三星副总裁Gitae Jeong解密三星18FDS

2017年9月，三星宣布tape out业界首款28nm FD-SOI制程下的eMRAM测试芯片，在新闻中，三星宣布自2016年起基于FD-SOI工艺tape out了超过40种产品，伴随着在28FDS和18FDS工艺及RF和eMRAM技术，三星将会获得越来越多的客户订单。

三星已经与包括Cadence和Synopsys在内的各种生态系统合作伙伴完成了其28FDS技术生态系统解决方案的完整集合。客户可以从Cadence和Synopsys访问三星认证的28FDS参考流以及特定于应用程序的IP产品。

在2017年上海FD-SOI论坛上，三星代工业务执行副总裁兼GM ES Jung介绍了三星在FD-SOI技术上的路线图及一些细节。

一年后，三星高级副总裁Gitae Jeong在2018年上海FD-SOI论坛上，又做了一些细节和蓝图的更新。

三星高级副总裁Gitae Jeong

FD-SOI拥有众多机会

Gitae Jeong表示，现在产业界正在向第四次革命迈进，其中第一次革命是蒸汽动力的发明，使得动力系统和机械得以广泛应用，第二次工业革命则是流水线的出现，使汽车等工业化产品得以批量生产，第三次工业革命是计算机、通信及飞机等出现，信息产业成为主导生产力的主要因素，而第四次革命将是信息系统，包括能源采集、物联网、自动驾驶等具有AI及更广泛连接能力的产业革命。

在第四次产业革命中，FD-SOI可以扮演着至关重要的作用。首先对于IoT系统来说，年符合增长率将达20%以上，包括处理器、传感及连接都有对于低功耗和低价格的需求。Gitae Jeong说道，未来IoT芯片将会是多IP组成的单芯片，包括eMRAM、逻辑以及射频等组成存储、处理及连接等系统，实现最低功耗和最小封装尺寸。

三星具体的FD-SOI路线图

如图所示，目前三星针对物联网应用，在28LPP+eFlash+RF早已成熟，同时，28FDS+eMRAM+RF将是28nm最具竞争力的产品，相比较28LPP，速度提升25%。而今年年底明年初，18FDS将会正是问世，相比28FDS，速度进一步提升20%，同时面积减少35%。到了2020年，RF/eMRAM结合的产品将会大规模问世。

三星在FDSOI技术上有着完整且长远的蓝图规划

Gitae Jeong以客户实际的28FDS数据，用以说明其优势。某客户相比较前一代40nm产品，采用28FDS后，射频功耗下降了76%，处理器功耗下降了65%。

三星客户成功案例

Gitae Jeong说道，三星正是进入FD-SOI量产阶段是2015年才开始，相比较其他公司还是年轻，但通过不断地投入，使得三星在FD-SOI代工市场已成为不可或缺的重要元素。

除此之外，Gitae Jeong强调了三星代工厂的SAFE（Samsung Advanced Foundry Ecosystem）生态系统，通过和不同的IP、EDA、设计服务公司合作，以及包括三星和Arm在内提供基础库，使得三星的生态系统变得更加安全强大，已拥有众多经过验证的IP平台，目前Arm已经为18FDS提供了基础库。

三星在FD-SOI上所构建的SAFE生态系统

对此，Gitae Jeong以NXP、Cadence和三星联合开发为例，解释了三星的生态系统。其中NXP提供i.MX产品线定义，Cadence不光提供传统的EDA工具，还专门为客户定制了一些工具，此外提供了包括Tensilica HiFi 4 DSP在内的IP，而三星提供28FDSOI工艺代工。“SOI生产是非常困难的，因为衬底的问题，此外对晶圆也有高一致性要求，所以我们也碰到了很多困难，多亏技术进步，使我们可以迅速量产。”Gitae Jeong说道。

Gitae Jeong强调，28 FDS的良率相较之前改善很多，漏电流趋于稳定。目前已有5款基于28 FDS的芯片量产，2018年新tape-out芯片种类达到18种，其中最重要的客户来自物联网/移动通信和消费。

三星 28FDSOI 2018年进展情况

毫米波、eMRAM和18FDS的一些细节前瞻

Gitae Jeong表示，由于FD-SOI在高频特性上更好，拥有更低的功耗和降低衬底损耗，可用在包括28GHz，38GHz，以及77-85GHz的毫米波频段上，理论上最高可支持到110GHz。业界首款5G RF收发器@28GHz已经在28FDS上验证。

对于eMRAM，Gitae Jeong表示，基于铜互联后道工艺的eMRAM，只需要额外增加三次掩膜，其读写速度尤其是写入速度是eFlash的1/1000，仅为25ns，耐久性也增加了一个量级，同时面积几乎没有改变。

相比传统的eFlash，eMRAM具有很多优势，或可改变MCU/IoT处理器市场格局

在-40℃-105摄氏度区间内，稳定良率达到95%，目前已确认的封装级可靠性容量达8MB。

在模拟方面，FDSOI相比较体硅工艺，有更高的增益以及更小的噪音和晶体管失配，而这些都是模拟设计中的关键参数。比如codec设计，使用FD-SOI技术就是一个非常好的平台，而且可以把包括LDO、DSP、功放、射频、收发器、ADC、DAC等IP完全实现单芯片，在智能音箱等领域将会有极大的竞争力。

相比较其他工艺，28FDS在很多领域都具有明显优势

Gitae Jeong表示，18 FDS技术已经掌握在手中，重点是利用28FD-SOI的量产经验结合14nm的后道工艺联合实现，未来将为MCU/IoT产品提供集成RF和eMRAM的能力，使其具有更小尺寸、更低功耗和更低价格。

根据实测，相比28FDS，18FDS可以实现50%以下功耗，65%的面积以及22%的性能提升。

18FDSOI器件性能介绍

三星对于18 FDSOI的进展与承诺

不得不说，尽管师从ST，但三星在FD-SOI上所做的努力早已超越其他公司，再加上其在代工领域其他积累，并将其用于FD-SOI，并且公司拥有着清晰的产品路线图，可以说是FD-SOI技术领域中最为可靠的供应商之一。

Gitae Jeong最后的总结