FD-SOI，何以守得云开见月明

人工智能（AI）正在成为推动半导体行业发展的主要力量，随着AI从云端向边缘端的扩展，以及5G、物联网（IoT）等技术的发展，对于低功耗和高性能射频传输的需求日益增长，多年蓄势的FD-SOI技术或将守得云开见月明。

近日，在芯原股份、新傲科技以及新傲芯翼主办的第九届上海FD-SOI论坛上，来自全球的行业专家、学者、企业高管和工程师齐聚一堂，共同探讨了FD-SOI工艺的技术优势、发展趋势以及设计实现等议题。在AI从云端向边缘端扩展的大背景下，诸多与会嘉宾便表示，FD-SOI技术以其独特的性能和功耗优势，有希望在未来几年迎来真正的爆发。

蓄势已久

IBS首席执行官Handel Jones在论坛上表示，AI正在成为半导体领域未来十年增长的重要推手，预计到2030年，数据中心AI加速器的收入将达到1328亿美元。在此趋势下，FD-SOI技术因其在低功耗和高性能射频传输方面的优势，将成为边缘计算和AI应用的理想选择。

FD-SOI技术是一种先进的半导体制造工艺，它通过在硅衬底和顶层硅之间引入一层绝缘层，实现了源漏结深的自然限定，从而有效降低了电路的静态功耗。与传统的体硅（Bulk CMOS）和三维鳍式场效应晶体管（FinFET）技术相比，FD-SOI技术在性能和功耗方面具有显著优势。

截至目前，FD-SOI技术实际上已经取得了一系列的发展和进步。自2012年以来，包括意法半导体（ST）、三星、格罗方德（GlobalFoundries）等在内的多家半导体公司都在积极推动FD-SOI技术的发展和应用。例如，ST在2012年推出了28nm FD-SOI平台，随后在2014年，三星获得了ST 28nm FD-SOI工艺平台的授权。在28nm节点和22nm节点，FD SOI工艺代工厂有着可观的用户群体，在此基础上，他们也开始继续尝试工艺的下探。

今年3月份，ST便宣布与三星联合推出了支持嵌入式相变存储器（ePCM）的18nm FD-SOI工艺。在第九届上海FD-SOI论坛上，三星电子18FDS工艺集成与项目经理Jinha Park分享了三星18FDS的一些特征性能。他表示，三星18FDS工艺能够提供很多创新的特征性能，比如三星18FDS工艺原生支持3.3V，可以让外部设备使用更高的3.3V进行传输，相较于1.8V传输有着更高的传输速度和效率；此外，三星18FDS工艺提供混合STD（LVT/RVT/HVT），以及PPAC（功率、性能和面积/成本）分析功能。

格罗方德亚洲区总裁兼中国区主席洪启财则在《解锁未来：推动FDX®（FD-SOI）技术进步》的主题演讲中，明确了FD-SOI后续的发展路线，在2025年到2027年该公司主要致力于进行22FDX的功能创新和eNVM应用创新，2028年之后格罗方德将推出下一代FD-SOI技术。据了解，下一代FD-SOI工艺将是12nm工艺。

除了代工厂不断进行技术储备，芯片设计公司也在这项技术上进行了重点投资。例如，芯原股份过去便持续针对FD-SOI工艺技术进行研发投入，在FD-SOI工艺上拥有了较为丰富的IP积累。据芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民介绍，芯原在22nm FD-SOI工艺上开发了59个模拟及数模混合IP，种类涵盖基础IP、数模转换IP、接口协议IP等，并已累计向国内外40多家客户授权了近260多个FD-SOI IP核。

AI催化杀手级应用诞生

尽管FD-SOI已有成熟的生态储备和技术积累，但也面临着一些挑战。首先，FD-SOI技术的制造成本相对较高，这可能会限制其在成本敏感型应用中的普及。其次，FD-SOI技术的生态系统相对较弱，需要更多的设计工具和IP支持。此外，随着FinFET等其他类型工艺在功耗和性能上的表现不断精进，FD-SOI技术也需要不断优化和创新，以保证在爆发前夜能有充足的市场竞争力。

展望未来，FD-SOI技术将与其他先进技术深度结合，如三维堆叠技术、新型存储器技术等，形成更加先进的芯片架构。这种融合将进一步提升FD-SOI技术的性能和应用范围，推动半导体技术向更高层次发展。

此外，随着全球对环保和可持续发展的重视，FD-SOI技术因其低功耗特性而备受青睐。未来，FD-SOI技术有望在绿色计算、智能电网等领域发挥重要作用，为构建节能环保的社会贡献力量。

不过，论坛上仍有专家认为，FD-SOI的爆发还缺乏一个真正适合的杀手级应用催化。对此，至成微科技董事长兼CEO成飞在FD-SOI论坛上谈到，AR眼镜可能将是潜在的杀手级应用之一，而这需要AI从云到端进一步成熟后，形成云-手机-AR眼镜的分布式计算体系，AR眼镜只需要负责信息采集和显示，计算交给手机或云端，以此来实现长续航和轻量化。在这样的体系下，AR眼镜才可能迎来爆发，进而带来FD-SOI工艺在这类低功耗领域的真正爆发。

换言之，在AI和分布式计算时代，FD-SOI技术的应用前景才会彻底打开。以正飞速发展的边缘计算为例，FD-SOI技术因其低功耗和高性能的特点，非常适合用于边缘计算设备。例如，FD-SOI技术可以用于智能摄像头、智能家居设备等边缘计算设备中，实现快速的图像处理和数据分析。

随着分布式计算逐渐成熟，庞大的数据交互也对通信射频有着更大的需求。而FD-SOI技术在通信领域的应用前景，尤其是在毫米波雷达、卫星通信等高频应用中能够提供更高的射频性能，满足未来通信对高频、低功耗的需求。

此外，随着AI技术的发展，图像传感器在数字健康、自动驾驶、机器人和娱乐等领域的应用越来越广泛。FD-SOI技术因其出色的ADC模拟特性、低功耗以及低成本，成为ISP图像信号处理最佳的技术，其能够提供更好的图像处理性能，满足现代应用对图像质量的高要求。

小结

综上所述，FD-SOI技术在AI和分布式计算时代具有广阔的应用前景和市场机遇。随着技术的不断进步和创新，FD-SOI技术有望在边缘计算、5G通信、图像传感器、物联网和高性能服务器等领域实现更多的突破和应用。然而，FD-SOI技术也面临着制造成本高、生态系统较弱等挑战，需要行业内外的共同努力和支持，以推动其发展和普及。

随着全球半导体市场的持续增长，预计到2028年将突破万亿美元大关，FD-SOI技术作为其中的关键技术之一，将在推动半导体行业的发展中发挥重要作用。未来，随着AI技术的不断成熟和分布式计算的广泛应用，FD-SOI技术有望成为半导体行业的重要推动力。