芯片設(shè)計企業(yè)該如何選擇適合的工藝？

　　如何向芯片設(shè)計企業(yè)推薦最合適的工藝，芯片設(shè)計企業(yè)應(yīng)該怎么權(quán)衡?不久前，在珠海舉行的“2018中國集成電路設(shè)計業(yè)年會(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、董事長兼總裁戴偉民博士、UMC(和艦)公司副總經(jīng)理林偉圣

　　先進工藝選擇的考量

　　芯原微電子創(chuàng)始人、董事長兼總裁戴偉民博士稱，28 nm以前一切是很好的、沒有爭議的：芯片特征尺寸降低后，功耗低、成本低、速度高;但28 nm以后就開始不一樣，很多企業(yè)在20 nm做了一代以后就沒怎么往下做了。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沒有做全。實際上，7 nm客戶目前不太多，就是蘋果等幾家公司。

　　關(guān)鍵是7 nm的EUV機器沒法先做出來，沒有EUV機器，會多一二十層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(diào)的是，F(xiàn)inFET很好，但必須要有EUV機器出來。

　　但前面的工藝，例如55nm, 做十多年都沒問題。但FinFET 每代可能就五六年時間就沒有了，下一代比這一代還好，就不用原來的工藝了。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的客戶今天還在期盼著5 nm，不會期盼7nm Plus EUV，所以這條路很有挑戰(zhàn)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這個節(jié)點還要看。等最后可能是5、3 nm時，誰還能做得起?

　　所以28 nm肯定沒有問題。55 nm也很好。到后來是7、5 nm的芯片有可能出來，因為有歷史的原因——7 nm客戶不上了，就等5 nm了。但是從28 nm到5 nm之間不能是空白、沒有節(jié)點了，所以FD-SOI的4個節(jié)點有意義，例如三星的28、18 nm，格芯的22、12 nm等。所以客戶也許會采取兩條腿走路的方式。

　　但值得一提的是，我們不是不會做FinFET才去做FD-SOI，當你整個規(guī)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，從Cadence所擅長的EDA和IP角度看，設(shè)計和制造的投資都很大，因此要進行一個平衡：你要做第一名、第一梯隊的成員，就要用最先進的技術(shù)?，F(xiàn)在，摩爾定律已經(jīng)明確地出現(xiàn)放緩跡象，持續(xù)推動技術(shù)進步并實現(xiàn)先進節(jié)點工藝是發(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(xù)投資 3納米工藝技術(shù)以及未來更先進的制程工藝。

　　另外，Cadence選擇在會在南京拓展IP戰(zhàn)略，源于Cadence在IP端一直致力于先進進程，可是國內(nèi)在成熟節(jié)點上依然有很大市場。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，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，市場在哪里，投資就會在哪里，而現(xiàn)在的市場就在中國。“全世界半導(dǎo)體除了中國之外，增長率相對較非常低，作為EDA 工具和IP服務(wù)商，一定要貼近客戶，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(yīng)用場景，這就是中國市場最吸引人的地方。”

　　特色工藝的超級節(jié)點是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(xiàn)在看整個工藝的發(fā)展，如果從90、55、40、28 nm來看，現(xiàn)在先進工藝不談，只談特色工藝。特色工藝里的55 nm是一個超級節(jié)點，因此其現(xiàn)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是一個超級節(jié)點。

　　下一個超級節(jié)點是多少?應(yīng)該是28 nm節(jié)點。如果把28 nm節(jié)點與40 nm工藝比較，28 nm節(jié)點速度快，但是漏電比40 nm好一點。另外28 nm還有非常廣的應(yīng)用，其中之一是在RF方面。因為我們現(xiàn)在看到像4G的RF，2.4 GHz用在28 nm工藝上沒有問題，而且現(xiàn)在熱議的5G、sub-GHz也是在28這個節(jié)點，甚至我們講到new radio也是在28 nm這個節(jié)點。

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

　　還有一個驅(qū)動器的例子。市面上看到的屏是所謂的TDDI，現(xiàn)在主流是80 nm的高壓驅(qū)動器，不帶SRAM;但是國內(nèi)現(xiàn)在有像京東方、國顯、華星光電等已經(jīng)開了一系列的AMOLED的廠出來，這些廠出來的產(chǎn)品良率不是很好，所以必須做一些修復(fù)，因此驅(qū)動器本身要帶較多的SRAM。為此，目前來看，40 nm高壓是一個非常好的節(jié)點。也有人認為可以從55 nm開始做，畢竟55 nm的開發(fā)費用比40 nm低一些。所以AMOLED如果要帶SRAM修復(fù)，基本會從55 nm切入，接下來是40 nm。

　　那么，對于顯示驅(qū)動器，28 nm的機會在哪里呢?三星提出一些VR應(yīng)用的芯片，由于刷新度要求非?？欤棵胍?20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的高壓工藝會在28 nm節(jié)點切入進來。

　　簡而言之，55 nm節(jié)點由于其特殊性，應(yīng)該還會維持未來的需求當量。未來如果還要再往高性能走的話，可能下一個超級節(jié)點就在28 nm。