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富士通半导体率先在中国引入28nmSoC

发布时间:2019-08-15 17:43:38

  2012年初,富士通半导体宣布交付其为中小型IC设计公司量身定制的55nm创新工艺制程(可兼容65nm IP、性能堪比40nm工艺),一度引发中国IC设计业的震动。而在日前于重庆举办的 中国集成电路设计业2012年会暨重庆集成电路跨越发展高峰论坛 上,富士通半导体又一次带来惊喜,率先将已经量产的成熟28nm先进工艺和设计服务带给中国高端SoC设计业者。

  55nm创新工艺制程(CS250L和CS250S)推出后中国客户的反馈非常好,这和我们当初推出时的定位策略有关,如55nm transistor不变,65nm IP可以重用等,这使得以前65nm客户可以很容易导入55nm制程。现在已经有2至3家消费类电子的用户在使用了,预计明年初将会有3个Tape out。 富士通半导体ASIC/COT业务市场部副经理刘哲女士介绍说。

  ▲ 图1:富士通在重庆ICCAD上展示了成熟的28nm和40nm设计服务及国内外实际量产案例,引发专业观众浓厚兴趣。

  如果说高性价比的55nm创新工艺制程是为了一解处于激烈竞争中的本土中小客户IC设计之 渴 ,那么此次富士通半导体带来的成熟已经量产的28nm半导体制造技术则是为帮助中国IC设计业应对高端先进制程SoC设计挑战而生。

  高端制程SoC设计的 N只拦路虎

  当半导体制程进入40nm工艺节点以后,成本成为高端SoC设计企业面临的第一只 拦路虎 。如下图2所示为32nm/28nm及22nm/20nm工艺制程投资的各项费用,其中32nm/28nm工艺的收支平衡(Breakeven)为M units,而22nm/20nm工艺的Breakeven更高达M units,这样高的半导体制造成本不只掐住了中小IC业者的喉咙,也成为高端SoC设计厂商的巨大压力。再加上IP方面不菲的投资以及整合验证,财务风险可谓巨大。

  ▲ 图2. 32nm/28nm及22nm/20nm工艺的Breakeven情况。

  虽然迈向尺寸更小的工艺节点实现了集成度和性能优势,但是设计和制造的复杂度也相应成倍增加, 这成为高端SoC设计企业面临的第二只 拦路虎 。刘哲分析道: 28nm使得一切都变得非常复杂:Double patterning、Layout-dependent effects、New interconnect layers、Difficult design rules、Device variation、New transistors等等。而曾经存在于半导体制造工艺中的诸如成本、产量、上市时间、盈利能力、可预测能力、低功耗(面积)、复杂性等各种问题现在也依然存在,不只存在,当工艺尺寸不断缩小,还会使问题变得更加糟糕。

  此外,不要忘记:Multi-source IP、混合信号和RF、3D-IC方法、系统级封装等这些新的设计方法也会使SoC设计面临更多的挑战。

  已量产的28nm技术独占鳌头

  早在上世纪90年代,富士通半导体就在中国大陆开始推广ASIC方案和设计服务。针对不同时期不同的市场需求,该公司都有与之相适应的ASIC方案和设计服务。在本次ICCAD上,富士通半导体展示了其技术路线图并重点展示了帮助中国高端SoC设计厂商克服上述40nm/28nm先进工艺制程设计挑战的成熟技术和已量产实际案例。

  ▲ 图3. 富士通半导体的高速及低功耗技术路线图。

  在世界范围内,富士通半导体在40/28nm高端制程上的设计能力相比其他设计公司具有很大优势,并且富士通半导体在28nm IP上也处于领先位置。

  和TSMC的密切合作是富士通半导体在28nm上的优势之一。 富士通半导体在TSMC的28nm工艺上的Tape out数量也是名列前茅的,这使我们在对工艺制程的管理、优化方面积累了大量经验。 刘哲介绍说

  例如刚开始的28nm工艺可能会有一些良率(yield)不稳定的问题,通过和TSMC的项目合作,富士通提高了量产的良率,包括稳定良率,在这方面取得了非常大的成果,这也是其若干客户先进设计项目能够量产的一个很重要因素。

  量产与否,在半导体设计和制造领域是有质的区别的。现在市场上宣称有28nm项目的设计服务厂商不少,但真正拥有能够进入量产的28nm设计经验的可以说是寥寥无几。而富士通半导体此次宣布的成熟已经量产的28nm创新工艺技术(CS450HP、CS450G、CS450LP)正是为了将先进的高端ASIC方案和设计服务带给中国厂商,以填补国内市场在这个领域的空白。 刘哲表示。

  IP的关键词--广泛性、高质量

  不只在设计方面领先,在IP方面,富士通半导体也走在业界前列。富士通半导体提供种类齐全的完整IP系列,诸如USB、HDMI、PCIE、SATA、MIPI、ARM CPU、AD/DA等等,其经过验证的28nm IP更是处于业内领先。以下3张图比较全面地展示了富士通半导体的IP。

  ▲ 图4. 富士通半导体领先的28nm IP引人注目。

  ▲ 图5. 富士通半导体IP路线图:Peripheral IP/Functional IP。

  ▲ 图6. 富士通半导体IP路线图:ARM Core。

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