因為沒(méi)有可見(jiàn)的終端產(chǎn)品能證明其號稱(chēng)超低功耗的特色，全空乏絕緣上覆硅(fully Depleted Silicon On Insulator，FD-SOI)工藝一直得努力克服半導體產(chǎn)業(yè)界許多質(zhì)疑，例如：該技術(shù)的好處在哪？在商業(yè)市場(chǎng)上有實(shí)際產(chǎn)品嗎？它真正的優(yōu)勢何在？
終于，現在有實(shí)際產(chǎn)品可以做為FD-SOI工藝的實(shí)證──是一只中國智能手機品牌廠(chǎng)商小米(Xiaomi)副品牌華米(Huami)新推出的智能手表Amazfit，內建了日本大廠(chǎng)索尼(Sony)以28納米FD-SOI工藝生產(chǎn)的GPS芯片。
Amazfit定價(jià)120美元，配備了一系列運動(dòng)追蹤傳感器以及藍牙低功耗4.0芯片、Wi-Fi無(wú)線(xiàn)芯片、GPS芯片、心律傳感器以及NFC；該款智能手表的獨特之處在于較長(cháng)的電池壽命，據華米表示，它能五天充電一次、或是開(kāi)啟GPS功能35小時(shí)。
這是Sony的一場(chǎng)勝利，對FD-SOI支持者來(lái)說(shuō)甚至是更大的勝利；華米的智能手表證明了該技術(shù)號稱(chēng)超低功耗的特性。
華米新推出的Amazfit智能手表
法國晶圓廠(chǎng)商Soitec執行長(cháng)Paul Boudre在接受EE Times訪(fǎng)問(wèn)時(shí)表示：“去年產(chǎn)業(yè)界對FD-SOI的討論集中在該技術(shù)與另一種工藝技術(shù)FinFET之間的競爭；”而在今年，業(yè)界對FD-SOI的討論終于從理論性的工藝技術(shù)比較，轉移到由產(chǎn)品與應用所決定的技術(shù)競爭。他指出，衡量FD-SOI的標準在于該技術(shù)能為終端產(chǎn)品帶來(lái)的價(jià)值，也就是它實(shí)際的能源使用效益。
Sony是在2015年1月于日本東京舉行的SOI產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟會(huì )議上，發(fā)表以28納米FD-SOI工藝技術(shù)制造的新一代全球衛星導航系統(GNSS)芯片；接著(zhù)在今年初舉行的國際固態(tài)電路會(huì )議(ISSCC)上，Sony的工程師團隊發(fā)表了一篇關(guān)于28納米FD-SOI工藝GNSS接收器的技術(shù)論文。
Sony在2016年度ISSCC發(fā)表的GNSS接收器芯片RF電路 (圖片來(lái)源：ISSCC)
該篇Sony論文作者指出，GNSS是感測處理器的基礎，至于該功能為何如此難以?xún)冉ㄓ诳纱┐飨到y，是因為目前的GNSS接收器耗電量約10mW：“GNSS接收器的低噪聲RF需要高供應電壓，帶來(lái)非常高的耗電。”
Sony是透過(guò)有效利用FD-SOI工藝開(kāi)發(fā)出的0.7V射頻(RF)電路實(shí)現其技術(shù)突破；在上個(gè)月，Sony也參加了在中國上海舉行的FD-SOI論壇，探討該公司的FD-SOI工藝GNSS接收器最終成品。
隨著(zhù)Sony完成了FD-SOI工藝的GPS/GNSS芯片RF與邏輯電路設計，該公司將持續追蹤位置的RF功耗，從6.3mW (前一代芯片)大幅降低至1.5mW。
對中國市場(chǎng)的影響
Soitec的Boudre指出，華米智能手表的電池續航力在GPS功能開(kāi)啟的情況下，是競爭產(chǎn)品的2.5倍，藉此證明了Sony芯片的價(jià)值，以及FD-SOI工藝技術(shù)在功耗/性能/成本方面的優(yōu)勢。
Soitec 執行長(cháng)Paul Boudre戴著(zhù)華米的智能手表
在這樣的推廣效應下，中國的無(wú)晶圓廠(chǎng)芯片設計廠(chǎng)商開(kāi)始對于以FD-SOI工藝設計芯片越來(lái)越有興趣；Boudre預測，在未來(lái)12~18個(gè)月：“會(huì )發(fā)現來(lái)自中國的終端產(chǎn)品內，出現更多采用以FD-SOI工藝設計、制造的芯片。”
此外市場(chǎng)也持續猜測中國純晶圓代工廠(chǎng)上海華力微電子(Huali)，可能會(huì )開(kāi)始提供FD-SOI工藝；對此Boudre表示：“他們有機會(huì )這么做。”
而且Boudre透露，華力并非唯一向FD-SOI工藝靠攏的中國晶圓代工廠(chǎng)商；在一年前，Soitec與中國的半導體硅材料供貨商上海新傲科技(Simgui Technology)共同宣布，首批采用Soitec 獨家Smart Cut 技術(shù)之8吋(200-mm) SOI晶圓片，已經(jīng)在新傲的上海廠(chǎng)產(chǎn)出。
FD-SOI工藝現況
目前包括三星(Samsung)與Globalfoundries都在推廣FD-SOI工藝代工，前者采用28納米節點(diǎn)，后者是22納米；而B(niǎo)oudre認為，中國也會(huì )在FD-SOI工藝的推廣上扮演要角：“當Globalfoundries表示，其FD-SOI工藝生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)有50個(gè)設計案進(jìn)行中，該技術(shù)已經(jīng)接觸產(chǎn)業(yè)界每一家芯片制造商。”
就在上個(gè)月，Globalfoundries宣布，其接續22FDX的下一代FD-SOI工藝12FDX已經(jīng)接近量產(chǎn)；12FDX號稱(chēng)能提供媲美10納米FinFET工藝的性能，比16納米FinFET更佳的功耗表現以及更低的成本。預計12FDX的客戶(hù)投片時(shí)程在2019上半年。
如Boudre所言，某些特定應用需要FinFET晶體管的高性能，但有很多聯(lián)網(wǎng)設備需要高(RF)整合度、更高的彈性、超低功耗以及更低成本，卻是FinFET無(wú)法提供的。最近車(chē)用視覺(jué)處理器芯片設計廠(chǎng)商Mobileye決定選擇以FinFET工藝生產(chǎn)新一代EyeQ 5芯片(預計2018年上市)，但該公司先前一直是委托意法半導體(STMicroelectronics)采用FD-SOI工藝生產(chǎn)所有的EyeQ視覺(jué)處理器芯片。
對此Boudre表示：“這件事很簡(jiǎn)單，Mobileye在去年必須要決定工藝技術(shù)，但當時(shí)12納米FD-SOI工藝還未就緒，只好選擇另一種工藝技術(shù)；所以工藝發(fā)展藍圖真的很重要。”
他指出，法國技術(shù)研究機構CEA-Leti就正在為FD-SOI工藝開(kāi)發(fā)更長(cháng)期的技術(shù)藍圖，最近已經(jīng)公布了10納米的FD-SOI工藝“硅數據(silicon data)”，該機構現在已經(jīng)具備7納米節點(diǎn)的FD-SOI工藝“建模資料(modeling data)”。
