格罗方德Fab 1总经理：用户差异化的需求将成就FD-SOI

近日，格罗方德Dresden Fab1执行副总裁兼总经理Thomas Morgenstern参加2018年上海FD-SOI论坛，并在论坛上发表了《差异化的解决方案满足 FD-SOI的需求》为题进行了主题演讲。

格罗方德Dresden Fab1执行副总裁兼总经理Thomas Morgenstern

   
Morgenstern表示，半导体产业不止由物理学决定，还要由经济性决定，“如今最大的挑战是如何满足客户需求，而伴随着客户需求分化，单纯的追逐最新技术已不再是唯一的解决方案。”Morgenstern似乎也有所指，毕竟就在几周前，格罗方德放弃了7nm今后的研发蓝图，这也就意味着格罗方德会将更多的精力和资源放到FD-SOI上。


如图，在2017年1月，格罗方德CTO Gary Patton就表示，格罗方德正专注在三个维度进行探索，包括追求最新的产品，系统级差异化，以及硅级的差异化。

格罗方德Fab 1工厂

Morgenstern介绍了格罗方德德累斯顿Fab 1，这是欧洲最大的300mm晶圆厂，也是欧洲最大的FD-SOI晶圆厂。拥有超过5万平米的洁净室，自1996年以来，累计投资额超过120亿美元，28nm晶元出货量超过300万，共有来自50个国家的3000名员工在此工作。

Morgenstern将Fab1的发展分为三个阶段，1996-2009年间，公司是AMD的晶圆厂，主要为AMD生产处理器，2010-2017年间，AMD将代工厂剥离，Fab1代工了从45，28以及22nm SoC，包括计算和通信在内的产品，“但仍然是按照摩尔定律来演进的。”Morgenstern表示。第三个阶段，从2017年内起，格罗方德开始采取超越摩尔定律的策略，包括提供FD-SOI制程工艺，提供RF、eNVM、毫米波等技术，以满足包括汽车、物联网、安全等多种市场需求。

FDX：最适合IoT和AI/ML的平台

Morgenstern介绍了格罗方德FDX平台优势，目前平台可支持包括Arm、RISC-V等处理器IP，<6GHz的无线互联，包括蓝牙、WiFi、ZigBee等以及蜂窝通信，而在汽车电子钟包括ADAS、信息娱乐、车身控制、雷达等。

FDX拥有更低的动态功耗和电荷泄露，其中逻辑单元电压可降低至0.4V，Memory的待机功耗为1pA/cell，retention voltage电压为0.28V。在射频方面，FD-SOI同样具有优势，包括RF/LDMOS，毫米波，模拟应用等领域。在电源管理方面，利用体偏置可以实现更好的电源效率。此外，FD-SOI中eMRAM的应用也可以实现极低功耗的嵌入式存储。

“总的来说，FD-SOI技术在部分应用中是均衡了功耗、性能及价格的最优单芯片方案。”Morgenstern说道。

如图所示，在模拟和射频性能方面，12FDX拥有更多优势，同时掩膜次数大大降低。

FDX在射频和毫米波应用中具有更高性能及更低功耗，可应用于边缘计算AI、AR、5G、ADAS等领域。值得注意的是，在12FDX时，格罗方德将引入eNVM技术。

Morgenstern强调，格罗方德在车用FD-SOI领域进展非常迅速。目前Fab 1在2018年1季度已经经过了车规级验证，22FDX完全满足AEC Q-100的标准。2018年3季度汽车级产品已经tapeout，目前Arbe Robotics已经采用了22FDX开发业界首款L4及L5级别的高分辨率实时成像雷达技术。

而除了FD-SOI之外，格罗方德在车规级产品中提供了种类繁多的制程工艺服务，包括SiGe、BCD、eNVM、14LPP等，可满足包括Radar、Lidar、处理器、PMIC、MCU等ADAS应用主要零部件。

Morgenstern援引VLSI Research分别在2016和2018年所做的关于FD-SOI的调查问卷，问卷显示，在射频相关应用中，客户越来越接受FD-SOI所带来的好处。

如今，22FDX累计订单数超过20亿美元，芯片类别超过50中，其中以IoT和网络处理芯片最多。


Morgenstern强调，标准dpml（Days Per Mask Layer，每光刻层所需要的天数）平均为0.95左右，但也可以根据客户需求减少到0.65dpml。预计2018年四季度将有全新的RF/毫米波产品，量产种类将会极大丰富。


大会上，格罗方德公布了六个产品量产情况及良率

FD-SOI不只是欧洲的，也是中国的

Morgenstern表示，目前除了格罗方德之外，包括Fraunhofer、ST、CEA-Leti、Soitec等多家欧洲公司都在专注于FD-SOI技术。

但其同时强调，通过格罗方德成都工厂的建立，中国同样是FD-SOI一个重要的市场。

为了加速FD-SOI的落地，格罗方德特别建立了FDXcelerator生态系统，预计今年底加入的联盟和厂商将达到75家以上，短短的一年多时间增加了10倍，也表明了产业对于FD-SOI技术的认可。

Morgenstern表示，目前FD-SOI的技术、代工厂以及市场都已全部就绪，而随着市场从追求摩尔定律到更关注能效及性价比等不同需求产生，相信FD-SOI技术将有美好的未来。