台积电、三星、英特尔别傲娇,FinFET混搭FD-SOI才有范

上网时间: 2015年07月07日? 作者:R. Colin Johnson? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:7纳米节点? FinFET工艺? 半导体制造工艺?

在我们大多数人“非黑即白”、“非此即彼”的观念里,半导体厂商应该不是选择FinFET就是FD-SOI工艺技术;不过既然像是台积电(TSMC)、GlobalFoundrie或三星(Samsung)等晶圆代工厂,必须要同时提供以上两种工艺产能服务客户,有越来越多半导体制造商也正在考虑也致力提供“两全其美”的工艺技术。

例如飞思卡尔半导体(Freescale Semiconductor)最近就透露,该公司正在14至16纳米节点采用FinFET技术,以及在28纳米节点采用FD-SOI工艺技术,只为了达成相同的目标--更高的速度以及更低的功耗--不过是针对不同的半导体组件产品;此外飞思卡尔也在尝试在下一世代的半导体工艺节点,将两种技术结合在一起。

“飞思卡尔与所有的晶圆代工厂商都有合作关系,也具备从低复杂性到超高复杂性的工艺技术与连结技术能力,其中有很多是独家的;”飞思卡尔微控制器(MCU)事业群的应用处理器与先进技术副总裁Ron Martino表示:“因此,我们已经针对FinFET与FD-SOI工艺开发了优化的技术蓝图。”

Martino进一步举例指出,FD-SOI晶圆片较昂贵,不过适合低功耗或高性能的应用,搭配飞思卡尔的28纳米i.MX非常完美;至于FinFET工艺,该公司认为该技术是数字连网(digital networking)产品线成功的关键,能以良好的价格与性能比达成他们提高产品速度的目标。

台积电、三星、英特尔别傲娇,FinFET混搭FD-SOI才有范_《国际电子商情》SOI产业联盟(成员包括IBM、Imec、Soitec、ST与飞思卡尔)已经尝试将FinFET技术与SOI结合,图中显示埋入氧化层(buried-oxide,BOX;图右)已经为FD-SOI薄化 (图片来源:SOI产业联盟)_1
SOI产业联盟(成员包括IBM、Imec、Soitec、ST与飞思卡尔)已经尝试将FinFET技术与SOI结合,图中显示埋入氧化层(buried-oxide,BOX;图右)已经为FD-SOI薄化 (图片来源:SOI产业联盟)

Martino甚至认为,未来可能会有一些透过结合FinFET与FD-SOI所带来的“惊喜”,也许是将这两种技术在下一个半导体工艺节点合并在一起,同时在未来许多年维持以28纳米FD-SOI制造较低端的产品。

“FD-SOI工艺需要传感器整合,28纳米节点具备所需的RF与模拟功能,能让许多可穿戴式设备在链接性与低功耗方面取得具吸引力的平衡;”Martino表示:“各个节点的甜蜜点(sweet spot)是FD-SOI在40纳米节点与28纳米节点,FinFET则是更先进的节点如14~16纳米节点。在工艺微缩以及成本的优化方面,我们将看我们能如何有效地利用FD-SOI与FinFET。”

台积电、三星、英特尔别傲娇,FinFET混搭FD-SOI才有范_《国际电子商情》图中显示在SOI上的FinFET之鳍式晶体管如何能被更好的隔离,以及无期限的通道如何简化了工艺步骤 (图片来源:SOI产业联盟):SOI产业联盟)_2
图中显示在SOI上的FinFET之鳍式晶体管如何能被更好的隔离,以及无期限的通道如何简化了工艺步骤 (图片来源:SOI产业联盟):SOI产业联盟)

意法半导体(STMicroelectronics)是选择FD-SOI优先于FinFET,前者是藉由在晶体管(BOX)之下放置一层薄的绝缘体,因此让未掺杂的通道达到全空乏(full-depletion),将泄漏电流缩减到最小。不过FD-SOI还有一个通常被忽视的优势,是极化(polarize) BOX下方基板的能力,也就是“顺向基底偏压(forward body biasing,FBB)”。

顺向基底偏压在功耗与性能折衷的优化方面非常有效率,而且藉由在运作过程中改变偏置电压,设计工程师能让他们的晶体管在不使用时达到超低功耗,但又能在速度如常时于关键时刻达到超高效能。

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

本文下一页:技术混搭结合,7纳米节点实验进行中

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