GlobalFoundriesが22nm FD-SOI\術を発表した理y
GlobalFoundriesが16/14nm Fin FET\術と同等な性Δ魴eつ22nm FD (Fully-Depleted)-SOI (Silicon on Insulator)\術をファウンドリとして提供することを発表した。これまでSamsungとk緒に14nm Fin FET\術を開発してきただけに、なぜ今この\術なのか、同社CMOS Platforms Business靆臘垢妊轡縫VPのGregg Bartlett(図1)が電Bインタビューで答えた。

図1 GlobalFoundries CMOS Platforms 業靆臘昂鵐轡縫VPのGregg Bartlett
GlobalFoundriesはこれまでスマホ(AppleのiPhoneやSamsungのGalaxy)向けにSamsungのセカンドソースとして、16/14nm Fin FET\術を開発してきた。しかも、櫂縫紂璽茵璽Δ離泪襯燭任海Fin FETプロセスの量を立ち屬欧討た。しかし、3次元FinFET構]は、デザインコストが来の2次元MOSFETプロセスとは異なり、WくすることがMしかった。
だから「Fin FETを完するためにFD-SOIを開発した」とGregg Bartlettは語る。性Δ16/14nm Fin FET\術と同じだから、コストのWいアプリケーションでこれと同等の性Δ魑瓩瓩燭里任△蹐。アプリケーションとして、c效のデジタルテレビやセットトップボックス、イメージセンサ、IoT端、ウェアラブルなどを挙げた。FD-SOI\術はウェーハコストこそバルクCMOSウェーハより高いものの、来の2次元MOSFET\術を使えるため、トランジスタモデルは変わらず、デザインコストも下げられる。このT果、マスク数もらせるため、プロセスコストは下がると考えた。
FD-SOI\術は、すでにSTMicroelectronicsが先行して進めていたが(参考@料1)、mい、IBMもSOIを開発しており、GFはIBMマイクロエレクトロニクス靆腓A収したため、SOI\術が}に入った。
今v開発した22nm FD-SOIプロセスのプラットフォームは、来の28nmプレーナプロセスと比べ、チップサイズは20%り、マスク数は10%少したという。ファウンドリが提供している3次元プロセスを使うFinFET\術と比べ、ArF]浸リソグラフィによるマスク数は半分で済むとしている。FD-SOIは峅爾離押璽氾徹気廼層によるチャンネルを閉じ込めるため、リーク電流が下がるという長をeつが、0.4V動作が可Δ任△襪箸い。
今v、GlobalFoundriesが提供する22nm FD-SOIプラットフォームには4つのサービスシリーズがある;
1.22FD-ulpプロセス 低消J電(Ultra-Low Power)の性をeつFin FET代プロセスで、Yおよび低価格スマートフォン向け。0.9Vの28nm HKMG(ハイKメタルゲート)プロセスに比べ消J電は70%に削している。
2. 22FD-uhpプロセス 高性ΑUltra-high Performance)なを`指すプロセスで、ネットワーク機_など向け
3. 22FD-ullプロセス 低リーク電流(Ultra-low leakage)のプロセスで、IoT端やウェアラブル向け。
4. 22FD-rfaプロセス 高周Sアナログ(Radio frequency analog)プロセスはワイヤレスv路を使うLTE-Aモバイルのトランシーバや高次のMIMO(Multiple input multiple output)、Wi-Fiコンボチップ、ミリSレーダなどに向ける。
GlobalFoundriesは、これまでキーカスタマやエコシステムのパートナーとk緒に設}法を最適化し、基本}法と高集積なIPを実証してきた。デザインスターターキットとPDK(プロセス開発キット)の初期バージョンは入}可Δ、2016Q後半にリスク攵を始める予定だ。
FD-SOIやFin FETのプロセスには、トランジスタ性Δ屬り消J電が下がるという長があるが、配線による性ΔFinFETプロセスよりも高いという長がある。これはFinFETのHくは、フィンの数によってj電流を流せるというメリットがあるものの、「配線では3次元化による寄撻ャパシタンスが\えてしまう。この寄斃椴未鴈~動するため、j電流を流す要がある。しかし、FD-SOI\術だと、j電流によるドライブは要なく、その分、消J電を極めて低く抑えることができる」と同は述べる。
さらに微細化を進める場合にもFD-SOI\術は使えるだろうか。Bartlettによると、14nm、10nmも可Δ、22nmのキーカスタマもなる微細化に期待しているという。Fin FETは3妓からチャンネルを囲むが、FD-SOI\術は峅爾2妓からはさむ構]になっている。それでも不科な10nm未満の時代には、4妓からの空層によってチャンネル層を閉じ込めるシリコンナノワイヤーなどが提案されているが、FD-SOIとFinFETの両気鮖箸┐、トリッキーなナノワイヤーを使わなくて済む。Bartlettは「IBMから研|開発に携わっていたエンジニアがHく、10nm以Tでも使える\術になりうる」という。
参考@料
1. STマイクロがファブライト戦Sを採りながらもIDMにこだわる狙いとは (2013/02/28)