半导体厂商产能布局 FinFET与FD-SOI工艺大PK

　　在我们大多数人“非黑即白”、“非此即彼”的观念里，半导体厂商应该不是选择FinFET就是FD-SOI工艺技术；不过既然像是台积电（TSMC）、 GlobalFoundrie或三星（Samsung）等晶圆代工厂，必须要同时提供以上两种工艺产能服务客户，有越来越多半导体制造商也正在考虑也致力提供“两全其美”的工艺技术。

　　例如飞思卡尔半导体（Freescale Semiconductor）最近就透露，该公司正在14至16纳米节点采用FinFET技术，以及在28纳米节点采用FD-SOI工艺技术，只为了达成相同的目标，更高的速度以及更低的功耗，不过是针对不同的半导体组件产品；此外飞思卡尔也在尝试在下一世代的半导体工艺节点，将两种技术结合在一起。“飞思卡尔与所有的晶圆代工厂商都有合作关系，也具备从低复杂性到超高复杂性的工艺技术与连结技术能力，其中有很多是独家的；”飞思卡尔微控制器（MCU）事业群的应用处理器与先进技术副总裁Ron Martino表示：“因此，我们已经针对FinFET与FD-SOI工艺开发了优化的技术蓝图。”

　　Martino 进一步举例指出，FD-SOI晶圆片较昂贵，不过适合低功耗或高性能的应用，搭配飞思卡尔的28纳米i.MX非常完美；至于FinFET工艺，该公司认为该技术是数字连网（digital networking）产品线成功的关键，能以良好的价格与性能比达成他们提高产品速度的目标。

　　

　　SOI产业联盟（成员包括IBM、Imec、Soitec、ST与飞思卡尔）已经尝试将FinFET技术与SOI结合，图中显示埋入氧化层（buried-oxide，BOX；图右）已经为FD-SOI薄化 （图片来源：SOI产业联盟）Martino甚至认为，未来可能会有一些透过结合FinFET与FD-SOI所带来的“惊喜”，也许是将这两种技术在下一个半导体工艺节点合并在一起，同时在未来许多年维持以28纳米FD-SOI制造较低端的产品。

　　“FD- SOI工艺需要传感器整合，28纳米节点具备所需的RF与模拟功能，能让许多可穿戴式设备在链接性与低功耗方面取得具吸引力的平衡；”Martino表示：“各个节点的甜蜜点（sweet spot）是FD-SOI在40纳米节点与28纳米节点，FinFET则是更先进的节点如14~16纳米节点。在工艺微缩以及成本的优化方面，我们将看我们能如何有效地利用FD-SOI与FinFET。”

　　

　　图中显示在SOI上的FinFET之鳍式晶体管如何能被更好的隔离，以及无期限的通道如何简化了工艺步骤

　　意法半导体（STMicroelectronics）是选择FD-SOI优先于FinFET，前者是藉由在晶体管（BOX）之下放置一层薄的绝缘体，因此让未掺杂的通道达到全空乏（full-depletion），将泄漏电流缩减到最小。不过FD-SOI还有一个通常被忽视的优势，是极化 （polarize） BOX下方基板的能力，也就是“顺向基底偏压（forward body biasing，FBB）”。顺向基底偏压在功耗与性能折衷的优化方面非常有效率，而且藉由在运作过程中改变偏置电压，设计工程师能让他们的晶体管在不使用时达到超低功耗，但又能在速度如常时于关键时刻达到超高效能。