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瞄准超低功耗IoT 格罗方德拥抱FD-SOI制程

作者:本站采编
来源:互联网
日期:2015-10-09 15:17:27
摘要:半导体晶圆代工公司格罗方德(Globalfoundries)日前开发出支援4种技术制程的22nm FD-SOI平台,以满足新一代物联网(IoT)装置的超低功耗要求——这主要来自于该公司与意法半导体(STMicroelectronics)在 2012年所签署的一项授权协议。不过,那是在Globalfoundries执行长Sanjay Jha于2014年初开始掌舵以前的事了。

  半导体晶圆代工公司格罗方德(Globalfoundries)日前开发出支援4种技术制程的22nm FD-SOI平台,以满足新一代物联网(IoT)装置的超低功耗要求——这主要来自于该公司与意法半导体(STMicroelectronics)在 2012年所签署的一项授权协议。不过,那是在Globalfoundries执行长Sanjay Jha于2014年初开始掌舵以前的事了。

  对 于Globalfoundries来说,一开始的计划是作为ST 28nm FD-SOI制程的授权代工厂。而当三星(Samsung)同意接手这项代工业务后,Globalfoundries开始投入自有的工程专业知识,研发基 于22nm节点的4种不同制程技术,瞄准仅次于目前最先进的14nm FinFET制程所支援的应用。

瞄准超低功耗IoT 格罗方德拥抱FD-SOI制程

  Sanjay Jha曾经是摩托罗拉行动公司(Motorola Mobility)执行长——如今这家公司已经是Google的一部份了——以及高通公司(Qualcomm)营运长。最近,他接受欧洲版《EE Times》记者专访,谈到了Globalfoundries为什么选择在这个时候拥抱FD-SOI。

  “在28nm以后,摩尔定律 (Moore‘s Law)将面临诸多挑战,而业界则面临选择:鳍式场效电晶体(FinFET)或全耗尽型绝缘上覆矽(FD-SOI)。我们在美国的晶圆厂已经拥有14nm FinFET,而在收购IBM Microelectronics后,我们也即将取得7nm。FinFET十分适合高成本、大量产且高性能的应用,但目前在IoT与行动领域中有许多应用 都要求更低功耗。”

  那么,Globalfoundries为什么不早一点推出28nm FD-SOI的产品组合?

  Jha指出:“22nm制程克服了在28nm遭遇到的一些挑战。电晶体的性能更好,尺寸微缩了20%,让我们得以弥补基板的成本增加。这意味着我们能以等同于28nm[另类FD-SOI]的成本,提供更好的性能。”

  SOI晶片的成本较一般晶片更高,可能就是一般经常用于解释为什么英特尔与台积电(TSMC)对FinFET情有独钟而不愿使用FD-SOI途径的原因之一。

  电晶体的动态控制

  此外,Globalfoundries还善加利用让FD-SOI反向偏置以改变电晶体阈值电压与性能特色的可能性,甚至让客户动态调整使用这些特性。这并不是利用FinFET结构所能轻易实现的。

  Jha指出的第二个原因是市场与客户需求不断变化。他说:“28nm在三年前还是相当先进的制程。当时我们并未看到对于28nm FD-SOI的市场需求。如今需求的确浮现了,因此必须再进一步微缩制程,因为市场已经持续向前进展了。”

  Jha 指出,入门级与中阶手机应用都不需要最高性能,但对于电源效率仍十分敏感。同样地,许多IoT应用只需要非常少的原始处理能力,但必须大幅降低功耗。“目 前的市场走势就是超低功耗。例如智慧手表通常每天都必须充电一次,但我们认为,透过Globalfoundries的技术,可以使智慧手表的电池续航力提 高4倍。”

  与欧洲关系密不可分

  22nm FD-SOI 制程将在Globalfoundries位于德国德累斯顿(Dresden)的晶圆厂投产——这项新消息也就是在此发布的。

  Jha表示,Globalfoundries已经从德国萨克森州(State of Saxony)获得了一些支持,同时也就这项技术‘谘询’德国政府。不过,欧盟(EU)并未因为Globalfoundries采用FD-SOI制程以及在欧洲投产提供任何鼓励方案。

瞄准超低功耗IoT 格罗方德拥抱FD-SOI制程

Globalfoundries位于德国德勒斯登的Fab 1晶圆厂,是欧洲首屈一指的晶圆制造设施

  Globalfoundries德累斯顿晶圆厂资深副总裁兼总经理Rutger Wijburg表示,Globalfoundries目前参与了欧盟委员会管理的一些计划,例如Horizon 2020。同时,“我们也正计划扩大相关的活动。”

  Dresden晶圆厂的制造产能大约为一年60万至70万片。Jha 说,“我们希望能够提高到每年100万片的产能。”Wijburg明确表示,FD-SOI和物联网正是维系Dresden晶圆厂关系以及促进在欧洲半导体和电子产业动能的重要关键。

  “Dresden 晶圆厂以往都专注于PC上。现在,我们希望把重点放在有关欧洲产业的技术上。我们需要创新来保持进步,也需要能够振兴德国和欧洲产业的技术。我们相信在 Globalfoundries、英飞凌(Infineon)、恩智浦(NXP )和意法半导体等公司之间有许多的共同点。”

  虽然 FinFET制程能够满足摩尔定律的先进领域,而FD-SOI的特性更适合超越摩尔定律(More-than-Moore)的应用,但Jha明确表示,如 今超越摩尔定律应该被视为主流,而不再只是一种利基,“大众市场正处于28nm/22nm制程节点,而事实上,最先进的纯数位才真的是利基应用。”

  然而,高成本的先进制程,才是专为资料中心或高运算负载应用最佳化的真正利基制程,不过这一利基市场每年都累积有数亿个单位的量。的确,以往驱动半导体成长的市场——如PC与智慧型手机,如今看来已欲振乏力了。Jha强调,下一波的成长动力将会是物联网。

  Globalfoundries的未来发展蓝图在于进一步发展更小制程几何的FD-SOI平台,不过,Jha并未对此透露太多细节,只说“我们确实建立了发展蓝图,因为在连网装置中将会需要更多的运算能力,而其中将存在一个让我们感到振奋的甜蜜点。”

  同样地,Jha并未透露已经与Globalfoundries签约使用其22nm 22FDX平台的客户名称与数目。不过,由于设计工具才刚到位,现在开始投产的客户预计最快也要到18个月后才可能看到商用晶片。但Jha自信地表示, “我们非常满意至今所取得的动能。”