专家:28纳米FD-SOI制程将带来大商机

2014-05-21 09:17:17来源: eettaiwan

晶圆代工厂与无晶圆厂设计业者们已经成功地量产28奈米高介电金属闸极(High-K Metal Gate,HKMG)制程,此外无论是采用闸极后制(gate-last)或闸极优先(gate-first)技术,都能产出高良率以及具可靠度的产品。

英特尔(Intel)已经量产其22奈米三闸电晶体(Tri-Gate)产品,该制程不需要双重图形(double patterning);该公司的第二代22奈米Haswell处理器也证明了其高性能与更长的电池续航力。下一个半导体逻辑制程技术是20奈米 HKMG 制程,台积电(TSMC)预测20奈米制程营收将占据其 2014年总营收(估计为22亿至23亿美元)的10%。

以每月6万片晶圆(WPM)的产能来计算,台积电20奈米制程晶圆的平均价格估计在2014年第四季达到6,000美元,与28奈米晶圆平均价格(约4,500~5,000美元)相较是很大的增加;如果台积电对20奈米制程的预测准确,该公司在整体20奈米制程代工市场上的占有率,将会在 2014年第四季达到95%。

不过对应用处理器与数据机晶片等对低漏电需求殷切的产品来说,控制制程的漏电与提升良率是一大挑战,如果20奈米制程不能在成本增加的同时提供比28奈米节点更好的低漏电性能,28奈米全空乏绝缘上覆矽(FD-SOI)制程是一个替代方案。28奈米FD-SOI制程的晶圆成本与28奈米块状CMOS (bulk CMOS)制程相当,但性能则比20奈米块状CMOS高15%。

因此拥有庞大28奈米FD-SOI制程产能、可支援低漏电产品生产的三星电子(Samsung Electronics)取得了优势商机;益华电脑(Cadence Design Systems)、新思(Synopsys)与明导国际(Mentor Graphics)等EDA供应商也都支援FD-SOI制程生态系统,由28奈米块状HKMG制程转移至FD-SOI制程应该不需付出昂贵代价。

包括英特尔、台积电与Globalfoundries都试图将 3D电晶体架构推向量产;英特尔已经在 2013年第四季量产14奈米三闸电晶体,但良率提升速度缓慢。有不少无晶圆厂IC设计业者将在 2014年第三季投片16/14奈米FinFET设计,量产时程则预定在2015年第二或第三季。

半导体产业已经投资数百亿美元,期望在未来的12至18个月之内量产FinFET制程,其接下来的发展会是如何?此外下一代的FD-SOI 制程──意法半导体(ST)称之为14奈米制程──会是手机应用处理器的更佳选择吗?什么会是该制程大量生产的主要推手?

一旦达到量产,16/14奈米FinFET晶圆的生产成本约为4,000美元,毛利率约45%,销售价格则为7,270美元;FinFET成功关键在于初始设计能否达到系统性与参数性的高良率,但根据众多变数考量,能有这种表现的可能性非常低。FinFET制程会实现量产,但还需要经过一段学习过程,以及众多设计案的互动经验累积。

在这种情况下,三星采用了FD-SOI制程技术并准备好制程微缩是明智的抉择;如果其14奈米FinFET制程如预期量产,三星的竞争力将非常强大,但如果量产时程延宕,该公司还有另外一个替代方案。

要拥有不同的技术选项,成本的增加是必然的。月产4万片晶圆的14奈米FinFET 制程成本约为68亿美元,如果其量产时程延宕,另作妥善准备是明智的;此外,16/14奈米、10奈米与7奈米制程环境可带来的报偿会非常可观,电子产业对半导体元件的需求将持续扩展。

在智慧型手机领域,将根据地转移至中国并能因应中国市场的积极定价策略也是很重要的,而FD-SOI能达成这样的目标;采用FD-SOI制程很可能催生具成本竞争力、低功耗的大量生产行动装置平台。虽然失败的代价是数十亿美元,但花几亿美元来投资一个具吸引力的技术选项,可以取得不错的利润回收。

对三星来说,很需要积极推动多个世代的FD-SOI技术,同时继续发展其14奈米与10奈米制程蓝图。三星的文化就是什么都要赢(目标在2018至2019年达到40亿美元营收),而FD-SOI技术再加上14奈米FinFET制程,将会是该公司在行动平台战争中的致胜关键。

关键字:28纳米  FD-SOI  处理器

编辑:孟娟 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/packing/201405/article_18783.html
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