GLOBALFOUNDRIESのSVP, CMOS Platform Business Unitを務めるGregg Bartlett氏

GLOBALFOUNDRIES(GF)は7月13日(独時間)、22nm世代の完全空乏型シリコン・オン・インシュレータ(FD-SOI)プロセスとして「22FDxプラットフォーム」を発表した。これに関するプレゼンテーションなどは7月14一時点では一切存在せず、あくまでもプレスリリースベースでの話ではあるが、電話会議の形で同社のGregg Bartlett氏(SVP, CMOS Platform Business Unit)から説明および質疑応答を受ける事が出来たので、内容をまとめてお届けしたい。

今回同社が提供するのは、22nmのFD-SOIベースの4種類のプロセスである。いずれもトランジスタそのものは従来のプレナー型であり

  • 22FD-ulp(Ultra Low Power):Forward/Backward Body Biasを利用する事で、最低0.4V駆動での動作が可能となっている。平均して28nm HKMGプロセスと比較して50%、最大で70%もの消費電力削減が可能とする。
  • 22FD-uhp(Ultra High Performance):14/16nm世代のFinFETプロセスと同等の性能を、より少ない消費電力で実現する。このプロセスはForward Body Biasを利用し、0.945VのOverdriveもサポートする。
  • 22FD-ull(Ultra-Low Leakage):22FD-ulpプロセスにマスクを1枚追加することで実現するもので、専らリーク電流の削減に特化した、IoTあるいはWearable機器向けプロセス。リーク電流を1～10pA/μmのレベルに抑える事が可能としており、現在の40nm Processを使った場合と比較して80%以上の消費電力削減が可能。
  • 22FD-rfa(Radio Frequency Analog):LTE-AやMIMO Wi-FiなどのRF段に利用可能で、従来と比較して最大50%の消費電力削減が可能。

とされる。この中でベースとなるのが22FD-ulpで、これが最初にサービスインする形になる模様である。ちなみにPDK(Process Design Kit)やDesing Starter Kitは同日から提供開始とされるが、これは22FD-ulp向けで、その他のプロセス向けは追々という事になる様だ。

さて、同社はこの22FDxを「14nm FinFETを補完するもの」と位置づけている。氏によれば「FinFETプロセスは駆動電流を大きく取る事ができるが、その一方で寄生容量もどうしても増えるので、消費電力を下げるのは難しい。一方FD-SOIは駆動電流はやや小さくなるが、その分寄生容量も減らせるので、省電力デバイスにはむしろ好ましい」としており、ハイエンド向けの高性能スマートフォン用SoCなどにはFinFETプロセス、メインストリーム向けの低価格スマートフォン用SoCやIoT/Wearable Device、ほとんどのConsumer DeviceにはむしろFD-SOIプロセスが向いているとして、ここで住み分けが可能という判断である。

ちなみにFD-SOIの場合、ウェハが高コストになるのが大きな問題であるが、これについては高コストである事を認めた上で、それでも従来の28nmのバルクプロセスを使った場合と同等の価格で、より省電力あるいは高性能が実現できるとしている。ではなぜ低価格が実現できるかというと、まずはFD-SOIの場合HKMGゲートを構築する必要が無いため、必要となるマスクの数が10%程度削減できるとする。さらに28nmに比べて22nmでは同じ回路ならばダイサイズが必然的に小さくなるため、これらによるコストダウンで28nmと同等、との事であった。

ちなみに氏によれば、16/14nm世代のFinFETプロセスと比較した場合、マスクコストは半分で済むとしている。このため、特に22FD-uhpを利用した場合には絶対性能という意味ではFinFETプロセスにはやや及ばないものの、現実的な速度のプロセスをより安価に提供できるとしている。

元々同社は2012年にSTMicroelectronicsとの間で28nmおよび20nmノードのFD-SOIプロセスに関する技術提携を結んでおり、今回の22FDxもこれを基に同社が微細化を行ったものであるが、氏によれば「STMicroelectronicsの28nm FD-SOIは第1世代のトランジスタを利用しているが、22FDxには第3世代のトランジスタが採用されている」としている。第2世代は表には出てきていないものらしいが、「この第3世代のトランジスタの開発にはこれまで培ってきた技術が利用されている」と説明があった。