摘要 由于在硅晶绝缘体晶片(SOIwafer)的硅表层之下是薄薄的玻璃或二氧化硅绝缘层,因此采用这种晶片的芯片,在提供更快的交换速度、消耗较少的能量、产生较小的电流漏泄的同时,也使其所用...
由于在硅晶绝缘体晶片(SOI wafer)的硅表层之下是薄薄的玻璃或二氧化硅绝缘层,因此采用这种晶片的芯片,在提供更快的交换速度、消耗较少的能量、产生较小的电流漏泄的同时,也 使其所用的组件能更紧密地结合在一起。尽管由于高昂的成本,迄今为止绝缘硅(SOI)的用途主要还限于那些追求高性能或低能量消耗的任务,但这项技术在逐 渐为更多的人所接受,特别是在领先的芯片设计领域。为什么会如此呢?由于采用硅晶绝缘体晶片,芯片设计师能在更小的区域内部署更多的电路,这样每个晶片上 的芯片数量就增加了。
“绝缘硅正在成为主流。对于90nm及以下电路,它开始成为设计师的主要选择。”法国Soitec集团CEO André-Jacques Auberton-Hervé说道。全球80%的硅晶绝缘体晶片来自该集团。作为实例,他提到了该集团硅晶绝缘体晶片销售额的飞速增长,到3月底结束的财 年中,销售增长率为90%,总销售额为3.1亿美元。Soitec的目标是满足不断增长的行业需求,为此,它投资4.2亿美元建造了新的工厂,到2008 年,该厂能生产100万片12英寸硅晶绝缘体晶片。
国际半导体设备暨材料协会(Semiconductor Equipment and Materials International,SEMI)估计,2005年,全球硅晶绝缘体晶片销售会将近翻番,从前一年的2.34亿美元增加到4.05亿美元。 Semico Research预计,到2009年,硅晶绝缘体晶片销售将会再次翻番,达到9.11亿美元。尽管如此,据SEMI估计,去年硅晶绝缘体晶片仅占全球晶圆 销售的5%,而且在硅的总发货量中更是只占了1%。
原因主要在于硅晶绝缘体晶片的生产步骤更多、成本更是高达普通晶片(也称块状硅)的四倍还多。但是,随着芯片厂商将生产重心从8英寸晶圆更多地转向高效的12英寸晶圆,而所生产的芯片上的电路也日益缩小,这种成本上的劣势也在减少。
根据Semico分析师Joanne Itow的计算,如果将包括封装和测试在内的所有生产费用都计入话,采用绝缘硅,每个芯片的成本只增加了5%。“当我们将芯片的所有其他成本也算进来时, 绝缘硅的成本着实下降了很多。”她还补充说,为了充分利用绝缘硅的密度优势而进行优化设计时,绝缘硅的成本甚至能比块状硅最多低40%,特别是对于采用 90nm及以下技术的芯片而言就更是如此。
IBM院士Ghavam Shahidi表示,自2000年以来该公司就一直在其微处理器中使用绝缘硅。他还说,如今,绝大多数IBM处理器和游戏用芯片(包括为微软和索尼生产的芯片)都采用的是绝缘硅。
另一家较早采用绝缘硅的厂商Freescale,目前正在研发用于45nm芯片的第五代绝缘硅技术。该公司硅技术解决方案总监Suresh Venkatesan表示,通过采用绝缘硅,他的公司生产出的芯片在速度提升15%的同时,耗能节约了20%,相当于将芯片技术提升了约0.5代。
Semico的Itow还表示,较早采用绝缘硅技术的厂商因而拥有一定的竞争优势,但是她预计,随着用于设计绝缘硅芯片的工具和工艺的逐渐推广,这种优势会越来越小。她说,“绝缘硅技术会很快地流行起来,这个行业的每个人学习新知识都很快。”