半导体

三星副总裁Gitae Jeong解密三星18FDS

2018-09-20 来源:EEWORLD

2017年9月,三星宣布tape out业界首款28nm FD-SOI制程下的eMRAM测试芯片,在新闻中,三星宣布自2016年起基于FD-SOI工艺tape out了超过40种产品,伴随着在28FDS和18FDS工艺及RF和eMRAM技术,三星将会获得越来越多的客户订单。


三星已经与包括Cadence和Synopsys在内的各种生态系统合作伙伴完成了其28FDS技术生态系统解决方案的完整集合。客户可以从Cadence和Synopsys访问三星认证的28FDS参考流以及特定于应用程序的IP产品。


在2017年上海FD-SOI论坛上,三星代工业务执行副总裁兼GM ES Jung介绍了三星在FD-SOI技术上的路线图及一些细节。


一年后,三星高级副总裁Gitae Jeong在2018年上海FD-SOI论坛上,又做了一些细节和蓝图的更新。


image.png


三星高级副总裁Gitae Jeong


FD-SOI拥有众多机会


Gitae Jeong表示,现在产业界正在向第四次革命迈进,其中第一次革命是蒸汽动力的发明,使得动力系统和机械得以广泛应用,第二次工业革命则是流水线的出现,使汽车等工业化产品得以批量生产,第三次工业革命是计算机、通信及飞机等出现,信息产业成为主导生产力的主要因素,而第四次革命将是信息系统,包括能源采集、物联网、自动驾驶等具有AI及更广泛连接能力的产业革命。


在第四次产业革命中,FD-SOI可以扮演着至关重要的作用。首先对于IoT系统来说,年符合增长率将达20%以上,包括处理器、传感及连接都有对于低功耗和低价格的需求。Gitae Jeong说道,未来IoT芯片将会是多IP组成的单芯片,包括eMRAM、逻辑以及射频等组成存储、处理及连接等系统,实现最低功耗和最小封装尺寸。


三星具体的FD-SOI路线图


如图所示,目前三星针对物联网应用,在28LPP+eFlash+RF早已成熟,同时,28FDS+eMRAM+RF将是28nm最具竞争力的产品,相比较28LPP,速度提升25%。而今年年底明年初,18FDS将会正是问世,相比28FDS,速度进一步提升20%,同时面积减少35%。到了2020年,RF/eMRAM结合的产品将会大规模问世。


image.png


三星在FDSOI技术上有着完整且长远的蓝图规划


Gitae Jeong以客户实际的28FDS数据,用以说明其优势。某客户相比较前一代40nm产品,采用28FDS后,射频功耗下降了76%,处理器功耗下降了65%。


image.png


三星客户成功案例


Gitae Jeong说道,三星正是进入FD-SOI量产阶段是2015年才开始,相比较其他公司还是年轻,但通过不断地投入,使得三星在FD-SOI代工市场已成为不可或缺的重要元素。


除此之外,Gitae Jeong强调了三星代工厂的SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem)生态系统,通过和不同的IP、EDA、设计服务公司合作,以及包括三星和Arm在内提供基础库,使得三星的生态系统变得更加安全强大,已拥有众多经过验证的IP平台,目前Arm已经为18FDS提供了基础库。


image.png


三星在FD-SOI上所构建的SAFE生态系统


对此,Gitae Jeong以NXP、Cadence和三星联合开发为例,解释了三星的生态系统。其中NXP提供i.MX产品线定义,Cadence不光提供传统的EDA工具,还专门为客户定制了一些工具,此外提供了包括Tensilica HiFi 4 DSP在内的IP,而三星提供28FDSOI工艺代工。“SOI生产是非常困难的,因为衬底的问题,此外对晶圆也有高一致性要求,所以我们也碰到了很多困难,多亏技术进步,使我们可以迅速量产。”Gitae Jeong说道。


Gitae Jeong强调,28 FDS的良率相较之前改善很多,漏电流趋于稳定。目前已有5款基于28 FDS的芯片量产,2018年新tape-out芯片种类达到18种,其中最重要的客户来自物联网/移动通信和消费。


image.png


三星 28FDSOI 2018年进展情况


毫米波、eMRAM和18FDS的一些细节前瞻


Gitae Jeong表示,由于FD-SOI在高频特性上更好,拥有更低的功耗和降低衬底损耗,可用在包括28GHz,38GHz,以及77-85GHz的毫米波频段上,理论上最高可支持到110GHz。业界首款5G RF收发器@28GHz已经在28FDS上验证。


对于eMRAM,Gitae Jeong表示,基于铜互联后道工艺的eMRAM,只需要额外增加三次掩膜,其读写速度尤其是写入速度是eFlash的1/1000,仅为25ns,耐久性也增加了一个量级,同时面积几乎没有改变。


image.png


相比传统的eFlash,eMRAM具有很多优势,或可改变MCU/IoT处理器市场格局


在-40℃-105摄氏度区间内,稳定良率达到95%,目前已确认的封装级可靠性容量达8MB。


在模拟方面,FDSOI相比较体硅工艺,有更高的增益以及更小的噪音和晶体管失配,而这些都是模拟设计中的关键参数。比如codec设计,使用FD-SOI技术就是一个非常好的平台,而且可以把包括LDO、DSP、功放、射频、收发器、ADC、DAC等IP完全实现单芯片,在智能音箱等领域将会有极大的竞争力。


image.png


相比较其他工艺,28FDS在很多领域都具有明显优势


Gitae Jeong表示,18 FDS技术已经掌握在手中,重点是利用28FD-SOI的量产经验结合14nm的后道工艺联合实现,未来将为MCU/IoT产品提供集成RF和eMRAM的能力,使其具有更小尺寸、更低功耗和更低价格。


根据实测,相比28FDS,18FDS可以实现50%以下功耗,65%的面积以及22%的性能提升。


image.png


18FDSOI器件性能介绍


image.png


三星对于18 FDSOI的进展与承诺


不得不说,尽管师从ST,但三星在FD-SOI上所做的努力早已超越其他公司,再加上其在代工领域其他积累,并将其用于FD-SOI,并且公司拥有着清晰的产品路线图,可以说是FD-SOI技术领域中最为可靠的供应商之一。


image.png


Gitae Jeong最后的总结

相关文章