格羅方德推12納米FD-SOI工藝，F(xiàn)DX平臺吸引力與限制各在何處？

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9 月 8 日格羅方德（GlobalFoundries）公布了全新的 12 納米全耗盡平面晶體管（FD-SOI）工藝平臺 12FDX，該平臺性能媲美 10 納米 FinFET 工藝，功耗和成本卻低于 16 納米 FinFET 工藝。根據(jù)格羅方德提供的數(shù)據(jù)，12FDX 的性能將比現(xiàn)在最先進(jìn)的 16/14 納米工藝提升 15%，而功耗則省了一半。結(jié)合此前推出的 22FDX，格羅方德如今成為全球首家具備多節(jié)點 FD-SOI 路線圖的公司。

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先進(jìn)工藝研發(fā)成本上升給 FD-SOI 工藝帶來機(jī)會
進(jìn)入 28 納米工藝以后，IC 設(shè)計公司的成本不斷上升。據(jù) Gartner 估算，設(shè)計公司開發(fā)一款 7 納米工藝的芯片，總成本將在 2.7 億美元左右，差不多是 28 納米開發(fā)成本的 9 倍。（注：現(xiàn)在 Gartner 估算 14 納米開發(fā)總成本在 8000 萬美元左右，去年一份報告中估算是 2 億美元）。

格羅方德半導(dǎo)體產(chǎn)品管理事業(yè)群高級副總裁 Alain Mutricy

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格羅方德半導(dǎo)體產(chǎn)品管理事業(yè)群高級副總裁 Alain Mutricy 表示，16/14 納米 FinFET 工藝設(shè)計成本相當(dāng)于 28 納米工藝的兩倍，從開發(fā)周期上來看，16/14 納米工藝是 28 納米工藝的 2.4 倍，7 納米工藝則是 28 納米的 5 倍。

相比 16/14 納米 FinFET 工藝，22FDX 平臺在設(shè)計規(guī)則和制造上都具備很大的成本優(yōu)勢。例如，MOL 設(shè)計規(guī)則 22FDX 比 16/14 納米工藝減少 50%（總規(guī)則減少 10~20%）；無 Fin-specific 規(guī)則；減少曝光切割（約 50%）；更大器件套件（約 2 倍以上）；最重要的是減少了 40%的掩膜。

從 Gartner 等市場調(diào)研機(jī)構(gòu)提供的數(shù)據(jù)來看，22FDX 能夠以 28 納米工藝的量產(chǎn)成本實現(xiàn)和 FinFET 工藝相同的性能，“FDX 是 55/40/28 納米片上系統(tǒng)（SoC）的理想節(jié)點，尤其是對中國的 IC 設(shè)計公司來說?！盇lain 強(qiáng)調(diào)。

低功耗與多工藝集成使 FD-SOI 工藝更適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)需求
功耗一直是 FD-SOI 陣營所強(qiáng)調(diào)的一個優(yōu)勢。28 納米以后的工藝在功耗與成本上都已經(jīng)偏離了登納德定律和摩爾定律，使用最先進(jìn)工藝的芯片種類越來越少，只有性能與集成密度要求極高的少數(shù)芯片才會考慮 16/14 納米 FinFET 工藝。

格羅方德首席技術(shù)官兼全球研發(fā)高級副總裁 Gary Patton 表示，經(jīng)過一年的發(fā)展，去年 22FDX 預(yù)定的目標(biāo)都已經(jīng)實現(xiàn)。在功耗方面，22FDX 支持超低電壓運(yùn)行，只需要 0.4V 電壓就能夠支持邏輯運(yùn)算，與 28 納米 HKMG 工藝相比，功耗降低了 70%，漏電流只有約 1pA/um。

格羅方德首席技術(shù)官兼全球研發(fā)高級副總裁 Gary Patton

此外，F(xiàn)D-SOI 工藝更易于集成射頻與模擬工藝?！癋inFET 集成射頻與模擬工藝還比較難?！盙ary 說道。

Gary 認(rèn)為，F(xiàn)D-SOI 工藝開發(fā)周期更短、設(shè)計裕量更大、AMS 設(shè)計更簡單強(qiáng)大，從而更能體現(xiàn)產(chǎn)品的差異化。

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FD-SOI 發(fā)展慢的原因何在？

半導(dǎo)體邏輯工藝在 28 納米分道揚(yáng)鑣以后，倡導(dǎo) FD-SOI 工藝的晶圓廠只有格羅方德和意法半導(dǎo)體，英特爾、臺積電等都選擇了只做 FinFET 工藝。

由于臺積電等廠商不發(fā)展 FD-SOI 技術(shù)，就決定了大部分用得起先進(jìn)工藝的 IC 設(shè)計公司都會走向 FinFET 路線，沒有重量級的設(shè)計公司參與 FD-SOI 生態(tài)建設(shè)，F(xiàn)D-SOI 工藝發(fā)展就不會很快。

當(dāng)然，這種狀況在逐漸改善。在本次發(fā)布會上格羅方德提出了 FD-SOI 工藝加速器的合作伙伴計劃（FDXcelerator），從 EDA 工具（Synopsys、Cadence）、IP（invecas）、平臺（芯原）、系統(tǒng)解決方案（Dream CHIP）到設(shè)計服務(wù)（Leti）等各方面都已經(jīng)有了合作伙伴，到現(xiàn)在已經(jīng)有了 50 位客戶參與到 22FDX 原型設(shè)計中去。

某半導(dǎo)體專家向筆者表示，中國設(shè)計公司能否參與到 FD-SOI 工藝發(fā)展中去，將是 FD-SOI 工藝能否成功的關(guān)鍵。目前國際客戶數(shù)量不夠，無法支撐 FD-SOI 工藝成熟，而中國半導(dǎo)體制造工藝原本就落后，如果從國家戰(zhàn)略層面推動國內(nèi)設(shè)計公司采用 FD-SOI 工藝，那么將是 FD-SOI 工藝的極大機(jī)遇。

但筆者向格羅方德求證 50 位參與到 22FDX 原型設(shè)計中的公司名單里，有多少家是中國設(shè)計公司時，格羅方德高管以保密為由，并未透露。

中國計劃晚不晚？

莫大康先生也表示，多數(shù)國內(nèi) IC 設(shè)計公司非常依賴 IP，如果 FD-SOI 工藝在 IP 上不能夠完善起來，那么國內(nèi)公司敢于采用 FD-SOI 工藝的會非常少。

另一位半導(dǎo)體專家表示，格羅方德此前不太重視中國市場，F(xiàn)D-SOI 工藝將可能成為格羅方德與中國廠商合作的切入點。

格羅方德對中國市場的態(tài)度確實在發(fā)生改變，筆者過去兩年詢問格羅方德在中國設(shè)廠的計劃，回答都是一個字“NO”。在 2016 年，格羅方德終于宣布將在國內(nèi)設(shè)廠，雖然最終地址現(xiàn)在還未確定，但在國內(nèi)設(shè)廠的計劃應(yīng)該不會更改。

格羅方德副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理

剛剛履新的格羅方德副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理白農(nóng)表示，格羅方德中國區(qū)今后的策略將從三個方面著手：第一是制造業(yè)務(wù)，將在中國開設(shè) 12 寸晶圓廠，擴(kuò)大生產(chǎn)能力，以對新加坡工廠的主流技術(shù)形成補(bǔ)充；第二是設(shè)計支持，目前格羅方德在北京和上海的設(shè)計中心的員工超過 100 名，隨著中國區(qū)業(yè)務(wù)增長，設(shè)計支持能力也將隨之?dāng)U充；第三是工藝組合，不論是中國還是全球，格羅方德都將提供最豐富的工藝組合供客戶選擇。

“中國區(qū)的銷售額僅占全球 5%，今后 24 個月，格羅方德中國區(qū)營的目標(biāo)是翻一番?！?/p>

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