GlobalFoundries执行长全方位解读FD-SOI

在最近一次与GlobalFoundries执行长Sanjay Jha面对面的会谈中，他分享了对于电子产业和半导体代工业的观察和展望，重点在于FD-SOI。

GlobalFoundries执行长Sanjay Jha在加入该公司之前，曾经担任摩托罗拉行动公司的董事长兼CEO。

GlobalFoundries是全球领先的半导体代工厂之一，生产基地横跨三大洲。该公司正不断加强其于全球的布局，并规划了全耗尽型绝缘上覆矽(FD-SOI)和鳍式场效电晶体(FinFET)双轨发展的道路：在中国，透过与成都合资建设一座300mm晶圆厂，引进其22FDX制程技术，攻占低功耗物联网(IoT)等应用，并承诺了下一代技术12FDX；在美国，约3月前，宣布推出7nm FinFET (7LP)技术，针对高阶行动处理器、云端伺服器和网路基础设施等场景。同时，5nm以及后续技术也在开发之中。

在最近一次与Jha的面对面会谈中，他分享了对于电子产业和半导体代工业的观察和展望，重点在于FD-SOI。

你认为未来的热点应用有哪些？实现的顺序如何排列？

我认为主要是行动、物联网、射频(RF)和汽车。其中，行动、物联网、射频，这三个难分先后，但是汽车的应用可能会稍微晚一点。

我想声明的一点是汽车应用的滞后是从我们的绝缘上覆矽(SOI)技术角度而论，但从FinFET的角度来看结果会有所不同。在这里我主要针对的是SOI。

GlobalFoundries已在22FDX上建树多年，为何最近英特尔(Intel)以及台积电(TSMC)等都相继关注22nm这个制程节点？

首先这是300mm晶圆，如果是单一步骤光罩制程的话，22nm应该是一个最小的节点，原来是28nm。再往下走的话可能需要用多步的制程。

所以现在三家公司都在进入22nm节点，但每家在这个节点的制程侧重点不一样：台积电是22ULP (22nm Ultra Low Power)技术；我们侧重的是22nm FD-SOI技术；而英特尔采用了FFL (FinFET Low Power)技术。这三种技术从性能以及复杂度来看各有不同。我们认为FDX技术应该是最优的。

英特尔认为FinFET将是未来的主流技术，你如何看待这个观点？

FinFET跟FDX技术各有千秋，我们也做14nm和7nm的FinFET。

FinFET的应用跟FDX的应用有所不同，因为它的特点是高电流、高电容，所以它适用于大功率伺服器等，而用于行动的、以电池供电的、小功率、低成本的应用，比如说影像处理、还有物联网采用的芯片以及传感器等，这些可能采用FDX的技术更为合适。

从制造的复杂度方面可以看到FDX的光罩是36层，而FFL至少要47层。从不同的应用来讲，针对英特尔的技术，可能更适合用于伺服器的这些大电流、大电容的芯片，而物联网、射频还有影像处理，这些更适合采用FDX技术。

现在，在FD-SOI的发展蓝图中，出现了28nm、22nm、18nm和12nm不同的节点，你如何看待这个现象？

我觉得在FD-SOI这一领域，大家都在不断地推动，对这个产业的发展来说是有益的。我们希望打造一个FD-SOI生态链，如果整个产业的发展能够趋于一致，包括你说的节点，应该是一个好事情。

从我们的角度来讲，FD-SOI产业要做好，其中之一是规模，而且代工厂需要不断地投资，就像我们在成都建新的晶圆厂。

成都厂我自己去看过。如果你去看一下的话，建设的速度真的非常震撼，另外我们和政府之间的伙伴关系也非常好。

业界为什么对FD-SOI的体偏压功能还抱有一定的疑问？

其实并不是很难，可以给你画个图，讯号来了就打开闸(图略)。

业界为什么认为其是一个挑战呢？比如说你原来只要考虑三件事情，现在需要考虑第四件事，有人会认为额外的东西对他是负担、是挑战。但是，透过体偏压去控制闸是非常好的思路，会让整个控制更为简单。

这种思维一直都存在。举一些例子，在半导体产业，我们克服过的重大挑战非常多，难度上一点都不逊色于此，只是说以前没有选择去做。现在，是否采用体偏压你是可以选择的。在这种情况下，有些人对是不是走这条路会觉得非常的畏惧，觉得麻烦，因为你有其它路可以走。

那么，你的建议是什么？

我认为最终解决这个问题，还是要提供给客户经过验证和奏效的解决方案。做到了，他自然就会接受，让我们客户的工作更为简单。

对于工程师来讲有三大诉求：更快、低成本、高性能。如果只考虑前面两个，可能体偏压这个问题他无需太关注。但如果除了速度、成本还要加上高性能的话，一定会考虑这个功能。

业界对FD-SOI晶圆矽片的供应和成本也有所顾虑。如何加快这个环节的布局？

这个问题并不是很难。因为任何一个新事物出来的时候，不愿意走这一条路的人，总会说这里有毛病、那里有困难。

回顾一下，块材矽(bulk silicon)一开始也是这样的，后来量上去了，成本就下降了。对于FDX，我们感觉这个产业有一个明确的、明显的推动态势。从供应链来讲，这个技术的确增加了复杂度，但是制程步骤会比原来少10到15步。

现在，三家供应商都在提供晶圆，同时也在不断地投资，增加自己的产能，所以从制程的角度来看并没有太大的问题。症结在于半导体产业发展过程当中一直碰到的问题：新的事物出来总是有人不愿意接受，总是从坏的方面去看这个问题，从消极的方面去看这个问题。

FDX相对于FFL等，在成本上是否具有优势？

要从两个方面看待这个问题：一个是售价、一个是成本。

从成本上面来说，22nm FinFET如果采用平面技术，制程步骤会多一些，制程控制的复杂度很高。对于FDX，底层的基板成本可能会高一点。确实很难同类的去比较各自成本的结构，但是考虑到我们在中国晶圆厂的建设投资以及规模产生的成本效应，从生产的成本来说，相对于英特尔的技术来讲，可能略有优势。但是，这个不一定反映在最终的市场售价上。

我们也知道现在英特尔卖什么样的价格，因为这还是商业策略的驱动，所以从成本上面来说，我的判断是FDX略有一点优势。

注意到FDX的生态链伙伴已从数年前的7家增加到现在的30多家。新增加的主要是什么厂商？

这些新增加的生态链伙伴主要是IP供应商。他们很明智、很理性的看到客户有这个需求，愿意针对IP进行投资。

这些IP主要是针对设计领域。比如说USB 3.0，原来用于28nm的芯片，如果客户提出要重新设计做到FD-SOI，有这样一些需求之后芯片设计公司就有动力设计这些东西。IP来自于这种需求，但背后是整个产业的市场需求。

你如何看待FD-SOI的投资策略？

从投资上来讲，FD-SOI需要的投资更少，但是市场成长更快。其实，我们在FinFET上面投资的绝对金额比FD-SOI大，但是FD-SOI的产能却高过FinFET。

现在GlobalFoundries正在成都建设工厂，是否有计划也在新加坡建立FD-SOI工厂？

没有。但我们在新加坡有RF-SOI工厂。GlobalFoundries在射频领域的市场份额位居第一，迄今为止，RF SOI芯片出货量达到了320亿片。

请预测FD-SOI在中国和全球的未来。

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。在可比的性能情况下，整个成本、复杂度都会下降，制程步骤会减少。

针对这样的市场，我有信心，不只是中国，包括全球都是这样。

你还有什么想法愿意分享？

针对摩尔定律，每个节点实现的速度在放缓，很多人认为唯一的出路是不断地针对微缩进行投资，其实这不是唯一的考量。

针对这个真实世界中的应用，比如说物联网、射频、传感器等，这些未必需要5nm、7nm节点的技术。所以针对这些行动的应用，我觉得FD-SOI是一个非常有前景的技术。