该为物联网SoC微缩制程了吗？.doc

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1、该为物联网SoC微缩制程了吗？　　近几个月来，一些主要的半导体业者与IC代工厂陆续宣布微缩IC的电晶体尺寸至14奈米（nm），从而为物联网（IoT）系统单晶片（SoC）降低尺寸与成本的下一步铺路。　　然而，ObjecTIveAnalysis半导体产业分析师TomStarnes表示，从发展时程上看来并没有这么快。他指出，“目前所发布的消息大部份都与标准的微处理器架构有关，而与物联网装置的要求关系不大。”　　“这些主要都是数位系统，真的要微缩至这么小的几何尺寸并不容易，密切掌握基于微控制器的物联网装置

2、需求才能轻松地实现。”　　基于MCU的SoC不仅仅是数位元件的组合，同时也包括了大量的类比功能、无线RF电路、快闪记忆体与静态随机存取记忆体（SRAM）——其中没有一项能够像数位电晶体一样轻松地微缩或具有可预测性。　　“最终将会针对物联网出现一个可行的MCUSoC市场，它将能够利用微缩至14nm~20nm或更小的制程节点，但并不是现在，”Starnes表示。　　芯科实验室（SiliconLabs）全球营运资深副总裁SandeepKumar对此表示认同。他并指出，相对于全数位化的SoC，终端节点的物

3、联网SoC具有不同的要求与挑战。　　“无线连接性、整合型MPU、低功耗作业、低漏电SRAM与非挥发性记忆器（NVM）智财权（IP），种种因素都使得制程技术选择更具关键。”Kumar还补充说：“这些物联网SoC并不会采用与数位SoC普遍使用的相同方式来追逐摩尔定律（Moore’slaw）。”　　　　无线物联网端点中的MCUSoC结合一系列的功能，包括非挥发性记忆体以及感测器、类比/混合讯号、窄频宽频RF等各种电路，以及天线、电池与电源管理等周边装置功能　　Kumar以SiliconLabs公司的经验

4、为例表示，该公司的设计瞄准了消费性穿戴式装置、家庭自动化、智慧电表、智慧照明、健康与健身、工厂自动化、运输、物流与农业等市场的低功耗、低资料率无线连接应用。为了支援这一类的设计，SiliconLabs仍然采用90nm制程制造基于ARM的32位元无线SoC，Kumar表示，该公司并未看到短期内有进一步推动制程节点进展的迫切需要。　　“针对无线连接的复杂、高能效射频（RF）设计，以及用于感测或连接低压电流感测器的类比功能，都和物联网SoC的数位性能一样至关重要。”Kumar说：“这些SoC并非用于桌上

5、型个人电脑（PC）、行动PC、平板电脑或甚至手机等功耗要求像物联网终端节点那么关键的应用。　　“物联网SoC用于经常以钮扣电池运作5-10年寿命的无线应用。在这项技术节点中选用的低漏电SRAM与高耐受性NVMIP，使其于设计这些SoC产品时难以遵循追踪摩尔定律的最小制程。”　　根据Kumar表不，在设计和制造这些SoC时，成本是另一项非常重要的考虑因素。　　为物联网SoC的复杂类比连接功能进行设计时，必须使用NVM与混合讯号RF技术的选项导致了晶片层数增加。要利用一项更小的制程节点来制造额外增加这

6、么多层数的SoC，使其成本变得更高昂，在一个以成本/性能最佳平衡作为成功关键的设计中，这的确是一项重要的顾虑。　　“物联网市场十分零散且范围广泛，”Kumar说。“其应用范围从穿戴式装置、医疗装置、汽车，一直到工业自动化和农业。在物联网中的每个应用领域都有特定的需求，对于一些特殊应用来说，不见得会因为市场量大而降低成本。”　　飞思卡尔半导体（FreescaleSemiconductor）面临着类似的压力。虽然该公司仍保有为自家多款成熟产品进行制造的能力，但随着一些关键产品领域的制程微缩至90nm以

7、下，飞思卡尔已经开始与几家关键的晶圆代工厂密切合作了。　　　　随着半导体制程进展到奈米级，IC制造将会由彼此冲突的两种需求所带动：高性能的数位IC，以及针对一系列连网应用的MCUSoC所需的混合讯号需求　　根据飞思卡尔半导体应用处理器业务与先进技术推广部副总裁RonaldMarTIno表示，该公司仍使用其内部晶圆厂开发基于代工厂基础制程的自家设计。一旦拥有所需要的各种功能与功耗组合时，才会将交由代工厂进行最后的生产。目前该公司正将其物联网MCU的KeneTIs系列转移至40nm——这是在其28nm

8、全耗尽型绝缘上覆矽（FD-SOI）i.MX媒体处理器以及为其16nmFinFET实现QorIQ网路处理器的下一代技术。　　对于物联网市场的MCU供应商来说，尽管成本与处理器性能是重要的因素，在这种以电池或环境能量供电的终端节点设计中，更重要的是功率效率。　　“虽然表面上看来较小的制程节点会为你带来低功率作业，但由于各种不同元件的微缩情况不一，使得到达目标之路也十分崎岖，”IHSGlobalInc.嵌入式处理器总分析师TomHackenberg说，“然而，其间的差距正迅速缩小中。五年