FD-SOI制造工艺和产品应用现状梳理

来源：内容来自「 SIMIT战略研究室」，作者 朱雷、刘强，谢谢。

一、 制造工艺现状

目前全球有三家公司具备FD-SOI代工能力，分别是STM、三星和Globalfoundries（GF）。近年来，GF是FD-SOI制造技术的推动者和引领者，其于2016年推出的12nm FD-SOI工艺技术12FDX是目前市面上最先进的FD-SOI制造工艺。因此，GF是FD-SOI制造技术发展的风向标。2018年9月5日，GF宣布无限期中断7纳米投资计划的举动释放出两个信号：（1）GF将加大对现有FD-SOI技术的投入；（2）GF也将放慢开发12nm节点以下FD-SOI先进制程的脚步。IBS预测，近10年内，FD-SOI代工工艺仍将集中在28nm、22nm、12nm节点。未来几年，业界将会把主要精力放在完善FD-SOI产业链、提高FD-SOI的产能以及扩张FD-SOI的市场规模上。

与此同时，研发FD-SOI先进工艺的重任则主要由Leti承担。目前，Leti已经积累了丰富的10nm节点以下FD-SOI制造工艺技术。除此之外，Leti基于FD-SOI技术开发出了先进的3D集成技术-CoolCUBE。Leti认为，随着工艺的成熟，CoolCUBE将为未来芯片3D集成提供一条绝佳的解决方案。

图：Leti 的CoolCUBE 3D集成技术（Leti）

二、 产品应用现状

由于产业发展的历史原因，FD-SOI到目前为止仍缺乏杀手级的产品，导致其远无法和FinFET抗衡。因此，FD-SOI必须能够提供差异化的产品，以缩短产品进入市场周期。结合FD-SOI自身的优势和未来半导体发展的趋势，业界普遍认为FD-SOI在汽车电子、物联网（IoT）等应用领域具有一定的前景。下面梳理各公司在这些应用领域的最近进展。

（1）汽车电子领域

汽车电子是未来FD-SOI应用的最大市场之一。FD-SOI具有功耗低、速度快、对软错误免疫、成本低等特性，适合用在汽车的摄像头、ADAS处理器以及雷达中，最典型的案例是NXP开发的i.MX GPU系列产品已经用于10家顶级汽车厂的750万辆汽车中。另外，Verisilicon与AiMotive合作正在开发基于GF 22FDX新一代ADAS SoC芯片。除了FD-SOI，其他SOI产品也已经成功应用于汽车电子中，例如Power-SOI用在LIN/CAN收发器的控制单元中、Photonics-SOI用作光收发器的交换机中等。当前汽车上平均有330美元的电子元器件，未来的自动驾驶汽车将更加依赖高性能、高可靠、高集成能力的芯片，而SOI解决方案可以为自动驾驶提供赋能。

图：FD-SOI的优势（Verisilicon）

图：FD-SOI在汽车电子中的应用（SOI产业联盟）

（2）IoT

IoT是FD-SOI应用的另一大潜在市场之一。IBS预测，应用于IoT领域的半导体市场规模将从2016年的178亿增长到2027年的567亿，年复合增长率超过10%。FD-SOI能够平衡功耗、性能与成本，是那些对性能无极致要求、但对功耗和成本有特别要求的IoT芯片的首选。当前，Verisilicon、三星、GF等已经开始布局IoT领域：①Verisilicon、三星、Blink合作推出了超低功耗的安防智能摄像头SoC；②Verisilicon正基于GF的22FDX平台设计同时集成RF、Analog的NB-IoT芯片；③三星正开发同时集成FD-SOI Logic、RF和eMRAM的IoT芯片。业界认为，随着IoT的爆发式增长，FD-SOI未来将大有可为。

图：IoT领域的半导体市场（IBS）

图：Blink推出的安防摄像头（Verisilicon）

图：Verisilicon的NB-IoT芯片解决方案（Verisilicon）

图：三星IoT芯片发展路线图（三星）

三 、总结

FD-SOI代工技术趋于成熟，但FD-SOI整体市场规模较小、缺乏杀手级的产品。业界期待在未来3年内FD-SOI能够在汽车电子、IoT等应用领域取得突破。

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