2016年5月16日作者：Dave Lammers GLOBALFOUNDRIES is expanding its RF capabilities in two important ways: moving RF SOI manufacturing to larger wafers and a new technology platform at its East Fishkill 300mm fab. Secondly, RF IP development plays a key role in the 22FDX® platform.</em> 成功的半导体公司正面临着一个有趣的挑战：他们必须能够为快速增长的汽车和物联网市场创造解决方案，将历史上经常被分离的三种技术结合起来：处理器和其他数字核心；存储器和射频。 GF公司CMOS平台业务部副总裁Subramani Kengeri说："今后，每个新兴市场的SoC都会有一个无线电。有了22FDX平台，我们就有了一个具有成本效益的解决方案，射频和模拟与数字在同一技术上。" 射频和数字融合 全耗尽的SOI对于片上射频具有优势。22FDX技术中的平面晶体管比体硅衬底上的鳍式场效应晶体管具有更少的变异性，在体硅衬底上控制鳍的高度和宽度的能力具有挑战性。 "FD-SOI技术提供了更好的晶体管匹配特性。Kengeri说："因为22FDX是平面的，变异性低得多，这有助于建立更清洁的射频和模拟以及高性能数字。 为了加速22FDX的推出，GF与位于圣克拉拉的IP供应商INVECAS签订了22纳米库和更高级别的IP产品的合同，这些产品都是GF硅料所独有的。其他生态系统的合作伙伴也在优先开发经过硅验证的WiFi和蓝牙内核。 "超过45个客户正处于不同的参与阶段，领先的客户已经录制了测试芯片。所有前五大EDA供应商都宣布支持22FDX。Kengeri说："我们有望在今年晚些时候对该技术进行鉴定，随后将迅速进行大批量生产。 射频SOI向300毫米发展 GF还致力于开发其下一代射频SOI工艺，继续保持其在射频前端硅技术方面的领先地位。该晶圆厂最近达到了一个重要的里程碑，出货了第200亿颗射频SOI芯片。随着射频SOI技术的性能要求变得更具挑战性，以及作为智能手机无线电复杂性的需求持续增加，GF正在努力应对移动射频前端的下一波创新。在300毫米晶圆上实现制造是该战略的一个重要组成部分。 射频业务部高级主管Peter Rabbeni说："我们已经证明，除了产能提升之外，300毫米还能提供一些额外的好处。新材料的可用性和更小的光刻技术是300毫米制造的一些能力，有利于设备的性能。" 射频SOI的关键区别之一是电路建立在一个工程基底上--与用于数字应用（如低功率微控制器）的SOI基底大不相同--它的特性更适合于高性能射频。拉贝尼解释说，这种基底特性支持射频前端电路所需的高隔离度和低谐波响应，防止无线电干扰并保持信号的保真度。 GF与基材供应商紧密合作，开发了一种射频SOI技术，它能满足当今射频前端开关和调谐器所需的严格的谐波和线性要求。 LTE通信和载波聚合需要下一代射频SOI，其插入损耗和线性度得到改善。例如，载波聚合引入了数据速率扩展方法，将两个或多个载波绑定到一个数据流上。这在射频路径中引入了某些复杂性，需要加以考虑，以确保由该操作产生的任何非线性产品被最小化。 "我们观察到的另一个关键趋势是更多数字内容的集成。例如，MIPI接口被大量采用于射频前端控制，现在这在芯片中的比例越来越大，"他说。 除了LTE标准的需求之外，Rabbeni表示，下一代射频SOI工艺将为5G蜂窝标准奠定基础。虽然最终的5G标准还没有被批准，但客户已经在开发5G示范系统，以交接2018年和2020年的奥运会。毫米波频率操作似乎最适合实现5G的承诺，包括低延迟、频谱效率和高小区边缘数据率。"Rabbeni说："如果这是行业发展的方向，需要更多的集成，而不是今天的射频SOI技术所能实现的。 客户可以在高速数字控制下将波束成形器、功率放大器、移相器、LNA（低噪声放大器），甚至收发器的某些部分集成到一个芯片中。"可以肯定的是，在未来，我们的客户将希望与RF SOI的集成度大大增加。他说："我们正在利用我们在45SOI技术上已经取得的大部分学习成果来帮助实现这一飞跃。 最后，这一切都归结为能够帮助设计者迅速将其产品推向市场。"我们在提供非常精确的模型和高质量的工艺设计套件（PDK）方面花费了大量的精力，并引以为豪，因此客户可以确信，他们所模拟的正是硅产品从工厂出来时的性能表现。我们在射频硅技术方面有几十年的制造经验。没有多少大型晶圆厂能做到这一点。" 这些不断增长的市场机会导致了 "对我们制造能力转型的极大关注。我们已经对RF SOI和硅锗的产能增加做出了一些非常集中的决定，以确保我们能够满足预期的需求。为满足中国即将到来的需求而进行的扩张是我们的一大重点，"Rabbeni说。 随着中国的手机用户转向支持4G和LTE的手机，以及5G标准开始流行，对射频SOI和SiG芯片的需求可能会迅速扩大，就像几年前一样。 观察300毫米的移动 Semico Research（凤凰城）的总经理Joanne Itow说，她正在密切关注GF和其他代工厂商向300毫米射频SOI晶圆的过渡情况。 当IBM的Burlington业务开发出基于硅的射频前端IC的路径时，"转向射频SOI和远离砷化镓是相当快的，因为好处是显而易见的。有能力转移到300毫米晶圆的代工厂有一个优势。只要有这个选择，就是一个真正的优势，"Itow说。 Itow说，她正在观察SOI晶圆供应商，主要是Soitec（法国格勒诺布尔），如何以可靠的300毫米射频SOI晶圆供应来应对，以及代工厂和客户如何利用更大的晶圆尺寸。 "我们正在考虑下一步的行动，把产品带到300毫米的产能上。代工厂告诉我们的情况听起来不错，而且听起来好像GF在正确的地方，为正确的市场做准备。现在我们将不得不等待，看看它是否会成功，"她说。
