2019年10月24日 作者：Dave Lammers GF已经在22FDX技术上取得了一些成功，但在保守的半导体行业，让一项新技术投入运行需要时间和努力。经过几年的基础工作，现在是FDX的时机，因为5G、汽车和射频物联网设备都代表了完全耗尽的SOI技术的快速增长市场。 GF的工业和多市场副总裁Ed Kaste在GLOBALFOUNDRIES技术大会（GTC 2019）的分组会议上说，GF预计今年22FDX设备的出货量将达到约1亿件。 在电源管理领域赢得了一项批量设计，FDX在模拟、射频和低功耗操作方面的优势使其比批量器件更具优势。GF移动和无线基础设施市场高级总监Jamie Schaeffer说："我们相信，展示FDX在电源管理应用中的能力将有助于我们今后在物联网领域获得其他大批量的设计胜利。"虽然电源管理芯片相对较小，所需的晶圆数量也不多，但Schaeffer说这是一个例子，说明22FDX--即使没有体偏压发挥作用--也表明它 "是一个更好的晶体管"。Schaeffer在9月底于圣克拉拉举行的GTC 2019上说，在0.5V的电压下，也就是许多设计获胜的地方，基于SOI的FDX技术的功耗要小得多，漏电也少得多，射频性能 "甚至超过了GF的最初预期"。 我在会议上得到的感觉是，现在FDX技术的所有部分才刚刚形成--更多的部分在这篇博客中无法描述，所以我想主要关注自适应车身偏置能力。 在FDX的设计中，很少有人使用体偏压，部分原因是迄今为止，没有多少设计者能够轻易地实现体偏压以提高性能或降低功耗。而且在一些使用案例中，用于实现体偏压的IP本身就消耗了相当多的功率，从而抵消了功耗方面的一些整体收益。 身体偏差的生态系统准备 但这一切都在改变。自适应体偏压（ABB）现在得到了全面支持，总体而言，一些IP供应商提供了更深入的FDX IP库，包括用于汽车应用的Synopsys、用于物联网CryptoIsland™安全的ARM、芯原的IP以及其他一些IP。 Schaeffer告诉GTC与会者："体偏压可以说是FDX最与众不同的能力，但它没有被广泛采用，因为完整的体偏压生态系统还没有出现。在过去的几年里，我们已经建立了第一个体偏压生态系统，包括库和存储器的工艺、电压、温度和体偏压特性。有体偏生成器，以及来自Cadence和Synopsys的参考设计。我们已经准备好了，从设计和规划一直到特性化和测试。" Schaeffer说，目标是 "为我们的客户简化用例。一个有创意的设计者可以用车身偏置做什么是没有限制的，但在某种程度上我们把它过度复杂化了。为了简化设计周期，我们正在使我们的客户能够用主体偏置来补偿工艺。仅此一项就能使设计的性能提高30%。当你考虑到这一点时，这类似于仅仅通过设计调整就能实现半节点或全节点的改进。" 谢弗在GTC上宣布，22FDX平台现在支持ARM的内置安全IP，称为集成安全元素（iSE），使物联网设备设计者更容易获得安全认证。 ARM’s integrated Secure Element (iSE) IP, now available for 22FDX-based SoCs, lowers the barrier for entry for silicon vendors requiring high-security standards(Source: GTC 2019) 海豚设计公司的关键知识产权 Dolphin Design（法国梅兰）的首席执行官Philippe Berger说，他的30名工程师今年开发了IP和测试芯片，支持FDX平台上的自适应（正向或反向）体偏压（ABB）（正向偏压降低阈值电压以提高性能，而反向偏压则提高Vt以减少漏电流）。 ABB功能允许设计人员利用正向和反向体偏压技术，动态补偿工艺、电源电压、温度（PVT）变化和老化影响。Dolphin的IP嵌入了体偏压调节、PVT监测器和老化传感器，以及一个控制回路。当传感器监测到PVT特性时，"可以调整体外电压，使晶体管特性恢复到你想要的状态，"Berger说。 他说，Dolphin IP "提供了一种设计方法，以充分利用角部紧固的好处"。Dolphin公司于今年1月与GF公司签订了开发ABB知识产权的合同，目前该IP已经上市。虽然客户从Dolphin那里获得了IP授权，但Berger说，作为 "GF赞助的 "IP，它是免费的。 "基本上，今天几乎没有人在使用体偏压，因为设计环境不存在，"Berger说，他预测，"今后，体偏压解决方案将非常重要，特别是当设计师将射频与其他电路结合在一起时。"Berger说，随着5G蜂窝和物联网市场的蓬勃发展，BodyBiasing的能力也随之而来，BB被广泛用于功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA）功能。 Dolphin’s adaptive body bias (ABB) IP is part of GF’s body-bias ecosystem, designed to improve performance, latency, and energy efficiency.Source: GTC 2019) Invecas公司客户工程副总裁Bhaskar Kolla说，Invecas公司已经创建了一个标准单元库，具有应用自适应体偏压的正确角落特征。Invecas库中的 "钩子 "与Dolphin的ABB IP一起工作。"Dolphin IP将使使用动态（自适应）偏压变得更加容易。一些客户已经使用了静态（正向）偏压，但使用自适应偏压，客户可以使用正向或反向偏压。我们的库现在支持这一点，"Kolla说。 GF平台首席技术专家兼全球研发副总裁John Pellerin说，ABB在下一代FDX工艺12FDX中还有更多优势。22FDX工艺中的井式结构要求预先确定特定电路块的体偏压条件，即从标称电压中加减，而在12FDX工艺中，将有可能在电路的一个非常精细的颗粒度中切换偏压。"我喜欢把它比作一条街道。有了22FDX，它就像一个城市街区，交通只能往一个方向走，而有了12FDX，这个城市街区的交通可以往两个方向走。" GF进行了重组，成立了一个部门，负责处理汽车、工业和多市场（AIM）应用的工艺平台、IP和其他设计启用要素，后者包括物联网类型的市场，如用于农业和智能城市的低功耗蜂窝网络、医疗、可穿戴电子产品、智能家居和其他一些市场。 Kaste告诉GTC的听众，尽管先前对物联网市场增长的炒作有所回落，但他认为 "我们希望证明它现在绝对在起飞"，汽车、工业和多市场的AIM市场在2022年将增长到240亿台。此外，几乎所有的AIM市场（98%）都将使用12纳米及以上的设计规则，"直到2022年及以后"。 每一瓦特都很重要 为了使这些预测成为现实，限制能源消耗是最重要的，这对FDX技术来说是一个巨大的机会。 数十亿甚至数万亿的连接设备必须使用极低的功率。正如Synopsys公司联合首席执行官Aart de Geus在GTC的主题演讲中指出的那样，在全球变暖的时代，"每一瓦特都很重要"。 5G网络的结合，使人工智能增强的物联网设备能够向云端发送更大的数据量，代表了一种乘数效应。"物联网，再加上5G，将产生巨大的数据量被发送到云端。但是，这代表着令人难以置信的能源需求量，在每个人都必须关注气候变化的时候出现。地球的生存能力正处于危险之中，"de Geus说。
