MCU與MPU跨界，滿(mǎn)足IoT與人機交互需要

　　近日，恩智浦(NXP)在京舉辦微控制器(MCU)與微處理器(MPU)媒體交流會(huì ),NXP資深副總裁兼MCU業(yè)務(wù)線(xiàn)總經(jīng)理Geoff Lees、NXP MCU產(chǎn)品線(xiàn)全球資深產(chǎn)品經(jīng)理曾勁濤先生主持了會(huì )議。

　　會(huì )上獲悉，該公司十分重視i.MX系列。一半的投資在FD-SOI制程，未來(lái)三五年80%的產(chǎn)品出自FD-SOI。會(huì )上還發(fā)布了號稱(chēng)“跨界處理器”的芯片——i.MX RT，并推介了i.MX 6系列的新兵——i.MX 6SLL。另值得一提的是，i.MX RT和i.MX 6SLL都是在中國定義、設計和制造的，實(shí)現了該公司在中國定義、設計和制造的承諾。

　　IoT與人機接口是增長(cháng)亮點(diǎn)

　　據IHS的分析，從2015到2020年，中國的嵌入式應用市場(chǎng)將增長(cháng)1.6倍，比全球市場(chǎng)的增長(cháng)速度快2倍(如上圖)。

　　原因之一是中國的家電、汽車(chē)、工業(yè)等市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，驅動(dòng)因素當屬物聯(lián)網(wǎng)(IoT)?！爸袊楷F越來(lái)越多的新應用，中國不只是像過(guò)去一樣做簡(jiǎn)化版、低價(jià)格的產(chǎn)品，而且有很多新的創(chuàng )意、新的應用是在中國開(kāi)始?！崩绻蚕韱诬?chē)、共享充電寶等?；诖?，NXP 50%的業(yè)務(wù)來(lái)自中國，如果加上其他海外公司在中國的制造和設計業(yè)務(wù)，NXP在華業(yè)務(wù)占70%。NXP也是中國最大的MCU供應商。

　　在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，NXP看好的一個(gè)新亮點(diǎn)是從2017年開(kāi)始，人們對更好的人機界面需求越來(lái)越多。以前的許多產(chǎn)品是用于按鈕控制，現在很多應用場(chǎng)合要有屏，而且最好是觸控屏，這促使NXP i.MX產(chǎn)品的需求增長(cháng)。未來(lái)人通過(guò)聲音和手勢就可以控制家電等很多產(chǎn)品，例如在家里一個(gè)喇叭可以成為控制所有東西的入口。在汽車(chē)應用中，車(chē)內麥克風(fēng)和頭上的攝像頭可以根據你的聲音或者臉部表情作為你跟外面溝通的接口。這些都是i.MX可以支持到的。NXP已花費很多投資在視頻的編/解碼(CODEC)方面，以使音視頻產(chǎn)品成本降低?！皬膫鹘y意義的控制到現在的娛樂(lè )系統(圖像、聲音、手勢識別)，預計明年會(huì )看到我們很低端的產(chǎn)品也具有聲控和很高的計算能力，做到聲音、圖像和手勢識別?！盙eoff Lees指出。

　　看好FD-SOI路線(xiàn)

　　眾所周知，FD-SOI是新一代半導體制程工藝，較適合低功耗與成本敏感型應用，特點(diǎn)是特殊材料、普通工藝。與FD-SOI相對應的FinFET是普通材料、特殊工藝。

　　NXP不甘當吃瓜的群眾，率先嘗試FD-SOI技術(shù)生產(chǎn)i.MX 7和i.MX 8。過(guò)去幾年里，NXP已投資在FD-SOI技術(shù)上，目前在MCU與MPU上的投資一半是基于FD-SOI，在接下來(lái)的三五年，80%的新產(chǎn)品都會(huì )采用FD-SOI工藝，其余20%的產(chǎn)品在FinFET。

　　之所以選擇FD-SOI，有三個(gè)原因。1.成本和性能的平衡。2.FD-SOI有很強的集成能力，在這個(gè)技術(shù)上更容易實(shí)現模擬、RF、傳感器等的集成。3.FD-SOI的很寬的工藝范圍，使客戶(hù)可以針對自己的應用對功耗和速度的要求，匹配相應的工藝設置，從而設計出多樣化的產(chǎn)品。

　　如下圖，左側線(xiàn)是傳統的平面bulk設計理念，客戶(hù)會(huì )根據對功耗的要求選工藝節點(diǎn)(橙色和藍色線(xiàn)點(diǎn))及其設計庫，如果用戶(hù)想設計高性能/高速的產(chǎn)品，必須要跳到另外一個(gè)節點(diǎn)及選擇另外的設計技術(shù)。

　　綠色斜線(xiàn)是FD-SOI的路線(xiàn)圖，可見(jiàn)相比傳統的Bulk技術(shù)(注：Bulk是平面體硅，此外還有3D體硅FinFET)有更寬的節點(diǎn)選擇范圍，給用戶(hù)更多的設計節點(diǎn)選擇。中間的綠斜線(xiàn)是i.MX 8X產(chǎn)品線(xiàn)用的技術(shù)，由于更節電，客戶(hù)容易用較高的電壓范圍來(lái)設計。從另一個(gè)角度，相比體硅，采用同樣的正向電壓，可以把性能/速度往上推高，而且沒(méi)有犧牲功耗。

　　Geoff Lees算了一筆賬：成本是很復雜的公式。3D的FINFET技術(shù)是很難做的，比如10nm時(shí)，一個(gè)FINFET里面有將近80-100層，現在我們用的四五十層的。盡管以后8nm或者7nm時(shí)成本會(huì )下來(lái)，但生產(chǎn)的復雜度是非常高的。那些FinFET技術(shù)對手機芯片等來(lái)說(shuō)2020年左右能夠投產(chǎn)，對我們來(lái)說(shuō)是5到7年之后才會(huì )到那個(gè)水平。

　　現在FD-SOI主流是28nm的，已經(jīng)宣布有18nm的技術(shù)，前幾天剛剛宣布12nm。因此，從生產(chǎn)成本、生產(chǎn)復雜度看，FD-SOI 12nm會(huì )比很多FinFET好很多，較容易實(shí)現。