半導體晶圓代工公司格羅方德（Globalfoundries）日前開發出支援4種技術制程的22nm FD-SOI平臺，以滿足新一代物聯網（IoT）裝置的超低功耗要求——這主要來自于該公司與意法半導體（STMicroelectronics）在 2012年所簽署的一項授權協議。不過，那是在Globalfoundries執行長Sanjay Jha于2014年初開始掌舵以前的事了。

　　對 于Globalfoundries來說，一開始的計劃是作為ST 28nm FD-SOI制程的授權代工廠。而當三星（Samsung）同意接手這項代工業務后，Globalfoundries開始投入自有的工程專業知識，研發基 于22nm節點的4種不同制程技術，瞄準僅次于目前最先進的14nm FinFET制程所支援的應用。

　　Sanjay Jha曾經是摩托羅拉行動公司（Motorola Mobility）執行長——如今這家公司已經是Google的一部份了——以及高通公司（Qualcomm）營運長。最近，他接受歐洲版《EE Times》記者專訪，談到了Globalfoundries為什么選擇在這個時候擁抱FD-SOI。

　　“在28nm以后，摩爾定律 （Moore‘s Law）將面臨諸多挑戰，而業界則面臨選擇：鰭式場效電晶體（FinFET）或全耗盡型絕緣上覆矽（FD-SOI）。我們在美國的晶圓廠已經擁有14nm FinFET，而在收購IBM Microelectronics后，我們也即將取得7nm。FinFET十分適合高成本、大量產且高性能的應用，但目前在IoT與行動領域中有許多應用 都要求更低功耗。”

　　那么，Globalfoundries為什么不早一點推出28nm FD-SOI的產品組合？

　　Jha指出：“22nm制程克服了在28nm遭遇到的一些挑戰。電晶體的性能更好，尺寸微縮了20%，讓我們得以彌補基板的成本增加。這意味著我們能以等同于28nm［另類FD-SOI］的成本，提供更好的性能。”

　　SOI晶片的成本較一般晶片更高，可能就是一般經常用于解釋為什么英特爾與臺積電（TSMC）對FinFET情有獨鐘而不愿使用FD-SOI途徑的原因之一。

　　電晶體的動態控制

　　此外，Globalfoundries還善加利用讓FD-SOI反向偏置以改變電晶體閾值電壓與性能特色的可能性，甚至讓客戶動態調整使用這些特性。這并不是利用FinFET結構所能輕易實現的。

　　Jha指出的第二個原因是市場與客戶需求不斷變化。他說：“28nm在三年前還是相當先進的制程。當時我們并未看到對于28nm FD-SOI的市場需求。如今需求的確浮現了，因此必須再進一步微縮制程，因為市場已經持續向前進展了。”

　　Jha 指出，入門級與中階手機應用都不需要最高性能，但對于電源效率仍十分敏感。同樣地，許多IoT應用只需要非常少的原始處理能力，但必須大幅降低功耗。“目 前的市場走勢就是超低功耗。例如智慧手表通常每天都必須充電一次，但我們認為，透過Globalfoundries的技術，可以使智慧手表的電池續航力提 高4倍。”

　　與歐洲關系密不可分

　　22nm FD-SOI 制程將在Globalfoundries位于德國德累斯頓（Dresden）的晶圓廠投產——這項新消息也就是在此發布的。

　　Jha表示，Globalfoundries已經從德國薩克森州（State of Saxony）獲得了一些支持，同時也就這項技術‘諮詢’德國政府。不過，歐盟（EU）并未因為Globalfoundries采用FD-SOI制程以及在歐洲投產提供任何鼓勵方案。

　　Globalfoundries位于德國德勒斯登的Fab 1晶圓廠，是歐洲首屈一指的晶圓制造設施

　　Globalfoundries德累斯頓晶圓廠資深副總裁兼總經理Rutger Wijburg表示，Globalfoundries目前參與了歐盟委員會管理的一些計劃，例如Horizon 2020。同時，“我們也正計劃擴大相關的活動。”

　　Dresden晶圓廠的制造產能大約為一年60萬至70萬片。Jha 說，“我們希望能夠提高到每年100萬片的產能。”Wijburg明確表示，FD-SOI和物聯網正是維系Dresden晶圓廠關系以及促進在歐洲半導體和電子產業動能的重要關鍵。

　　“Dresden 晶圓廠以往都專注于PC上。現在，我們希望把重點放在有關歐洲產業的技術上。我們需要創新來保持進步，也需要能夠振興德國和歐洲產業的技術。我們相信在 Globalfoundries、英飛凌（Infineon）、恩智浦（NXP ）和意法半導體等公司之間有許多的共同點。”

　　雖然 FinFET制程能夠滿足摩爾定律的先進領域，而FD-SOI的特性更適合超越摩爾定律（More-than-Moore）的應用，但Jha明確表示，如 今超越摩爾定律應該被視為主流，而不再只是一種利基，“大眾市場正處于28nm/22nm制程節點，而事實上，最先進的純數位才真的是利基應用。”

　　然而，高成本的先進制程，才是專為資料中心或高運算負載應用最佳化的真正利基制程，不過這一利基市場每年都累積有數億個單位的量。的確，以往驅動半導體成長的市場——如PC與智慧型手機，如今看來已欲振乏力了。Jha強調，下一波的成長動力將會是物聯網。

　　Globalfoundries的未來發展藍圖在于進一步發展更小制程幾何的FD-SOI平臺，不過，Jha并未對此透露太多細節，只說“我們確實建立了發展藍圖，因為在連網裝置中將會需要更多的運算能力，而其中將存在一個讓我們感到振奮的甜蜜點。”

　　同樣地，Jha并未透露已經與Globalfoundries簽約使用其22nm 22FDX平臺的客戶名稱與數目。不過，由于設計工具才剛到位，現在開始投產的客戶預計最快也要到18個月后才可能看到商用晶片。但Jha自信地表示，“我們非常滿意至今所取得的動能。”