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FinFET与FD-SOI只能选一个?半导体制造商正在将两者结合

2021-10-10 01:34 已有人浏览
本文摘要:在我们大多数人非黑即白、非此即彼的观念里,半导体业者应当不是自由选择FinFET就是FD-SOI制程技术;不过既然看起来台积电(TSMC)、GlobalFoundrie或三星(Samsung)等晶圆代工厂,必需要同时获取以上两种制程生产能力服务客户,有更加多半导体制造商也正在考虑到也致力获取两全其美的制程技术。

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在我们大多数人非黑即白、非此即彼的观念里,半导体业者应当不是自由选择FinFET就是FD-SOI制程技术;不过既然看起来台积电(TSMC)、GlobalFoundrie或三星(Samsung)等晶圆代工厂,必需要同时获取以上两种制程生产能力服务客户,有更加多半导体制造商也正在考虑到也致力获取两全其美的制程技术。  例如飞思卡尔半导体(FreescaleSemiconductor)最近就透漏,该公司正在14至16奈米节点使用FinFET技术,以及在28奈米节点使用FD-SOI制程技术,只为了达成协议完全相同的目标--更高的速度以及更加较低的功耗--不过是针对有所不同的半导体元件产品;此外飞思卡尔也在尝试在下一世代的半导体制程节点,将两种技术融合在一起。  飞思卡尔与所有的晶圆代工业者都有合作关系,也不具备从较低复杂性到超高复杂性的制程技术与联结技术能力,其中有很多是独家的;飞思卡尔微控制器(MCU)事业群的应用于处理器与先进设备技术副总裁RonMartino回应:因此,我们早已针对FinFET与FD-SOI制程研发了最佳化的技术蓝图。

  Martino更进一步举例认为,FD-SOI晶圆片较便宜,不过合适低功耗或高性能的应用于,配上飞思卡尔的28奈米i.MX十分极致;至于FinFET制程,该公司指出该技术是数位连网(digitalnetworking)产品线顺利的关键,能以较好的价格与性能比达成协议他们提升产品速度的目标。  SOI产业联盟(成员还包括IBM、Imec、Soitec、ST与飞思卡尔)早已尝试将FinFET技术与SOI融合。埋水解层(buried-oxide,BOX;图右)早已为FD-SOI薄化  Martino甚至指出,未来可能会有一些利用融合FinFET与FD-SOI所带给的惊艳,或许是将这两种技术在下一个半导体制程节点拆分在一起,同时在未来许多年保持以28奈米FD-SOI生产较低阶的产品。

  FD-SOI制程必须感测器统合,28奈米节点不具备所需的RF与转换功能,能让许多可穿着式装置在联结性与低功耗方面获得不具吸引力的均衡;Martino回应:各个节点的爱情点(sweetspot)是FD-SOI在40奈米节点与28奈米节点,FinFET则是更加先进设备的节点如14~16奈米节点。在制程微缩以及成本的最佳化方面,我们将看我们能如何有效地利用FD-SOI与FinFET。  在SOI上的FinFET之鳍式电晶体如何被更佳的隔绝,无期限的地下通道修改制程步骤  意法半导体(STMicroelectronics)是自由选择FD-SOI优先于FinFET,前者是藉由在电晶体(BOX)之下摆放一层厚的绝缘体,因此让未掺入的地下通道超过仅有空乏(full-depletion),将外泄电流缩减到大于。不过FD-SOI还有一个一般来说被忽视的优势,是极化(polarize)BOX下方基板的能力,也就是等速基底偏压(forwardbodybiasing,FBB)。

  等速基底偏压在功耗与性能折中的最佳化方面十分有效率,而且藉由在运作过程中转变偏置电压,设计工程师能让他们的电晶体在不用于时超过超强低功耗,但又能在速度如常时于关键时刻超过超高效能。  飞思卡尔回应,FD-SOI在28奈米节点与十分省电之低功耗元件的智慧统合方面是领先技术,而且能扩展到28奈米以下,FinFET则是在更加先进设备的制程节点生产量今日最低性能的元件;这两种技术都会产生仅有空乏地下通道,只是以有所不同的方式--所以如果让两者融合在一起呢?  块状晶圆与SOI晶圆上的FinFET成本差异,不会随着所需的额外制程步骤而抵销但在SOI上依然较便宜  FD-SOI是全空乏,FinFET也是全空乏,你甚至可以将两种技术融合在一起;Martino回应:总之,飞思卡尔将之后最佳化我们的产品阵容,因为我们必须普遍的技术与制程,从i.MX最佳化到嵌入式快闪记忆体最佳化,所有都将不会必须合适它们的制程。  有些半导体业者专心于FD-SOI,有一些则瞄准FinFET,但对无晶圆厂业者与半无晶圆厂(semi-fabless)来说,晶圆代工业者能获取两种技术选项;所以为什么不将两者混搭甚至融合在一起呢?事实上SOI产业联盟,正在实验于7奈米节点融合两种技术,横跨闸极全面扩展鳍式架构,而且利用三五族(III-V)地下通道。


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