晶圓代工業者Globalfoundries技術長Gary Patton透露,其22FDX全空乏絕緣上覆矽(fully-depleted silicon-on-insulator,FD-SOI)製程技術可望今年稍晚上市,而目前該公司正在開發後續製程。

Globalfoundries聲稱其針對不同應用最佳化的22FDX平台四種製程,能提供媲美FinFET技術的性能與省電效益,而成本則是與平面28奈米CMOS製程相當;其製程的反偏壓(back-biasing)特性,能供從性能動態改變電晶體運作的機會,將洩漏電流最小化。

不過目前先進IC製程仍以FinFET技術為主流,該製程獲IP供應商以及各大晶圓代工業者擁護,包括Globalfoundries自己;而三星(Samsung)的晶圓代工廠也有提供28奈米FD-SOI製程。

Globalfoundries技術長Gary Patton

Patton在IBM擔任研究人員多年,是在Globalfoundries收購IBM的半導體業務之後加入該公司;他在參加近日於布魯塞爾舉行的年度Imec科技論壇時,於場邊接受EE Times歐洲版編輯訪問表示:「我們認為FinFET與FD-SOI都很適合行動應用領域。」

根據Patton指出,其製程技術研發始於美國紐約州的Malta晶圓廠,並已經轉移至德國的Dresden生產線;其良率達成已經比預計時間表提前,目前的焦點集中在建立設計IP庫。

Globalfoundries正在與一家名為Invecas的IP供應商合作,為14奈米FinFET製程與22奈米FD-SOI製程開發基礎IP;而Globalfoundries準備在2016年底為客戶進行22FDX製程試產,量產時程則預計在2017年。

Patton認為,FinFET製程的高驅動電流特性非常適合在大型晶片驅動訊號線,因為這類晶片需求持續性能;不過對於較小型晶片以及對功耗較敏感的晶片,FD-SOI就是更好的選擇。Patton也指出,FinFET有一種量化驅動機制(quantized drive regime),開發工程師必須選擇1個、2個甚至更多的鰭(fin),但這並不適合類比或射頻(RF)訊號。

雖然Globalfoundries力捧22FDX製程在物聯網(IoT)應用類比與RF元件生產上的優勢,Patton指出該製程也能因應數位IC需求:「有許多行動應用數位晶片都是採用65奈米與40奈米製程,比起將之轉移至其他平面製程,例如FD-SOI,改用FinFET製程的成本很高。」

不過Globalfoundries 的FD-SOI製程──起源是IBM的研究案,後來由意法半導體(STMicroelectronics)以及現在的Globalfoundries與三星所擁護──有個艱苦的孕育期,在一開始與意法半導體簽署技術授權協議後,又過了四年才於Dresden晶圓廠量產。

隨著FD-SOI的潛在設計案有可能別抱16奈米或是10奈米FinFET製程,缺乏技術藍圖有可能會成為FD-SOI的劣勢之一;當代IC設計牽涉大量的專有IP或是來自第三方合作供應商的IP,因此製程的延續性成為受關注的重點。

對此Patton表示:「我們下一代的全空乏製程已經在Malta進行開發,」但他並未確認是哪個製程節點;究竟目前最小的製程節點是多少仍有爭議,例如台積電(TSMC)將推出的10奈米與7奈米製程,元件特徵尺寸(feature sizes)分別是20奈米與14奈米,而以32奈米或36奈米的間距(pitch)進行生產。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Globalfoundries Working on Next-Gen FDSOI Process,by Peter Clarke)