合Leti、Soitec開發(fā)出了基于28nm節(jié)點的FD-SOI晶體管，實現(xiàn)了真正的FD-SOI器件的制備，也大大改善了SOI技術(shù)的發(fā)展環(huán)境。2007年，隨著SOI聯(lián)盟的成立，F(xiàn)D-SOI技術(shù)的推廣隊伍也不斷壯大，F(xiàn)D-SOI技術(shù)也開始走向商業(yè)化道路。

但FD-SOI的發(fā)展之路并沒有它的‘同級生’FinFET走得那么順暢，因為有國際一線廠商的支持，如英特爾、臺積電等，F(xiàn)inFET的發(fā)展之路走得順風順水，目前其量產(chǎn)節(jié)點已經(jīng)發(fā)展到3nm。而反觀FD-SOI，它的主要生產(chǎn)商比較有限，主要集中于四家廠商，即中芯國際、意法半導體、三星和格芯，這四大廠商占有大約98%的FD-SOI市場份額。FD-SOI目前量產(chǎn)的技術(shù)節(jié)點還只到22nm。

但在第八屆FD-SOI論壇上，很多嘉賓都認為FD-SOI或許是我國能夠走出的一條新賽道。據(jù)三星電子晶圓代工事業(yè)部中國區(qū)市場總監(jiān)李寧介紹，F(xiàn)D-SOI具有很多獨特的技術(shù)優(yōu)勢，如更低的SER，更大的模擬增益以及更小的失配，Body Bias也能提供靈活性，以解決電路中的泄漏和性能需求。

IBS首席執(zhí)行官Handel Jones表示，除了上述優(yōu)勢外，F(xiàn)D-SOI技術(shù)還能更好地支持需要低功耗的應用，他認為18nm的FD-SOI將能夠支持大多數(shù)以16/14/12nm FinFET技術(shù)設(shè)計的應用，它還有可能支持一些相當于7nm FinFET的設(shè)計應用。此外，F(xiàn)D-SOI相較于其它技術(shù)，它還有成本的優(yōu)勢。另外，對于我國來說，F(xiàn)D-SOI最大的優(yōu)勢則是不需要使用光刻技術(shù)。

他強調(diào)：“尤其對于中國來說，F(xiàn)D-SOI或許是一次很好的發(fā)展機會。而且目前中國的設(shè)計公司也已經(jīng)準備好迎接FD-SOI了，例如芯原微電子（VeriSilicon）就已經(jīng)推出了FD-SOI相關(guān)的設(shè)計，且其總體表現(xiàn)非常出色，有些已經(jīng)超過了目標性能。另外，中國的半導體行業(yè)發(fā)展也處于突飛猛進的階段，到2030年，將有45%的半導體器件將是國產(chǎn)的，所以未來中國對于產(chǎn)能的需求也將大幅增加?！?/p>

當然，他也表示，F(xiàn)D-SOI的發(fā)展還面臨著一個關(guān)鍵的挑戰(zhàn)，即沒有足夠的晶圓產(chǎn)能。FD-SOI的晶圓生產(chǎn)主要集中于幾家公司。如果有其它的產(chǎn)能加入的話，那FD-SOI的營收肯定會大幅增長。中國的公司可以通過合資的方式來擴大本土FD-SOI晶圓產(chǎn)能。

多領(lǐng)域應用推動FD-SOI發(fā)展

當然，想要推進FD-SOI的發(fā)展，擴大晶圓產(chǎn)能，就需要有終端市場需求的推動。在此次論壇上，很多嘉賓都認為人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、汽車將會是FD-SOI技術(shù)的主要推動領(lǐng)域。

格芯首席商務(wù)官Juan Cordovez表示：“隨著智能連接設(shè)備的不斷增加，AR/VR設(shè)備的應用，AI/ML的爆發(fā)以及數(shù)據(jù)量的爆炸式增長，也讓人工智能技術(shù)的應用呈現(xiàn)指數(shù)級增長。在人工智能時代，功耗、最好的射頻性能以及智能和安全將是人工智能技術(shù)底層芯片產(chǎn)品所應具備的三大特征。而格芯的22FDX平臺就能很好滿足上述要求?！?/p>

李寧則表示：“在2019年時，采用28FDS成熟制程最大的應用是PC，但到2023年時，汽車則一躍成為榜首?！?/p>

意法半導體微控制器和數(shù)字IC事業(yè)部副總Philippe Magarshack也表示：“隨著汽車朝著智能化、數(shù)字化的方向不斷發(fā)展，2024-2026年，汽車中基于圖像的ADAS系統(tǒng)的出貨量將超過2億，需要使用大量的半導體器件。FD-SOI技術(shù)則可以幫助開發(fā)出更輕、更具能效的汽車?！弊鳛镕D-SOI技術(shù)的先入者之一，意法半導體早在2012年就開始投入研發(fā)FD-SOI技術(shù)，目前意法半導體已經(jīng)采用FD-SOI技術(shù)制造車用MCU、調(diào)制解調(diào)器和波束成形器等器件。

新思科技解決方案事業(yè)部資深產(chǎn)品市場經(jīng)理許可則表示：“對于汽車應用，除了原有的在功能安全、可靠性和質(zhì)量等方面的嚴格要求，目前又增加了對于安全性的需求，即需要滿足ISO 21434汽車網(wǎng)絡(luò)安全標準?？梢哉f，對于車用的電子元器件的要求正變得越來越嚴格。FD-SOI技術(shù)可以很好滿足車用元器件的制造標準。新思科技也在這一方面具有完整、廣泛的IP庫，可以支持不同代工廠的不同生產(chǎn)需求?！?/p>

構(gòu)筑生態(tài)刻不容緩

雖然已經(jīng)有了廣闊的應用市場，但FD-SOI的發(fā)展還面臨著一些挑戰(zhàn)。一是上述提到過的晶圓產(chǎn)能不夠；另外一個就是生態(tài)的構(gòu)建。之所以FD-SOI的發(fā)展不如FinFET，沒有一個好的生態(tài)也是一個主要原因。

葉甜春表示，不管是對于中國還是全球而言，F(xiàn)D-SOI還算是一個新的生態(tài)，需要有更多的企業(yè)加入進來。雖然，目前，國內(nèi)已經(jīng)有一些企業(yè)在FD-SOI的材料、設(shè)計和服務(wù)上都已經(jīng)進行大量的投入，但嚴重的晶圓產(chǎn)能不足還是限制了FD-SOI技術(shù)的發(fā)展，所以目前國內(nèi)需要從前道和后道共同發(fā)力，推動本土制造平臺的建立。

葉甜春預計，中國FD-SOI生態(tài)將在未來的5-10年會迎來一個全新的面貌，同時，由于中國的加入，全球的FD-SOI產(chǎn)業(yè)也會迎來一個新的發(fā)展機遇和發(fā)展空間。