芯片設計企業(yè)該如何選擇適合的工藝？

　　如何向芯片設計企業(yè)推薦最合適的工藝，芯片設計企業(yè)應該怎么權衡?不久前，在珠海舉行的“2018中國集成電路設計業(yè)年會(huì )(ICCAD)”期間， 芯原微電子、Cadence南京子公司南京凱鼎電子科技有限公司、UMC(和艦)公司分別介紹了他們的看法。

　　圖 從左至右：Cadence南京子公司南京凱鼎電子科技有限公司總裁王琦博士、芯原微電子創(chuàng )始人、董事長(cháng)兼總裁戴偉民博士、UMC(和艦)公司副總經(jīng)理林偉圣

　　先進(jìn)工藝選擇的考量

　　芯原微電子創(chuàng )始人、董事長(cháng)兼總裁戴偉民博士稱(chēng)，28 nm以前一切是很好的、沒(méi)有爭議的：芯片特征尺寸降低后，功耗低、成本低、速度高;但28 nm以后就開(kāi)始不一樣，很多企業(yè)在20 nm做了一代以后就沒(méi)怎么往下做了。再看最前沿的企業(yè)，臺積電的7 nm工藝已出爐。但也有些企業(yè)為了做7 nm趕在前面，肯定10 nm沒(méi)有做全。實(shí)際上，7 nm客戶(hù)目前不太多，就是蘋(píng)果等幾家公司。

　　關(guān)鍵是7 nm的EUV機器沒(méi)法先做出來(lái)，沒(méi)有EUV機器，會(huì )多一二十層mask(掩模)，因此馬上就有了7nm Plus EUV工藝。但直到5 nm才真正把EUV用上去。需要強調的是，FinFET很好，但必須要有EUV機器出來(lái)。

　　但前面的工藝，例如55nm, 做十多年都沒(méi)問(wèn)題。但FinFET 每代可能就五六年時(shí)間就沒(méi)有了，下一代比這一代還好，就不用原來(lái)的工藝了。例如用了10/12 nm，14/16 nm就不要了。7 nm做好了，可能10/12 nm就不用了……。所以做10、7 nm的客戶(hù)今天還在期盼著(zhù)5 nm，不會(huì )期盼7nm Plus EUV，所以這條路很有挑戰性，目前看只有臺積電做得起，三星做DRAM很有經(jīng)驗，資金很多，但7 nm這個(gè)節點(diǎn)還要看。等最后可能是5、3 nm時(shí)，誰(shuí)還能做得起?

　　所以28 nm肯定沒(méi)有問(wèn)題。55 nm也很好。到后來(lái)是7、5 nm的芯片有可能出來(lái)，因為有歷史的原因——7 nm客戶(hù)不上了，就等5 nm了。但是從28 nm到5 nm之間不能是空白、沒(méi)有節點(diǎn)了，所以FD-SOI的4個(gè)節點(diǎn)有意義，例如三星的28、18 nm，格芯的22、12 nm等。所以客戶(hù)也許會(huì )采取兩條腿走路的方式。

　　但值得一提的是，我們不是不會(huì )做FinFET才去做FD-SOI，當你整個(gè)規模很大，100%資源還不夠，那就用FinFET。如果IoT很多，20%資源還不夠用，需要特別高的工藝，特別是RF集成，適合用RF-SOI工藝。

　　明確自己的定位

　　Cadence南京子公司南京凱鼎電子科技有限公司總裁王琦博士稱(chēng)，從Cadence所擅長(cháng)的EDA和IP角度看，設計和制造的投資都很大，因此要進(jìn)行一個(gè)平衡：你要做第一名、第一梯隊的成員，就要用最先進(jìn)的技術(shù)?，F在，摩爾定律已經(jīng)明確地出現放緩跡象，持續推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步并實(shí)現先進(jìn)節點(diǎn)工藝是發(fā)展的關(guān)鍵。Cadence 已經(jīng)大舉投資了7 nm和5 nm工藝研發(fā)并取得巨大成功;我們將繼續投資 3納米工藝技術(shù)以及未來(lái)更先進(jìn)的制程工藝。

　　另外，Cadence選擇在會(huì )在南京拓展IP戰略，源于Cadence在IP端一直致力于先進(jìn)進(jìn)程，可是國內在成熟節點(diǎn)上依然有很大市場(chǎng)。所以南京凱鼎的主要任務(wù)就是把同樣的IP技術(shù)移植到中國來(lái)，例如Cadence在7 nm已經(jīng)驗證的IP反向移植到22 nm、28 nm等平臺中。

　　王琦博士表示，市場(chǎng)在哪里，投資就會(huì )在哪里，而現在的市場(chǎng)就在中國?！叭澜绨雽w除了中國之外，增長(cháng)率相對較非常低，作為EDA 工具和IP服務(wù)商，一定要貼近客戶(hù)，尤其是中國有這么多具有活力和創(chuàng )新力的中小型公司，他們都有自己的定位和想法，還有這么豐富的應用場(chǎng)景，這就是中國市場(chǎng)最吸引人的地方?！?/p>

　　特色工藝的超級節點(diǎn)是55 nm和28 nm

　　UMC主打特色工藝。UMC副總經(jīng)理林偉圣指出，如果現在看整個(gè)工藝的發(fā)展，如果從90、55、40、28 nm來(lái)看，現在先進(jìn)工藝不談，只談特色工藝。特色工藝里的55 nm是一個(gè)超級節點(diǎn)，因此其現在涵蓋的產(chǎn)品，從RF到超低功耗、嵌入式非易失、高壓、VCD等，對于這些產(chǎn)品，55 nm是一個(gè)超級節點(diǎn)。

　　下一個(gè)超級節點(diǎn)是多少?應該是28 nm節點(diǎn)。如果把28 nm節點(diǎn)與40 nm工藝比較，28 nm節點(diǎn)速度快，但是漏電比40 nm好一點(diǎn)。另外28 nm還有非常廣的應用，其中之一是在RF方面。因為我們現在看到像4G的RF，2.4 GHz用在28 nm工藝上沒(méi)有問(wèn)題，而且現在熱議的5G、sub-GHz也是在28這個(gè)節點(diǎn)，甚至我們講到new radio也是在28 nm這個(gè)節點(diǎn)。

　　如果去看整個(gè)28 nm節點(diǎn)的RF特性，只要芯片的主頻是小于100G，基本上在22 nm這個(gè)節點(diǎn)是可以做的。這代表什么意思?有一個(gè)mini-watt基站芯片，22 nm這個(gè)節點(diǎn)就足夠了。在RF工藝上，有些客戶(hù)要做高頻RF特性，用22 nm這個(gè)節點(diǎn)就可以。

　　還有一個(gè)驅動(dòng)器的例子。市面上看到的屏是所謂的TDDI，現在主流是80 nm的高壓驅動(dòng)器，不帶SRAM;但是國內現在有像京東方、國顯、華星光電等已經(jīng)開(kāi)了一系列的AMOLED的廠(chǎng)出來(lái)，這些廠(chǎng)出來(lái)的產(chǎn)品良率不是很好，所以必須做一些修復，因此驅動(dòng)器本身要帶較多的SRAM。為此，目前來(lái)看，40 nm高壓是一個(gè)非常好的節點(diǎn)。也有人認為可以從55 nm開(kāi)始做，畢竟55 nm的開(kāi)發(fā)費用比40 nm低一些。所以AMOLED如果要帶SRAM修復，基本會(huì )從55 nm切入，接下來(lái)是40 nm。

　　那么，對于顯示驅動(dòng)器，28 nm的機會(huì )在哪里呢?三星提出一些VR應用的芯片，由于刷新度要求非?？?，每秒要120幀，因為要防止暈眩，分辨率要達到4K，因此就需要非常大的計算能力，所以28 nm的高壓工藝會(huì )在28 nm節點(diǎn)切入進(jìn)來(lái)。

　　簡(jiǎn)而言之，55 nm節點(diǎn)由于其特殊性，應該還會(huì )維持未來(lái)的需求當量。未來(lái)如果還要再往高性能走的話(huà)，可能下一個(gè)超級節點(diǎn)就在28 nm。