FD-SOI卷工艺：三星/ST力推18nm，GlobalFoundries直奔12nm！

在2024年，FD-SOI几个大的技术里程碑包括：zK1esmc

• 3月19日，意法半导体（STMicroelectronics）宣布与三星联合推出 18nm FD-SOI 工艺。该工艺支持嵌入式相变存储器（ePCM）。
• 意法半导体首款基于以上制程的 STM32 MCU 将于下半年开始向选定的客户出样，并计划于 2025 年下半年量产。
• 6月11日，法国CEA-Leti宣布推出FAMES中试生产线，43家公司已正式表示支持，该生产线将开发包括10nm和7nm FD-SOI在内的五套新技术。

三星和ST，把18FDS轻松带入ePCM与MCU

除了今年联手ST推出支持ePCM的18FDS产品，这些年，三星一直在打磨自己的18FDS工艺，包括曾于2019年和Arm建成了当时业界第一个综合物理IP平台，包括一个位于18FDS (18nm FDSOI)的eMRAM编译器等。zK1esmc

近期的一个大进步是将其植入NVM方案：zK1esmc

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三星电子18FDS工艺集成与项目经理Jinha Park强调了三星18FDS的四大核心优势：zK1esmc

• 1）三星18FDS工艺能够提供很多创新的特征性能，比如基于三星18FDS工艺原生支持3.3V，相较于1.8V传输有着更高的传输速度和效率。
• 2）三星18FDS工艺提供混合STD（LVT/RVT/HVT），能够帮助设计人员在不影响性能的情况下进一步优化芯片的功耗。
• 3）三星18FDS工艺提供PPA（功率、性能和面积/成本）的分析功能可以帮助设计人员。
• 4）三星18FDS工艺凭借Low Leakage SRAM，具备低功耗优势。

他指出，当前FD-SOI工艺已经成为自动驾驶、消费电子、通讯、机器人、工业和计算等领域的优质选择。zK1esmc

跳过18/16/14nm，GlobalFourdries直奔12nm

相比三星和ST力推18nm，GlobalFoundries(格罗方德)的NextGen FDX放在了12nm。zK1esmc

格罗方德亚洲区总裁兼中国区主席洪启财(Kay Chai Ang)指出，目前格罗方德依然在积极优化22FDX的产能，比如将22FDX平台的生产地进行调整，从德国扩展到了马其他和纽约；同时，格罗方德也在优化22FDX工艺的多样性，并强大生态系统。zK1esmc

他表示，22FDX与3DHI技术结合后，仍有很大发挥空间，同时可将裸片空间减少45%以上，例如：zK1esmc

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从其分享的FD-SOI路线图中可以看出，未来两年的重点仍是开发22FDX+的特性，eMRAM和eRRAM是两个重点方向。zK1esmc

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针对路线图中的NextGen FDX，该公司产品线总监Ruby Yan明确向国际电子商情记者确认，下一代技术是12FDX，并指出公司会直接跳过18nm。zK1esmc

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如上图所示，相比22nm，12nm的技术优势非常明显。zK1esmc

在论坛圆桌讨论环节，主持人芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民博士抛出一个问题 “28nm、22nm FD-SOI工艺之后，是否还需要推出12nm FD-SOI工艺?（单选）“zK1esmc

现场嘉宾与观众超过86%的人认为是有必要的。zK1esmc

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但再进一步问及“10nm“的必要性时，支持率就大幅下降。zK1esmc

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究其原因，笔者认为是戴博士提到的一个技术点“12nm是double pattening“能做到的最小节点，下一步10nm及8nm就需要triple patterning来实现了，成本应该是制约的主要因素。 zK1esmc

在成本方面，IBS首席执行官Handel Jones有一个更细节的分享，他指出22nm FD-SOI的成本将和28nm HKMG成本相近，而工艺继续向下的话，FD-SOI的成本将显著低于FinFET。比如，16nm FinFET芯片的成本比18nm FD-SOl芯片高20%；7nm FinFET芯片的成本比12nm FD-SOl芯片高24%。zK1esmc

在功耗方面，12nm FD-SOl的功耗比7nm FinFET低12%至16%；此外，12nm FD-SOl的射频连接性能优于7nm FinFET。因此，对于大多数应用，12nm FD-SOI的PPC优于7nm FinFET。zK1esmc

综合以上因素，他进一步认为FD SOI在“≥12纳米和≤28 纳米“时优于CMOS和FinFET，这段工艺节点之间FD SOI具有出色的PPC特性，且射频表现也很出色；另外，再利用chiplet和特殊封装，12 纳米 FD SOI 可支持高性能数据中心和低功耗移动应用。zK1esmc