半导体：绝缘体硅的新动力
(华强电子世界网讯) 使用含一层绝缘层的晶片技术正成为趋势
过去由于在空间、航空和其它强辐射环境中应用的相对不明朗，绝缘体硅（SoI）只占到晶片市场份额的很小部分。根据国际半导体设备及材料协会（SEMI）的数据，到2004年为止还只有百分之三。只有那些小批量高成本的应用与这种基片作为散装晶片制造的一种专业化的昂贵选择的名声很符合。
SoI是一类包含一层绝缘层的晶片，由于采用这种晶片制造的芯片软错误（确切说就是，粒子干扰使0s变到1s，或者相反）大大减少，因而其在高辐射环境下性能理想。除此之外，这种基片也向合格芯片制造商提供了一个意义重大的优势——在消耗少得可观的功率的情况下增加工作速度。公司们一直都在追逐着摩尔定律，不断按比例缩小他们的先进元件尺寸到0.13微米和90纳米。而现在正朝65纳米进军，但是这个过程由于更高性能器件的功率问题变得越来越困难了。
Soitec公司在SoI领域占有百分之八十的市场份额。该公司CEO Andre Auberton-Herve说：“毫无疑问SoI解决了工业届面临的一个关键问题：功率消耗和热量。尺寸比例缩小得越多，芯片就越热。而SoI证明能够成为打破这种热量壁垒的一种解决方案。”
由于意识到这一点，一些处理器巨头在几年前开始涉足SoI领域。Apple Computer把它的第四代和第五代Macintosh计算机建立在基于SoI的芯片的基础上，从而把这项技术第一次推向消费市场。现在一些芯片公司——IBM、 AMD和较小规模的Freescale半导体，也宣布准备在SoI上投入更多。
在一月中旬，AMD和Soitec公布了一份多年供货合同，单单在2005年该合同就要求AMD购买价值5000万美元的200毫米和300毫米的SoI晶片。实际上，AMD计划从现在开始把它所有的微处理器都建立在SoI基片上。
该微处理器制造商的逻辑技术部门副主管Nick Kepler说：“我们出货的每片AMD64芯片都是在SoI基片上。”随着AMD的64位芯片出货量的增长，SoI的使用量也同步增长。该公司开发这项技术是在上世纪九十年代后期，因为开发者们当时认识到功率将很快成为一个问题。Kepler说：“我们确信SoI技术将给我们提供更好的性能功率比。”
SoI技术当然也拥有IBM这个巨型拥护者，该公司使用这项技术已经有很多年。随着一系列微处理器方面的几大玩家加入支持行列，SoI在某些大脑占有率已经开始增加。
分析公司IC Insights的技术副主管Trevor Yancey说：“产量在2004年就开始迅速增长。而过渡和新流程进入批量生产都需要一段时间。目前一些推动力正在形成。”
“ 尺寸比例缩小得越多，芯片就越热。而SoI证明能够成为打破这种热量壁垒的一种解决方案。”
—Andre Auberton-Herve, Soitec公司CEO
二月份IBM增强了对SoI的支持，该公司宣布与Sony 和Toshiba合作开发的应用基于SoI技术构造芯片的单元处理器。Semico Research公司的高级分析员Joanne Itow说：“这是对这项技术一个充分的肯定。”
这种号称超级芯片的样本在90纳米技术上能够观测到超过4 GHz的时钟频率，具有超级计算机水平的浮点运算性能。这几家公司声称，这种芯片性能远远超过目前的其他任何处理器。
但是并不是所有的芯片制造商都已经准备用SoI技术去挽救向更小结点进军的危机。Itow说：“毫无疑问现在有一个由众多公司组成的SoI阵营，他们在90纳米水平上用这项技术而且希望在65纳米也能用上。然而另外一个阵营仍然排斥使用这项技术或者引导这项技术进入批量生产。”后者包括Intel和Texas Instruments（德州仪器）。
批评者指出这种材料的费用要比bulk wafer晶片高而且开发的复杂性也提高了。但是支持者们辨称，在批量生产的情况下，单片费用只有稍许增加而且其性能上的提高也值得这种成本的增加。
AMD公司的 Kepler说：“作为公司，我们过去不得不学习SoI的设计技术、生产技术和建模技术。SoI的所有这些事情都比较复杂。我们经历了一个学习曲线，在这个过程中也碰到一些令人畏惧的任务。但是最后就像你看到的，我们已经成功地越过这条曲线。现在如果整个业界朝SoI转变的话，我们就拥有真正的优势。”
分析人士认为，拒不参与者如Intel 和 TI需要在SoI进入实质性增长前加入进来。Yancey说：“随着这么多制造商的产品进入更高的产量，SoI将会成长起来。但是微处理器业务为Intel所主导，因此在Intel决定使用这项技术前，SoI的市场份额都不会有实质性的改变。”
实际上也许这项进程已经发动起来。根据Yancey的消息，Intel已经宣布了一种叫做Terahertz的技术，这项技术被称为“耗尽型衬底晶体管(depleted substrate transistor，DST)的技术”。Yancey说：“其实这就是SoI技术，但是Intel不会用这个概念。我想，随着功率消耗成为一个危机问题，你将看到越来越多的微处理器采用SoI技术。”
过去由于在空间、航空和其它强辐射环境中应用的相对不明朗，绝缘体硅（SoI）只占到晶片市场份额的很小部分。根据国际半导体设备及材料协会（SEMI）的数据，到2004年为止还只有百分之三。只有那些小批量高成本的应用与这种基片作为散装晶片制造的一种专业化的昂贵选择的名声很符合。
SoI是一类包含一层绝缘层的晶片，由于采用这种晶片制造的芯片软错误（确切说就是，粒子干扰使0s变到1s，或者相反）大大减少，因而其在高辐射环境下性能理想。除此之外，这种基片也向合格芯片制造商提供了一个意义重大的优势——在消耗少得可观的功率的情况下增加工作速度。公司们一直都在追逐着摩尔定律，不断按比例缩小他们的先进元件尺寸到0.13微米和90纳米。而现在正朝65纳米进军，但是这个过程由于更高性能器件的功率问题变得越来越困难了。
Soitec公司在SoI领域占有百分之八十的市场份额。该公司CEO Andre Auberton-Herve说：“毫无疑问SoI解决了工业届面临的一个关键问题：功率消耗和热量。尺寸比例缩小得越多，芯片就越热。而SoI证明能够成为打破这种热量壁垒的一种解决方案。”
由于意识到这一点，一些处理器巨头在几年前开始涉足SoI领域。Apple Computer把它的第四代和第五代Macintosh计算机建立在基于SoI的芯片的基础上，从而把这项技术第一次推向消费市场。现在一些芯片公司——IBM、 AMD和较小规模的Freescale半导体，也宣布准备在SoI上投入更多。
在一月中旬，AMD和Soitec公布了一份多年供货合同，单单在2005年该合同就要求AMD购买价值5000万美元的200毫米和300毫米的SoI晶片。实际上，AMD计划从现在开始把它所有的微处理器都建立在SoI基片上。
该微处理器制造商的逻辑技术部门副主管Nick Kepler说：“我们出货的每片AMD64芯片都是在SoI基片上。”随着AMD的64位芯片出货量的增长，SoI的使用量也同步增长。该公司开发这项技术是在上世纪九十年代后期，因为开发者们当时认识到功率将很快成为一个问题。Kepler说：“我们确信SoI技术将给我们提供更好的性能功率比。”
SoI技术当然也拥有IBM这个巨型拥护者，该公司使用这项技术已经有很多年。随着一系列微处理器方面的几大玩家加入支持行列，SoI在某些大脑占有率已经开始增加。
分析公司IC Insights的技术副主管Trevor Yancey说：“产量在2004年就开始迅速增长。而过渡和新流程进入批量生产都需要一段时间。目前一些推动力正在形成。”
“ 尺寸比例缩小得越多，芯片就越热。而SoI证明能够成为打破这种热量壁垒的一种解决方案。”
—Andre Auberton-Herve, Soitec公司CEO
二月份IBM增强了对SoI的支持，该公司宣布与Sony 和Toshiba合作开发的应用基于SoI技术构造芯片的单元处理器。Semico Research公司的高级分析员Joanne Itow说：“这是对这项技术一个充分的肯定。”
这种号称超级芯片的样本在90纳米技术上能够观测到超过4 GHz的时钟频率，具有超级计算机水平的浮点运算性能。这几家公司声称，这种芯片性能远远超过目前的其他任何处理器。
但是并不是所有的芯片制造商都已经准备用SoI技术去挽救向更小结点进军的危机。Itow说：“毫无疑问现在有一个由众多公司组成的SoI阵营，他们在90纳米水平上用这项技术而且希望在65纳米也能用上。然而另外一个阵营仍然排斥使用这项技术或者引导这项技术进入批量生产。”后者包括Intel和Texas Instruments（德州仪器）。
批评者指出这种材料的费用要比bulk wafer晶片高而且开发的复杂性也提高了。但是支持者们辨称，在批量生产的情况下，单片费用只有稍许增加而且其性能上的提高也值得这种成本的增加。
AMD公司的 Kepler说：“作为公司，我们过去不得不学习SoI的设计技术、生产技术和建模技术。SoI的所有这些事情都比较复杂。我们经历了一个学习曲线，在这个过程中也碰到一些令人畏惧的任务。但是最后就像你看到的，我们已经成功地越过这条曲线。现在如果整个业界朝SoI转变的话，我们就拥有真正的优势。”
分析人士认为，拒不参与者如Intel 和 TI需要在SoI进入实质性增长前加入进来。Yancey说：“随着这么多制造商的产品进入更高的产量，SoI将会成长起来。但是微处理器业务为Intel所主导，因此在Intel决定使用这项技术前，SoI的市场份额都不会有实质性的改变。”
实际上也许这项进程已经发动起来。根据Yancey的消息，Intel已经宣布了一种叫做Terahertz的技术，这项技术被称为“耗尽型衬底晶体管(depleted substrate transistor，DST)的技术”。Yancey说：“其实这就是SoI技术，但是Intel不会用这个概念。我想，随着功率消耗成为一个危机问题，你将看到越来越多的微处理器采用SoI技术。”
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电话:0755-83687741 E-mail:hfq2001@hqew.com
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(编辑 甘心)