2025年9月25日，“第十届上海 FD-SOI 论坛” 在上海举办。本次论坛由芯原股份、新傲科技和新傲芯翼主办，SEMI中国和SOI国际产业联盟协办。芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民发表了开幕致辞，介绍了此次会议的背景，并分享了自己对于FD-SOI的理解。
FD-SOI和FinFET，两条腿走路
首先，戴伟民复盘了FD-SOI（全耗尽硅型绝缘体上硅技术，Fully Depleted Silicon-on-Insulator）和FinFET(鳍式场效应晶体管，Fin Field-Effect Transistor）的历史和二者的技术细节对比。
2001年，加州大学伯克利分校的胡正明教授、Tsu-Jae King-Liu（刘锦江）教授与 Jeffrey Bokor教授提出了两种将CMOS工艺技术延伸至20nm以下的解决方案，这两项技术分别是FinFET和FD-SOI。
其中，FinFET采用3nm薄体结构，通过立体设计提升源/漏极性能；FD-SOI则以平面 2D 结构为核心，二者共同为后续半导体工艺微型化奠定了关键技术基础，也形成了长期并行发展的两种技术路径。
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自从FD-SOI和FinFET诞生后，二者经历过路线之争。戴伟民认为未来AIoT时代，需要用FinFET和FD-SOI两条腿走路。FinFET更多用于12nm以下高性能的数字芯片领域，FD-SOI则凭高集成、低功耗和低成本等特性，以及极富竞争力的NRE费用以及广阔的生态环境，能够在嵌入式或边缘计算领域发挥优势。
事实上，目前产业界已经不会再简单地将FD-SOI和FinFET直接比较。其实FD-SOI和FinFET就是人们对美食选择，无论是中餐还是法式大餐，要根据食客的具体需求选择。比如用户有高端需求，针对高性能可以不计成本的投入，那么就可以选择FinFET，如果客户需要单芯片实现IoT完整功能，FD-SOI则是更好的选择。”
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根据戴伟民分享，从具体的应用领域上来看，FD-SOI未来在会在IoT、5G、图像传感器、自动驾驶、毫米波雷达、长时间待机等应用上，FinFET则会在云数据中心、高性能服务器、前沿消费电子、连续高性能应用、AI、边缘计算等领域发挥巨大作用。
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现在产业界是两条腿走路，但是FD-SOI这条腿非常强壮。FD-SOI离不开两项关键创新技术的支撑。一是在体硅基底之上制备一层超薄的绝缘层，这层绝缘层被称为埋氧层（Buried Oxide，简称 BOX）；其二，是采用极薄的硅膜来构建晶体管的沟道，且该沟道需达到“全耗尽”状态，即沟道内的载流子（电子或空穴）可被栅极电压完全控制，不存在未被耗尽的载流子区域。得益于此，FD-SOI拥有巨大优势。
戴伟民介绍，FD-SOI核心结构具备四大关键特征：超薄体（Ultra-thin body）、超薄埋氧层（Ultra-thin box）、全介质隔离（Full dielectric isolation）、无沟道掺杂（No channel doping）。具体来看，FD-SOI以带有超薄埋氧层的体硅为基底，顶部覆盖超薄硅层作为晶体管沟道，这种结构让栅极对沟道的控制能力大幅提升，相比传统平面体硅晶体管（Planar Bulk Transistor），更适合工艺缩放（scaling），能在更小尺寸下保持稳定性能。
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FD-SOI市场正在快速扩张
FD-SOI行业从2012年至今，展现其从实验室走向产业化的完整历程，而2024年成为 FD-SOI先进工艺爆发年：
技术奠基期（2012~2014 年）：2012年意法半导体（ST）推出28nm FD-SOI平台，开启工艺商业化；2013年Soitec突破FD-SOI高质量衬底技术瓶颈，解决上游材料关键难题，同年首届上海FD-SOI论坛举办，搭建行业交流平台；2014年三星（Samsung）获得ST 28nm FD-SOI工艺授权，芯原同步与三星展开技术合作，上海新奥则获得Soitec的Smart-Cut技术授权，产业链上下游开始联动。
工艺迭代期（2015~2018 年）：2015年格罗方德（GF）推出22nm FD-SOI代工平台（22FDX），芯原随即与之合作布局IP与设计服务；2017年GF推出 FDXcelerator生态计划，加速技术落地；2018年基于FD-SOI技术的芯片密集发布，如恩智浦i.MX7/i.MX8应用处理器、索尼新一代 GPS 芯片、Eutelsat通信 SoC等，同时国内企业如君正、瑞芯微、复旦微、国科微等宣布采用22nm FD-SOI工艺设计物联网芯片，技术应用从国际向国内延伸。
先进工艺突破期（2022~2024 年）：2022年GF与ST联合投资12nm FD-SOI工艺，欧盟同步推动相关产业布局；2024年成为FD-SOI先进工艺爆发年——3月 ST与三星联合发布集成嵌入式相变存储器（ePCM）的18nm FD-SOI技术，性能提升且功耗降低，计划 2024 年下半年启动基于该技术的新一代STM32 MCU采样，2025年下半年量产；6 月法国CEA-Leti推出包含 10nm、7nm FD-SOI的 FAMES试点产线，43家电子产业链企业参与，推动FD-SOI向10nm以下先进节点迈进。
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据戴伟民分享，近年来FD-SOI 市场也呈现高增长态势。数据显示，FD-SOI市场规模将从2022年的9.3亿美元增长至2027年的40.9亿美元，年复合增长率达34.5%。
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这种增长主要由三大领域驱动：一是物联网，随着智能设备普及，低功耗芯片需求激增，FD-SOI 的长待机特性恰好契合；二是汽车电子，新能源汽车对 MCU、雷达芯片的需求爆发，FD-SOI 的高可靠性与抗干扰性能满足车规级要求；三是边缘 AI，边缘设备对“能效比” 要求极高，FD-SOI 能在低功耗前提下保障 AI 推理性能，成为边缘计算的优选方案。
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芯原作为国内FD-SOI生态的核心参与者，在产业链中充当“连接者”角色。芯原基于 GF 22FDX工艺开发了60余款模拟与数模混合IP，包括基础IP、DAC IP、接口协议IP 等，同时拥有丰富的射频（RF）IP 与基带IP组合，涵盖BLE、BTDM、Wi-Fi 6、802.11ah、802.15.4g、Cat-1、NB-IoT、GNSS 等无线通信标准。所有RF IP均通过硅验证，基带 IP 可提供完整解决方案，累计向45家客户授权FD-SOI IP 核超300 次，IP商业化程度领先。
芯原基于FD-SOI提供交钥匙设计服务，拥有43个面向全球大客户的芯片设计项目，其中33个已进入量产阶段，核心案例包括：
自适应体偏置（Adaptive Body Biasing）技术应用：全球首次将该技术用于FD-SOI芯片设计，相比28nm体硅工艺功耗降低55%，采用2节AA电池可实现2 年续航，累计出货超1亿颗，成为低功耗物联网芯片的典型方案。
32 位 Cortex-M系列首款22nm MCU：支持蓝牙5.3低功耗协议，配套完整 MCU软件SDK，集成SRAM，填补了22nm FD-SOI在MCU领域的空白。
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戴伟民介绍，作为FD-SOI产业生态的重要组成部分，上海FD-SOI论坛规模持续扩大。2013年首届仅50人参与，2019年第七届参会人数突破450人，2024 年第九届在上海浦东香格里拉酒店举办，吸引299人出席，参会者涵盖GF、三星、ST、Soitec、IBS等国际头部企业代表。
论坛从早期的技术交流，逐渐聚焦 “FD-SOI 技术优势与 roadmap”“FD-SOI 设计实现” 等核心议题，成为产业链各方对接技术路线、探讨应用方向的关键桥梁。芯原则从 2013年起连续八届承办该论坛，深度参与生态建设。
文章来自：电子工程世界
