摘要 由于在硅晶絕緣體晶片(SOIwafer)的硅表層之下是薄薄的玻璃或二氧化硅絕緣層,因此采用這種晶片的芯片,在提供更快的交換速度、消耗較少的能量、產生較小的電流漏泄的同時,也使其所用...
由于在硅晶絕緣體晶片(SOI wafer)的硅表層之下是薄薄的玻璃或二氧化硅絕緣層,因此采用這種晶片的芯片,在提供更快的交換速度、消耗較少的能量、產生較小的電流漏泄的同時,也 使其所用的組件能更緊密地結合在一起。盡管由于高昂的成本,迄今為止絕緣硅(SOI)的用途主要還限于那些追求高性能或低能量消耗的任務,但這項技術在逐 漸為更多的人所接受,特別是在領先的芯片設計領域。為什么會如此呢?由于采用硅晶絕緣體晶片,芯片設計師能在更小的區域內部署更多的電路,這樣每個晶片上 的芯片數量就增加了。
“絕緣硅正在成為主流。對于90nm及以下電路,它開始成為設計師的主要選擇。”法國Soitec集團CEO André-Jacques Auberton-Hervé說道。全球80%的硅晶絕緣體晶片來自該集團。作為實例,他提到了該集團硅晶絕緣體晶片銷售額的飛速增長,到3月底結束的財 年中,銷售增長率為90%,總銷售額為3.1億美元。Soitec的目標是滿足不斷增長的行業需求,為此,它投資4.2億美元建造了新的工廠,到2008 年,該廠能生產100萬片12英寸硅晶絕緣體晶片。
國際半導體設備暨材料協會(Semiconductor Equipment and Materials International,SEMI)估計,2005年,全球硅晶絕緣體晶片銷售會將近翻番,從前一年的2.34億美元增加到4.05億美元。 Semico Research預計,到2009年,硅晶絕緣體晶片銷售將會再次翻番,達到9.11億美元。盡管如此,據SEMI估計,去年硅晶絕緣體晶片僅占全球晶圓 銷售的5%,而且在硅的總發貨量中更是只占了1%。
原因主要在于硅晶絕緣體晶片的生產步驟更多、成本更是高達普通晶片(也稱塊狀硅)的四倍還多。但是,隨著芯片廠商將生產重心從8英寸晶圓更多地轉向高效的12英寸晶圓,而所生產的芯片上的電路也日益縮小,這種成本上的劣勢也在減少。
根據Semico分析師Joanne Itow的計算,如果將包括封裝和測試在內的所有生產費用都計入話,采用絕緣硅,每個芯片的成本只增加了5%。“當我們將芯片的所有其他成本也算進來時, 絕緣硅的成本著實下降了很多。”她還補充說,為了充分利用絕緣硅的密度優勢而進行優化設計時,絕緣硅的成本甚至能比塊狀硅最多低40%,特別是對于采用 90nm及以下技術的芯片而言就更是如此。
IBM院士Ghavam Shahidi表示,自2000年以來該公司就一直在其微處理器中使用絕緣硅。他還說,如今,絕大多數IBM處理器和游戲用芯片(包括為微軟和索尼生產的芯片)都采用的是絕緣硅。
另一家較早采用絕緣硅的廠商Freescale,目前正在研發用于45nm芯片的第五代絕緣硅技術。該公司硅技術解決方案總監Suresh Venkatesan表示,通過采用絕緣硅,他的公司生產出的芯片在速度提升15%的同時,耗能節約了20%,相當于將芯片技術提升了約0.5代。
Semico的Itow還表示,較早采用絕緣硅技術的廠商因而擁有一定的競爭優勢,但是她預計,隨著用于設計絕緣硅芯片的工具和工藝的逐漸推廣,這種優勢會越來越小。她說,“絕緣硅技術會很快地流行起來,這個行業的每個人學習新知識都很快。”