[原创] 全球半导体产业下行周期,FD-SOI能给中国带来什么?

2019-09-19 14:00:11 来源: 半导体行业观察

5G时代将对半导体的移动性以及对物联网时代的适应性有着越来越高的要求。不断提升的要求也在刺激技术进行不断发展。格芯高级副总裁Americo Lemos在9月16日举行的第七届上海FD-SOI论坛上表示:“高速增长的物联网市场将会为FD-SOI带来巨大的发展机遇,未来FD-SOI工艺也将为物联网产业提供更低功耗,更安全的解决方案。”


第七届上海FD-SOI论坛活动现场


此次会议由SOI产业联盟、芯原微电子(上海)股份有限公司、上海新傲科技股份有限公司及中国科学院上海微系统与信息技术研究所联合主办。会议上邀请了来自芯原微电子、三星、ST、格芯、恩智浦索尼半导体等超过300位企业高管、技术拥有者及行业专家,聚焦于FD-SOI应用和产品,特别是5G,汽车电子,物联网和AI/边缘计算。


半导体市场机遇


IBS首席执行官Handel Jones在会议中表示,今年的半导体市场不容乐观,未来中国半导体市场发展拥有巨大机遇。


通过IBS的数据预计,2019年,全球半导体市场将会下降13.5%,到2020年才会回升,增长6.08%。其中,在细分市场领域,Handel Jones表示,DRAM市场预计2019年将会下降29.36%,不过到2020年这一市场将会出现复苏,预计将会增长9.87%。NAND市场预计2019年下降22.62%,2020年也会复苏,增长12.36%。因此,Handel Jones提出,对于未来的半导体市场来说,人工智能和物联网等市场都存在着巨大的发展机遇。



就AI来说,AI能够在很多方面给人带来愉悦的感受,目前在云上运用比较广泛,之后在边缘也会增加应用。随着AI应用的增加,生产效率也得到了提升。就智能手机的拍照功能来说,目前全球约有35亿部手机在使用智能手机摄像头,计算成本的话,MPU的成本才3美分,拥有十亿晶体管的7nm芯片成本才1.3美元,廉价的成本以及全球消费者的巨大需求,让智能手机在传感器,MPU等方面的需求越来越大。


而对于未来的物联网市场,Handel Jones则指出,随着5G技术的商用和成熟,将会加速物联网的连接功能,推动物联网市场的高速增长。三星电子高级副总裁Gitae Jeong也表示,现有IoT平台可以改善我们的生活。


AI与IoT的奇妙结合


IoT被讲了十来年,但一直没有人能够真正解释出物联网到底是什么。瑞芯微电子高级副总裁陈锋提到,IoT可以是任何东西,也许小的soc也是IoT。


正如Handel Jones所说,人工智能和物联网是半导体产业发展的巨大机遇,它们不仅单方面起到巨大的作用,也在慢慢融合。陈锋指出,AIoT就是AI+IoT,它是IoT发展出现的全新形式。


作为一个半导体厂商,陈锋表示虽然AIoT芯片市场非常热闹,但很难做。就7nm制程来说,如果没有一亿左右的芯片销售量,就难以为继。同时IoT有很多细分市场,很难用一颗芯片涵盖所有,还需要考虑的是边缘计算和连接性,更重要的是传统PPA,也就是Performance、Power以及Area。大算例需要大功耗,芯片面积方面也是需要解决的问题。



Secure-IC首席执行官Hassan Triqui同样指出,以汽车为例,AI与IoT的融合促进生产的发展,产生了更好的互联性以及需要更多的传感器和ADAS等,但安全性也不容忽视。不仅是汽车,AI对很多行业带来影响,超级互联性,海量数据,在云和边缘设备之间进行交互,因此很多设备都非常不安全。


陈锋表示,想要解决芯片的技术发展问题,以前主要的办法是摩尔定律。但现在FD-SOI出现了,FD-SOI是继FinFET后的又一主流技术,近年来也越发受到众多大厂的关注。


FDSOI全称Fully Depleted-Silicon-On-Insulator,即全耗尽SOI技术,原理是,在硅晶体管之间,加入绝缘体物质,使两者之间的寄生电容大幅度降低。这样就能提升运行速度,具有更低功耗,让设计和制造更简单等等。因此FDSOI对AIOT芯片很友好,适合非常多的芯片,其具有高性能低功耗以及低成本的特性。


陈锋称,瑞芯微的RK1808处理器采用22nm FD-SOI工艺,相同性能下功耗相比主流28nm工艺可降低30%左右;内置2MB系统级SRAM,可实现always-on设备无DDR运行。NXP副总裁兼总经理Ron Martino也在会上分享其产品案例,他指出i.MX ULP采用FD SOI28nm工艺,大大延长了电池时间,并且成本低廉,性能变高。



而安全方面,Gitae Jeong表示,想要保证物联网环境中互联的产品具有安全性,其中比较重要的就是保证数据密钥。Gitae Jeong提到,三星集成密钥到产品上,通过系统集成和安全封装等软硬件组合实现安全。FD-SOI技术可以提供设计上的灵活性,实现低成本与高安全性。


Hassan Triqui则表示,应该在设计中早期切入安全工作,同时推动芯片设计前的评估,在整个设计的下游推动安全保护。而FD-SOI技术允许创建物理安全的系统,能够加强对隐私和安全的关注,解决从软件到硅片的威胁,实现设计的安全性。


当然FD-SOI也存在一些挑战,IBS首席执行官Handel Jones指出FD-SOI没有特别成功的原因,“主要是IP生态系统没有成熟,所以大家的接纳需要更长的时间,有了成熟的IP生态系统的话,中国会有特别竞争优势,那些Finfet 28nm没法实现的应用能用FD-SOI实现。”


FD-SOI的中国机会

对于国内来说,FinFET技术,国内起步太晚,和国外差距太大,而FDSOI工艺,优势明显,且处于技术发展初期。在 FDSOI上我国和其他半导体强国几乎是站在同一起跑线上的。


陈锋表示,对中国来说,FDSOI非常适合,符合中国市场需求,只有中国这样复杂丰富的市场,才能够让Finfet和FDSOI这两条平行路径并存。陈锋也强调,中国庞大的,碎片化的市场能够从一定程度上保证FD-SOI芯片的数量。


Americo Lemos也表示,FD-SOI工艺在中国市场的发展良好,2019年,22FDX 50%以上的流片都是来自中国客户,数量上也相对于2018年也有了较大幅度的增长。



Handel Jones也提到,在未来中国将会成长成为全球许多行业的领头羊。比如,在汽车电子市场,中国将会保持领先。对于中国来说,FD-SOI技术将会是非常关键的技术,能够推动大量行业的发展。


从数据方面来看,IBS预计,到2027年,全球物联网用半导体市场规模将会达到567亿美元。不仅如此,人工智能等新兴产业的发展将会给中国市场带来强劲需求。FD-SOI技术经过过去几年的发展,已经取得了不错的成绩。相信在未来也会扮演愈加重要的角色。


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