22nm烽火再起！进步还是后退？

shuszhao

“这是能采用单次光罩的最小工艺节点，而且是适合物联网、便携电子设备等低功耗、低成本应用的长寿命工艺节点。”一句话道出了22nm大战的真髓：市场需求。而更值得关注的是，这场大战的主战场是在中国……
近期，22nm制造工艺领域烽火再起!
之所以“烽火再起”，一方面22nm在半导体产业链中已存在较长时间，并再次获得了代工厂以及IDM大厂的青睐；另一方面，各方蓄势待发，大战迫在眉睫。
三大阵营，GlobalFoundries的22FDX、Intel的22FFL、以及TSMC的22ULP，开始在22nm较力。
为什么是22nm?
“这是能采用单次光罩的最小工艺节点，而且是适合物联网、便携电子设备等低功耗、低成本应用的长寿命工艺节点。”GlobalFoundries CEO Sanjay Jha在参加第五届上海FD-SOI论坛时对我说到。
一句话道出了22nm大战的真髓：市场需求。
而更值得关注的是，这场大战的主战场是在中国。
在这三大阵营中，GlobalFoundries的22FDX，采用FD-SOI技术，已进入量产阶段。在2016年的第四届上海FD-SOI论坛上，该公司CEO高调宣布12FDX将是其下一个节点，一扫业界对FD-SOI是否具备可持续发展能力的疑问，并随后在2017年2月宣布在成都高新区建设22FDX产线，在业界造成轰动。
图：GlobalFoundies的工艺发展路线图。
图：22FDX面向的主流应用。
“对于FD-SOI技术，我个人是充满信心、非常乐观，至少是针对我们专注的这些市场，而这些细分市场正好是发展非常快的市场。”Sanjay Jha表示。
今年9月19日“Intel精尖制造日”上，Intel在强调公司在工艺领域处于领先地位的同时，宣布了22FFL工艺，其是一种采用FinFET实现低功耗的技术。Intel将其赋予了挖掘和发展新业务的使命，但并未披露具体的时间表和工厂地址等信息。
而作为代工业龙头的TSMC视乎仍然保持着以往的谨慎风格。对于22ULP，我基本没有什么信息来源，而业界的评论是其“从20nm退回到22nm”，据闻还需要1至2个季度才能推出。大约2年前，TSMC曾推出了专门面向低功耗市场的平台，具体业绩也不明了。
性能比拼
以下的比较数据来自在上海FD-SOI论坛中GlobalFoundries CEO的演讲。鉴于目前其他两家的数据不明，作为参考。
图：三大工艺性能比较。
基于此次上海论坛，本文更多地给出了基于FD-SOI工艺的多项比较。
IBS首席执行官Handel H. Jones在论坛中分享了不同工艺下的每栅极成本、总体成本、以及设计成本的对比。
图：不同工艺每栅极成本分析。
图：总体成本比较。
图：设计成本比较。
图：GlobalFoundries成都工厂已完成上梁阶段，即将封顶。
杀手锏：RF和存储器
面向物联网和可穿戴电子等应用，RF和存储器的整合能力会对一个工艺的寿命带来很大的影响。
按照GlobalFoundries CEO的表述，22FDX很好地整合了RF功能，这也成为其抗衡FinFET工艺的一个杀手锏。而在存储器方面，22FDX也具备集成eMRAM的能力。
图：eMRAM集成能力。
在Intel推出22FFL工艺时，也特别强调了包括一个完整的RF套件，并结合了多种模拟和射频器件支持高度集成。
在此需要提及一下三星，其半导体制造业务已成为集团内独立核算的部门。三星和STMicroelectronics是最早进入到28nm FD-SOI领域的两家公司。
在此次论坛上，以前表现相对静默的三星宣布了其下一个FD-SOI工艺节点18nm，为FD-SOI阵营再加了一把柴。
而其eMRAM的集成能力是该公司的强项。
图：三星路线图，强调eMRAM。
FD-SOI生态链建设
作为FD-SOI的资深人士，VeriSilicon总裁戴伟民博士认为IP和FD-SOI衬底晶圆对FD-SOI未来的发展举足轻重。
经过几年的蕴育和发展，这两项均取得了可喜的进步。
目前，全球有三家公司能够供应FD-SOI晶圆，包括法国Soitec、日本信越半导体(SHE)、美国SunEdison。其中，法国Soitec是最早实现了FD-SOI硅片的高良率成熟量产。现在，上海硅产业投资有限公司NSIG收购了Soitec 14.5%的股份。
但中国的脚步没有停止。
上海新傲科技投资超过20亿人民币，计划利用其二期工厂推出12寸FD-SOI衬底晶圆，预计未来总产能可达到60万片/年。另外，考虑到成熟工艺的设备折旧费以及未来新傲在FD-SOI硅片的投产，FD-SOI的成本还会进一步探底。
图：衬底的部分产能介绍。
而在IP领域，可以说是近几年变化最大的部分。
“在增加的生态链合作伙伴中，IP占据了很大部分。”GlobalFoundries CEO Sanjay Jha表示。图：FDX的生态链。图：IP列表。
图：VeriSilicon的部分IP。
在2016年的上海FD-SOI论坛中，ARM首次表态会接受FD-SOI工艺。尽管今年ARM并没有出席，但基于FD-SOI的ARM产品已经推向了市场。
GlobalFoundries给出了几款基于ARM内核的设计，分析了采用其它工艺和FD-SOI工艺时，在芯片面积、功耗等方面的对比。
在中国，很多业内人士认为FD-SOI是实现中国IC产业弯道超车的机会。目前，对GlobalFoundies而言，已有10家中国客户在一年内流片或有测试芯片。
图：22FDX用户分析。
图：FD-SOI全球用户实例。
进步还是后退？
无疑，回答这个问题的答案在于市场。
在演讲中，IBS首席执行官Handel H. Jones表示，以现有28nm产品为例，90%均适合FD-SOI工艺，市场相当庞大。
面对这个市场，GlobalFoundries、Intel、TSMC、以及三星都在行动中。

xfzc

    

liao96127

lcfmax

我几年前的电脑就是22NM工艺了

myntpcb

只要持续有大量客户，并不存在进步或退步的说法。

riverhill

  

南亭好远

这种工艺比较成熟而且性能好，虽然不是最新的但是值得

9999jim

有些领域还是工艺老的好~

q2857856

  

hefmb

学习了