芯片厂商跃跃欲试:22nm FD-SOI产品前景到底如何?
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体偏置技术并非什么新鲜玩意,40nm节点以前,体硅产品上也曾使用这项技术来控制漏电或提升性能,但40nm之后,体偏置技术在体硅产品上逐渐失去效用,而FD-SOI则不存在这方面的问题,因此借着FD-SOI的风潮,体偏置技术又被人们重新推到前台。类似于过去的体偏置技术,FD-SOI支持反向/正向体偏置(RBB/FBB),当需要提升器件性能,增加开关速度时,可以采用FBB,增加体偏置电压,代价是稍微增加器件的漏电水平;当不需要器件工作在高性能模式下时,可以采用RBB,降低体偏置电压从而降低器件的漏电水平。
不过FD-SOI也有三个弱点:成本,生态系统和采用率。多年以来,FD-SOI一直鲜有代工厂商问津,Intel,台积电,联电和其它一些代工商从未涉足FD-SOI领域,他们认为体硅技术完全可以在较低的成本水平上实现高性能表现。举例而言,一片SOI晶圆片的售价在370到400美元之间,而普通晶圆售价仅100-120美元。
不过FD-SOI产品的光掩模数量确实相对较少,这补偿了其高昂的晶圆片价格。根据IBS的数据,FD-SOI产品的光掩模数量通常在22-24片,而体硅则需要27-29片。
除此以外,FD-SOI阵营也正在仰头赶上。”相比22nm体硅HKMG器件,FD-SOI器件的成本增加在5%以内,而功耗方面则相对提升了30%-50%,这对可穿戴设备以及物联网用设备是很重要的优势。“
然而,EDA工具/IP工具则可以说是FD-SOI阵营的短板。Jones介绍说:”目前22nm FD-SOI的IP生态圈还在成长中,相比之下22nm体硅的IP生态系统要成熟得多。“这种情况正在逐步好转中,据悉Cadence, Mentor 以及 Synopsys这样的大厂的多款22nm FD-SOI用EDA工具已经在认证过程中。
Mentor公司CEO Wally Rhines表示:”FD-SOI在RF器件方面具备独特的优势,这是其它技术难以匹敌的优势。“
FD-SOI还有其它的优势。Rhines介绍说:”虽然finFET的漏电量接近于零,但仍需要解决动态功耗的问题。而FD-SOI的优势之一就是对动态功耗的控制。如果你能将电压从1.0降低到0.6V,那么功耗可以降低65%。而FD-SOI器件则可以根据情况动态调整器件的功耗。“
其它选项
去年,Intel推出了其22nm finFET产品的低功耗版本.不过此后他们几乎没有对这款产品进行太多的宣传。不过在即将开幕的IEDM大会上,Intel计划展示一篇有关其22nm嵌入式MRAM的文章。
以上这些就是目前22nm战线上的热闹景象,不过目前相关的市场规模能发展到多大,哪一种产品将执牛耳则还没有定论。现在要估计22nm产品会大红大紫还是门庭冷落还为时过早。每项技术都有其用武之地,只不过有些技术更容易吸引人们的注意而已。