判断FinFET、FD-SOI与平面半导体制程的市场版图还早

判断FinFET、FD-SOI与平面半导体制程的市场版图还早,第1张

  要判定FinFETFD-SOI与平面半导体制程各自的市场版图还为时过早…

  尽管产量仍然非常少,全空乏绝缘上覆矽(fully depleted silicon-on-insulator,FD-SOI)制程有可能继Globalfoundries宣布12纳米计画(参考阅读)之后快速成长;而市 场研究机构InternaTIonal Business Strategies (IBS)资深分析师Handel Jones表示,三星(Samsung)或将在中国上海成立的一座新晶圆厂是否会采用FD-SOI制程技术,会是其中的重要因素。

  获得英 特尔(Intel)、三星、台积电(TSMC)等大厂采用的FinFET制程,号称能提供最高性能与最低功耗;但Jones指出,在约当14纳米节 点,FD-SOI每逻辑闸成本能比FinFET低16.8%,此外其设计成本也低25%左右,并降低了需要重新设计的风险。

  此外不久前在 上海出席了一场FD-SOI技术会议的Jones指出,FD-SOI具备能透过偏压(biasing)动态管理功耗的独特能力;该制程还因为明显比 FinFET更高的截止频率(cut-off frequency),而能为RF带来更有力的支援:“我们认为智慧型手机应用处理器与数据机晶片会采用12纳米FD-SOI制程,替代10纳米或可能的7纳米FinFET。”

  判断FinFET、FD-SOI与平面半导体制程的市场版图还早,IBS指出,在14纳米节点,FD-SOI的晶圆成本比FinFET低16.8%,第2张

  IBS指出,在14纳米节点,FD-SOI的晶圆成本比FinFET低16.8%(来源:IBS)

  Jones 估计,如果该制程只能从Globalfoundries取得,可能产量会成长至占据全球先进节点晶圆代工业务的四分之一;不过:“如果三星在重要时刻加 入,我认为有40~50%的14/16/10纳米节点代工业务可能会由FD-SOI囊括──三星是外卡(wild card)选手。”

  中国则是另一个“外卡”选手,特别是一座正在上海兴建的新晶圆厂──该座隶属于上海华力(Hua Li)的晶圆厂(第二座)将可从中国政府取得58亿美元的补助;Jones表示,该座晶圆厂还未选择要采用哪种制程,但:“他们有合理的可能性会选FD-SOI。”

  华力现正营运中的12寸晶圆厂每月产能约3万片;该公司是华虹(Hua Hong)集团的一份子,同属该集团的还有目前拥有一座8寸晶圆厂的宏力半导体(Grace Semiconductor)。

  不过号称是中国拥有最先进技术的晶圆代工业者中芯国际(SMIC),则不太可能会采用FD-SOI制程;Jones表示,该公司将注意力集中在量产 High-K金属闸极与多晶矽28纳米制程:“他们做的是市场主流正确选择。”然而他也认为,中国尝试于复杂的FinFET制程与台积电竞争,恐怕仍会落 后一大段距离;台积电已经有500位工程师专注于实现FinFET设计。

  整体看来,要判定FinFET、FD-SOI与平面半导体制程各自的市场版图还为时过早;Jones所能估计的是FD-SOI技术整体有效市场(total available market),并非市占率。

  判断FinFET、FD-SOI与平面半导体制程的市场版图还早,FD-SOI制程在2017年估计有170亿美元的有效市场,第3张

  FD-SOI制程在2017年估计有170亿美元的有效市场,但还不确定实际上能产生多少营收(来源:IBS)

  现有的22纳米FD-SOI晶圆出货量估计在每月6万~10万片,整体28纳米制程晶圆出货量则为30万片;Jones表示,Globalfoundries预期在2019年以前不会与客户展开在12纳米FD-SOI制程上的合作:“他们应该尝试加快速度。”

  而IBS预期,各种不同类型的28纳米制程仍会是市场最大宗,估计到2025年都会维持每月30万片晶圆的产量;在Jones出席的上海会议中,有一位三星高层展示了一张投影片,表示该公司认为28纳米会维持比其他节点都低的单电晶体成本。

  判断FinFET、FD-SOI与平面半导体制程的市场版图还早,28纳米平面电晶体制程仍会是市场主流,第4张

  长期看来,各种型态的28纳米平面电晶体制程仍会是市场主流(来源:IBS)

  也就是说,FinFET制程还有很大的成长潜力;据说苹果(Apple)是采用台积电的16FF+制程生产iPhone 7之A10处理器,预期将会继续采用台积电的10纳米FinFET制程,生产可能会在明年开始量产iPhone 8使用的A11处理器。

  Jones表示:“Apple积极推动明年以10纳米制程生产晶片,以及后年的7纳米制程;而台积电也积极投入资本支出赶上进度──也许还是会延迟一季或两季,但会实现量产。”

  IBS 估计,FinFET制程的每逻辑闸成本因为其复杂性与较低良率,可能在每个节点都会略微上升;不过Jones表示,对此英特尔有不同的观点,表示该公司认 为每个节点的电晶体成本会持续下降:“这需要达到固定良率(constant yields),这是个优良目标但不容易达成,我不知道英特尔的14纳米节点是否已经达到该目标。”

  判断FinFET、FD-SOI与平面半导体制程的市场版图还早,每一代的FinFET制程逻辑闸成本将持续上扬,第5张

  IBS预期,每一代的FinFET制程逻辑闸成本将持续上扬(来源:IBS)

  编译:Judith Cheng

  (参考原文: Chip Process War Heats Up,by Rick Merritt)

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