FDX "不是一个利基 "技术

作者:Dave Lammers

在GLOBALFOUNDRIES全耗尽SOI技术所声称的所有数字中,我印象最深的是39。这是创建一个22纳米全耗尽SOI芯片所需的掩膜层数,其中有8个金属层。FDX™项目主管Jamie Schaeffer说,与此相比,使用FinFET晶体管的可比芯片需要60个掩模。当然,FinFET和FD-SOI技术之间的比较是不准确的。两者都有各自的优点。就 FD-SOI 而言,起始 SOI 晶圆的成本是散装晶圆的数倍。驱动电流也有差异。但是,考虑到这额外的 21 个掩膜层代表了多少更精细的鳍片创建蚀刻步骤,多少更多通过昂贵的扫描器的次数。这样就可以看出,FD-SOI 可能会提供成本优势,而在散装平面技术和 SOI 平面技术之间的竞争中,这种优势其实并不存在。

对连续性的关注

22FDX®设计现在正在进行原型设计,2017年第一季度将进行风险生产。最近宣布的12FDX™技术将在2019年进入商业生产。VLSI Research Inc.的首席执行官Dan Hutcheson调查了六家芯片公司、六家EDA和IP供应商以及两所大学的75名决策者,发现他们关心的问题之一是连续性。"调查中表达的问题之一是'是否有一个未来?他们希望确保FD-SOI技术有下一个节点"。Schaeffer还标明了继任因素的重要性。"他说:"整个FDX路线图,整合了22和12FDX,提供了一条通往FinFET的互补之路。然而,当我问到一个问题时,Schaeffer略感不满,该问题暗示真正的数量将保持在FinFET领域,包括处理器和图形芯片,而FDX将非常适合于小型的土豆,适合于那些没有足够资源来处理FinFET项目的设计团队。"我们不是作为一项利基技术来做的,"他回答说。"我们的目标是大批量的机会--收发器、WiFi、视觉处理和汽车。我们打算填补我们在德累斯顿的1号工厂的大量产能,并从产能角度制定了计划,"Schaeffer说。

GLOBALFOUNDRIES 22FDX®在欧洲最大的300毫米工厂生产。

GLOBALFOUNDRIES 22FDX是在欧洲最大的300毫米工厂生产的。

这个词,收发器,是FDX计划的关键。22FDX晶体管的最高频率在325GHz范围内,能够满足新生的5G蜂窝规范。Schaeffer说,22FDX和12FDX技术提供了 "将毫米波收发器与ADC、DAC和数字基带集成的独特机会。FinFET提供了数字扩展,但没有提供毫米波频率下所需的射频性能。在物联网市场,FDX技术可以支持基于微控制器的SoC,并集成低功耗无线功能。它也可以在基于新的千兆级WiFi标准的产品中发挥作用。而且,根据5G蜂窝标准确定的速度以及它与未来辅助驾驶汽车的配合情况,FDX可能会在汽车领域找到大量的产品。

模拟友好

Hutcheson说他对SOI持怀疑态度,直到他进行了VLSI Research的调查,并与设备物理学家讨论了FinFET和SOI晶体管的相对优点。"当我们对设计工程师进行调查时,他们说,就模拟而言,SOI比FinFET好得多。"ChipWorks(渥太华)的高级研究员Dick James说,模拟设计人员依赖于调整晶体管宽度的能力。对于基于FinFET的电路,设计人员要处理 "量化的晶体管宽度",通过使用多个鳍片来调整晶体管的宽度。"James说:"有了平面晶体管,模拟设计者可以通过在他们想放宽晶体管的地方调整他们的电路。James说,关于功耗的辩论也倾向于SOI。有了埋入式氧化层(BOX),"理论上,每个晶体管都可以被一个绝缘层所包围,这有助于控制漏电和寄生现象。他说,通过提高阈值电压并在适当的时候减少漏电,背衬也在控制功率方面发挥了作用。关于散装FinFET与SOI技术的相对优势的争论已经持续了几十年,1998年夏天,当IBM正式宣布其服务器处理器将转向SOI时,争论变得更加激烈。英特尔坚决支持其继续采用体硅技术,最终导致了在过去十年中占据中心位置的 FinFET。现在,FD-SOI 或 FinFET 的争论--它们在当今技术领域的地位--正在达到一个新的高度,并将在市场上得到体现。

为正确的应用提供正确的技术

但为什么是22?为什么不叫FDX20?还有,为什么是12,而不是使用其他人喜欢的10纳米划线?这又回到了生产成本的问题上。Schaeffer说,有了22纳米的设计规则,单程图案就足够了。没有必要进行双重图案设计。对于12纳米,双重图案可以完成关键层的工作,避免了对三重或四重图案的需求。这就对了。有了39个掩膜层,在低功率下有卓越的载波频率,FDX可以提供FinFET的替代品,特别是在重视晶体管密度和良好的射频性能的市场。让竞争开始吧。