VLSI研究调查的受访者表示,鳍和FD-SOI是互补的。

作者:Dave Lammers戴夫-拉默斯

"现在的偏执者比两年前要少得多"。丹-哈奇森,VLSI研究公司的首席执行官

两年前,当市场研究公司VLSI Research Inc.(Santa Clara, Calif.)的首席执行官Dan Hutcheson开始就全耗尽绝缘体上的硅(FD-SOI)采访有影响力的集成电路和知识产权经理,他发现了两个最重要的问题:设计团队可以将外部IP与内部知识产权相结合,以及当时缺乏工艺技术路线图。

Hutcheson今年重新进行了VLSI Research的调查,并发现了不同的情况:2018年的调查对象对路线图问题的关注要少得多,因为GLOBALFOUNDRIES已经承诺为其FDX技术提供12纳米节点,而且 "IP的问题要少得多,"Hutcheson在4月底的2018SOI硅谷研讨会上介绍2018年的调查结果时说。

2018年4月,Dan G. Hutcheson在SOI硅谷年度研讨会上介绍了他的FD-SOI和finFET调查结果(图片来源:GF)。

Hutcheson 向占集成电路和知识产权市场一半以上的公司的 24 名决策者询问了使用 FD-SOI 设计的晶体管原因。近 40%的人认为,"更好的模拟增益 "是最重要的原因,同样多的人认为漏电率更低,寄生效应更好。更低的噪声、更好的晶体管匹配、热性能、可靠性问题和更好的辐射保护等因素的重要性紧随其后。

2018 年的调查参与者现在意识到,射频和混合信号技术更容易在 FD-SOI 中实现,包括普遍认为 FD-SOI 是 5G 和毫米波射频 SoC 的更好解决方案。

时代变了

进行 2016 年调查时,基于 finFET 的工艺刚刚面世。当时人们的思维模式是非此即彼:要么是 finFETs,要么是 FD-SOI,非此即彼。现在,随着鳍式晶体管的广泛使用,更多细微的思考正在形成。"Hutcheson 说:"现在,大多数人都说 finFET 和 FD-SOI 是互补的技术,你用哪一种取决于应用需求。

基于 FinFET 的技术具有更高的性能、集成度和密度。然而,设计和掩膜成本高于FD-SOI,尽管过去两年由于工具组的折旧,finFET的成本已经下降。

许多调查对象表示,FD-SOI 的主要优势集中在射频或 "高混合 SoC "方面,即在同一芯片上集成模拟、数字和射频。他说,在射频和传感器集成很有价值的产品市场,FD-SOI被认为是 "比以前更有前途 "的方式。

受访者告诉Hutcheson,SOI上的全耗尽平面晶体管提供了 "更好的模拟增益,更好的匹配,而且它们更容易匹配。在汽车环境中,汽车制造商看到了更好的散热范围和更稳定的操作"。此外,与鳍式场效应晶体管的增强模式晶体管相比,FD-SOI的耗尽模式晶体管可以提供更好的增益,使模拟设计受益。

"FD-SOI在5G方面具有独特的优势,因为有更好的寄生效应。有些人试图将鳍片用于 5G,但鳍片寄生技术是一个决定性因素。用受访者的话说,'你总能找到一种方法来解决任何问题。但问题是:你想花多少钱来解决这个问题?"他说。

2018年的调查询问了青睐鳍式晶体管的首要原因。最大的原因是前沿的finFET所拥有的性能和密度优势。近30%的人说,"FD在这些领域的结构基础上不具有成本效益"。 大约15%的受访者说,他们认为毫米波集成电路 "有可能用散装做"。其他受访者提出了各种倾向于采用鳍式晶体管的理由,包括在设计反偏压方面的挑战,鳍式晶体管生态系统 "没有同行",缺乏FD-SOI IP,以及 "管理层说不"。

调查对象认为 FD-SOI 晶体管的优势。(来源:VLSI Research Inc.)

"Hutcheson说:"我问了关于人体生物学的情况,发现有人说它被过度宣传了。一个人说:"如果我去跟我的老板说,我们应该这样做,因为我们想做体偏压,他很可能会说这太复杂了,而且风险很大,所以就做散装。最好是先向管理层推销FD独特的晶体管功能,然后再把体偏压作为一个额外的东西加入。"

受访者表示,FD-SOI 具有商业吸引力,约 30%的受访者认为,使用 FD-SOI 设计的首要商业理由是降低设计成本。其次是更低的制造成本、更少的掩模、更快的周期/上市时间。

Hutcheson指出,物联网标签包含了几个大的细分市场。对于功耗很重要的边缘物联网市场--他称之为 "具有开/关任务配置文件的巧妙电源"--FD-SOI "具有巨大优势"。而且,他说,调查显示FD-SOI在产品寿命较短的市场,以及 "芯片设计预算较低 "的公司方面具有优势。

2018年调查的主要结论是,经理和工程师更愿意考虑将FD-SOI作为finFET的补充,或者在某些情况下作为唯一符合公司产品要求的工艺路线图。足足有75%的调查对象表示,他们会考虑运行两个路线图,一个用于finFET,另一个用于FD-SOI。

"两年前,人们对这个问题有一个戏剧性的看法:是finFETs?还是FD-SOI?当时是OR门的那种情况,但现在更像是AND门。人们愿意同时使用这两种方式。与两年前相比,现在的偏执者要少得多,"他说。

关于作者

Dave Lammers

Dave Lammers

Dave Lammers是《Solid State Technology》的特约撰稿人,也是GF的Foundry Files的特约博主。Dave在20世纪80年代初在美联社东京分社工作时开始撰写关于半导体行业的文章,当时正值该行业的快速发展期。他于1985年加入E.E.Times,在接下来的14年中,他一直在东京报道日本、韩国和台湾。1998年,戴夫和他的妻子Mieko以及他们的四个孩子搬到了奥斯汀,为E.E.Times建立了一个德州分社。作为圣母大学的毕业生,戴夫在密苏里大学新闻学院获得了新闻学硕士学位。