wersja mobilna
Online: 429 Niedziela, 2017.12.17

Biznes

Rywalizacja procesów technologicznych nabiera tempa

piątek, 14 października 2016 12:50

Proces produkcyjny SOI wykorzystywany obecnie w niektórych fabrykach półprzewodników ma szanse stać się wkrótce jedną z wiodących technologii produkcji w skali globalnej. Plany wykorzystania technologii Silicon on insulator (SOI) w procesie 12 nm ogłosił ostatnio producent pure play Globalfoundries, ale stosowanie go na dużą skalę mogą niedługo rozpocząć także Samsung oraz fabryki chińskie, poinformowała IBS, firma konsultingowa z branży elektroniki.

Obecnie najwięcej półprzewodników powstaje w procesach 28-nanometrowych i według IBS ma tak pozostać aż do połowy przyszłej dekady. Procesy FinFET z tranzystorami o strukturze trójwymiarowej są stosowane przez głównych dostawców układów, firmy Intel, Samsung i TSMC, ze względu na wysoką wydajność i niski pobór mocy. Jednak przy zejściu do wymiaru charakterystycznego tranzystora 14 nm proces FD-SOI pozwala na redukcję w porównaniu do FinFET kosztów wytworzenia płytek krzemowych o 16,8%, oraz o 25% kosztów projektowania. Dodatkowo FD-SOI umożliwia sterowanie poborem prądu za pomocą regulowania biasu.

Zdaniem konsultantów IBS 12-nanometrowy proces FD-SOI stanowi realną alternatywę dla wytwarzania procesorów aplikacyjnych i modemów do smartfonów wobec 10 nm lub potencjalnie nawet 7 nm procesów FinFET.

Dzięki zastosowaniu tej technologii w wymiarze 15/16/10 nm samo Globalfoundries mogłoby zapewnić - pod warunkiem owocnego rozwoju procesu - około jednej czwartej dostaw zaawansowanych układów na świecie na rynku foundry. Nie wiadomo jakie rozwiązania wdroży na skalę masową Samsung, jednak gdyby wybrał FD-SOI do produkcji układów, zdaniem IBS proces ten mógłby opanować prawie połowę rynku.

FD-SOI - Globalfoundries, kto jeszcze?

Poza Samsungiem, kolejną niewiadomą są dostawcy chińscy. Jeden z nich, współzarządzany przez miasto Shanghai Huali, może liczyć na dotację w wysokości 5,8 mld dolarów od chińskiego rządu na wybudowanie i uruchomienie nowej fabryki półprzewodników. Możliwe, że firma zdecyduje się wykonywać produkcję właśnie w FD-SOI. Huali obecnie wytwarza około 30 tysięcy płytek krzemowych miesięcznie w istniejącej fabryce 300 mm. Grupa Huahong, poza Huali skupia także Grace Semiconductor, który zarządza fabryką 200-milimetrowych płytek półprzewodników.

Łączny rynek półprzewodników wytwarzanych w modelu foundry, w tym w procesie FD-SOI (dane w mld dolarów, źródło: IBS)

Łączny rynek półprzewodników wytwarzanych w modelu foundry, w tym w procesie FD-SOI (dane w mld dolarów, źródło: IBS)

Oprócz wspomnianych liderów produkcji typu foundry, do wytwarzania układów w procesie FD-SOI dołączyły w tym roku m.in. Renesas, Sony, STMicroelectronics, NXP/Freescale oraz Soitec. Półprzewodniki masowo wytwarzane w tej technologii obejmują procesory aplikacyjne, czujniki obrazu CMOS, układy do komunikacji i motoryzacyjne. Przykładowo STMicroelectronics korzysta w FD-SOI w produkcji komponentów analogowych i typu mixed-signal, mikrokontrolerów, układów dla motoryzacji oraz przeznaczonych na szeroki rynek internetu rzeczy (IoT). Podobnie NXP, stawia na proces w ukierunkowaniu na rynki mikrokontrolerów i IoT. Jego przedstawiciele stwierdzili, że wielu dostawców mikrokontrolerów wkrótce zainwestuje w FD-SOI.

Obecnie dostawy płytek obrabianych w technologii FD-SOI wynoszą około 300 tysięcy sztuk miesięcznie dla procesu 28 nm oraz około 60-100 tysięcy dla 22 nm. Globalfoundries planuje produkcję układów 12 nm FD-SOI za dwa lata. Spoglądając globalnie, do połowy następnej dekady najwięcej płytek będzie powstawać w kilku różnych procesach 28 nm, szacuje IBS. Przedstawiciele Samsunga ostatnio stwierdzili, że najniższy koszt wytworzenia półprzewodników w przeliczeniu na pojedynczy tranzystor przypadnie właśnie na proces o wymiarze 28 nm.

HKMG, FinFET

Niemniej "klasyczne" procesy technologiczne nadal mają pierwszoplanowe znaczenie w wytwarzaniu układów scalonych. SMIC, największy chiński producent typu pure play, raczej nie będzie wdrażać FD-SOI w swoich fabach. Firma skupia się na wytwarzaniu tranzystorów z metalową bramką i izolacją o wysokiej stałej dielektrycznej (HKMG). Konsultanci z IBS są zdania, że SMIC nie wybiera FinFETu, bo wie, że nie miałby szans w rywalizacji w tej technologii z TSMC. Tajwański wytwórca pure play zatrudnia około 500 inżynierów wyspecjalizowanych tylko w projektowaniu w FinFET.

Podobnie jego renomowany klient. FinFET jest wyborem m.in. Apple'a jako technologia produkcji procesorów. Apple ma stosować 16-nanometrowy FinFET+ (16FF+) do produkcji u TSMC procesora A10 do najnowszego iPhone'a 7, oraz kolejnych wersji procesorów.

Globalfoundries oczywiście też znany jest FinFET. W swojej najnowszej inwestycji w Malcie pod Nowym Jorkiem firma już rok temu uruchomiła produkcję układów w 14-nanometrowym procesie FinFET i to, co ciekawe, licencjonowanym od jej konkurenta, Samsunga. Dwie udostępnione dla Globalfoundries przez Koreańczyków wersje procesu to 14LPE oraz 14LPP, z których druga jest lepsza pod względem wydajności, poboru prądu oraz ogólnie kosztów.

Marcin Tronowicz

 

World News 24h

niedziela, 17 grudnia 2017 15:58

NXP Semiconductors announced a strategic partnership with Alibaba Cloud, the cloud computing and business unit of Alibaba Group. The two companies are working together to enable development of secure smart devices for edge computing applications and have plans to further develop solutions for the Internet of Things. As part of the partnership, AliOS Things, the Alibaba IoT operating system has been integrated onto NXP applications processors, microcontroller chips, and Layerscape multicore processors. Both NXP’s i.MX and Layerscape processors are currently the only embedded systems on the market using the Alibaba Cloud TEE OS platform. The new solution benefits various markets including automotive, smart retail and smart home.

więcej na: media.nxp.com

2017.12.17