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為求低功耗、高能效及高性?xún)r(jià)比之元件，市場(chǎng)逐漸開(kāi)發(fā)出 FD-SOI(完全空乏型硅絕緣層金氧半晶體管)結(jié)構(gòu)；而 FD-SOI 構(gòu)造主要以 SOI 晶圓為核心，透過(guò)傳統(tǒng) Si 芯片制程方式，進(jìn)而以水平式晶體管架構(gòu)，取代線(xiàn)寬較大(16～12nm)之 FinFET 元件。

進(jìn)一步分析 FD-SOI 市占情形，在各廠(chǎng)商相繼投入開(kāi)發(fā)資源下，2018 年整體元件市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 160 億美元，預(yù)估 2019 年整體市場(chǎng)可望達(dá)到 270 億美元(年增 68.6%)，后續(xù)成長(zhǎng)態(tài)勢(shì)也將逐年上揚(yáng)。

技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)，F(xiàn)D-SOI 實(shí)現(xiàn)低功耗、高性?xún)r(jià)比之元件架構(gòu)

由于半導(dǎo)體發(fā)展趨勢(shì)，使得相同面積下試圖填入更多晶體管的想法逐漸受到重視，因此衍生出微縮整體尺寸的構(gòu)想，而閘極(Gate)尺寸將是微縮重點(diǎn)。以傳統(tǒng) Planar 元件發(fā)展來(lái)看，其閘極線(xiàn)寬已微縮至極限，因而需改變?cè)Y(jié)構(gòu)才能因應(yīng)此要求，而立體構(gòu)造的 FinFET(鰭式場(chǎng)效晶體管)元件就在此時(shí)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。

FinFET 名稱(chēng)主要由于元件結(jié)構(gòu)以立體方式呈現(xiàn)，且其閘極構(gòu)造如同魚(yú)鰭一般，豎立于源極(Source)與汲極(Drain)間，作為控制元件的開(kāi)關(guān)。在這樣新穎結(jié)構(gòu)下，雖可符合微縮尺寸之需求，但最大問(wèn)題仍是閘極線(xiàn)寬必須在 16nm 以下(如 12nm、10nm)，才能有效控制從源極到汲極間的電流開(kāi)關(guān)。

依現(xiàn)行元件發(fā)展情形，盡管已從傳統(tǒng)的 Planar 元件推升至 FinFET 結(jié)構(gòu)，閘極線(xiàn)寬仍存在一段難以使用上的尺寸區(qū)，還需有其他元件技術(shù)加以補(bǔ)足，而 FD-SOI 元件結(jié)構(gòu)剛好補(bǔ)上此缺口，實(shí)現(xiàn)低功耗、高性?xún)r(jià)比、制造周期短之元件架構(gòu)。

對(duì)于現(xiàn)行技術(shù)發(fā)展情形，依照所需元件尺寸及功能的不同，可區(qū)分為兩大陣營(yíng)：

精進(jìn)于微縮閘極線(xiàn)寬之 FinFET 制程技術(shù)開(kāi)發(fā)(如臺(tái)積電、Samsung 等)，試圖增加晶體管數(shù)量，提升整體元件工作效率；

投入 FD-SOI 制程技術(shù)，嘗試開(kāi)發(fā)出低功耗、高性?xún)r(jià)比之功能性元件。盡管兩者之歷史脈絡(luò)有所不同、技術(shù)上各有千秋，但就元件技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)評(píng)估，兩者技術(shù)仍將持續(xù)發(fā)展及并存。

各家大廠(chǎng)投入 FD-SOI 元件開(kāi)發(fā)，看好后續(xù)市場(chǎng)發(fā)展

FD-SOI 元件技術(shù)主要源于一種水平式晶體管結(jié)構(gòu)，透過(guò) SOI 晶圓(Si/SiO2(Buried Oxide)/Si Substrate 結(jié)構(gòu))方式，將最上層 Si 層借由制程、設(shè)計(jì)以滿(mǎn)足所需功能，并作為元件導(dǎo)通層之用；而中間 SiO2 層，憑借于高阻值之材料特性，隔絕晶體管間不必要的寄生電容，提高元件工作效率，因此在這樣的制程條件下，F(xiàn)D-SOI 可透過(guò)傳統(tǒng) Si 芯片的機(jī)臺(tái)進(jìn)行加工，降低開(kāi)發(fā)所需的設(shè)備成本。

依現(xiàn)行終端產(chǎn)品應(yīng)用，F(xiàn)D-SOI 元件技術(shù)將可應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng) IoT、車(chē)用元件與 MEMS(微機(jī)電)元件等領(lǐng)域，目前已有 Samsung、GlobalFoundries、STM 等大廠(chǎng)相繼投入制程開(kāi)發(fā)上。

雖然這些產(chǎn)品大多可由 28nm 制程條件下進(jìn)行量產(chǎn)，但隨著技術(shù)進(jìn)步，憑借于閘極線(xiàn)寬逐漸微縮的趨勢(shì)帶動(dòng)下，將驅(qū)使制程條件朝向 22nm、12nm 目標(biāo)邁進(jìn)，甚至進(jìn)一步跨入 10nm 制程，從而在相同面積下產(chǎn)生更多元件，大幅提升整體元件效率。

觀(guān)察采用 FD-SOI 元件的發(fā)展現(xiàn)況，從 2017 年開(kāi)始，STM 已收到 Mobileye 訂單需求，并運(yùn)用 28nm 制程制造 ADAS 芯片；NXP 也于 2017 年起，積極投入 i.MX 處理器系列的開(kāi)發(fā)，并選擇 Samsung FD-SOI 之 28nm 制程技術(shù)為合作伙伴。

另外，GlobalFoundries 于 2018 年取得新創(chuàng)公司 Arbe Robotics 訂單，其 FD-SOI 元件將使用先進(jìn)的 22nm 制程技術(shù)，目標(biāo)打造車(chē)用雷達(dá)芯片。由此可見(jiàn)，各家廠(chǎng)商在車(chē)用芯片領(lǐng)域，使用 FD-SOI 技術(shù)已成為一股風(fēng)潮，后續(xù)仍看好該技術(shù)的市場(chǎng)發(fā)展。