MCU與MPU跨界，滿足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,NXP資深副總裁兼MCU業(yè)務(wù)線總經(jīng)理Geoff Lees、NXP MCU產(chǎn)品線全球資深產(chǎn)品經(jīng)理曾勁濤先生主持了會議。

　　會上獲悉，該公司十分重視i.MX系列。一半的投資在FD-SOI制程，未來三五年80%的產(chǎn)品出自FD-SOI。會上還發(fā)布了號稱“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(shè)計和制造的，實現(xiàn)了該公司在中國定義、設(shè)計和制造的承諾。

　　IoT與人機接口是增長亮點

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

　　原因之一是中國的家電、汽車、工業(yè)等市場的蓬勃發(fā)展，驅(qū)動因素當(dāng)屬物聯(lián)網(wǎng)(IoT)?！爸袊楷F(xiàn)越來越多的新應(yīng)用，中國不只是像過去一樣做簡化版、低價格的產(chǎn)品，而且有很多新的創(chuàng)意、新的應(yīng)用是在中國開始?！崩绻蚕韱诬?、共享充電寶等?；诖耍琋XP 50%的業(yè)務(wù)來自中國，如果加上其他海外公司在中國的制造和設(shè)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(yīng)商。

　　在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，NXP看好的一個新亮點是從2017年開始，人們對更好的人機界面需求越來越多。以前的許多產(chǎn)品是用于按鈕控制，現(xiàn)在很多應(yīng)用場合要有屏，而且最好是觸控屏，這促使NXP i.MX產(chǎn)品的需求增長。未來人通過聲音和手勢就可以控制家電等很多產(chǎn)品，例如在家里一個喇叭可以成為控制所有東西的入口。在汽車應(yīng)用中，車內(nèi)麥克風(fēng)和頭上的攝像頭可以根據(jù)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。“從傳統(tǒng)意義的控制到現(xiàn)在的娛樂系統(tǒng)(圖像、聲音、手勢識別)，預(yù)計明年會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。”Geoff Lees指出。

　　看好FD-SOI路線

　　眾所周知，F(xiàn)D-SOI是新一代半導(dǎo)體制程工藝，較適合低功耗與成本敏感型應(yīng)用，特點是特殊材料、普通工藝。與FD-SOI相對應(yīng)的FinFET是普通材料、特殊工藝。

　　NXP不甘當(dāng)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，在接下來的三五年，80%的新產(chǎn)品都會采用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，在這個技術(shù)上更容易實現(xiàn)模擬、RF、傳感器等的集成。3.FD-SOI的很寬的工藝范圍，使客戶可以針對自己的應(yīng)用對功耗和速度的要求，匹配相應(yīng)的工藝設(shè)置，從而設(shè)計出多樣化的產(chǎn)品。

　　如下圖，左側(cè)線是傳統(tǒng)的平面bulk設(shè)計理念，客戶會根據(jù)對功耗的要求選工藝節(jié)點(橙色和藍色線點)及其設(shè)計庫，如果用戶想設(shè)計高性能/高速的產(chǎn)品，必須要跳到另外一個節(jié)點及選擇另外的設(shè)計技術(shù)。

　　綠色斜線是FD-SOI的路線圖，可見相比傳統(tǒng)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(jié)點選擇范圍，給用戶更多的設(shè)計節(jié)點選擇。中間的綠斜線是i.MX 8X產(chǎn)品線用的技術(shù)，由于更節(jié)電，客戶容易用較高的電壓范圍來設(shè)計。從另一個角度，相比體硅，采用同樣的正向電壓，可以把性能/速度往上推高，而且沒有犧牲功耗。

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

　　現(xiàn)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(fù)雜度看，F(xiàn)D-SOI 12nm會比很多FinFET好很多，較容易實現(xiàn)。