Synapse Design è un'azienda che si occupa di fornire consulenza a quelle aziende fabless che vogliono realizzare chip in proprio (in particolare SoC, in questo momento), attraverso il disegno diretto del prodotto, o tramite l'invio di propri ingegneri in loco per dare una mano al team che si occupa della realizzazione del prodotto.
Synapse, per questo, collabora con tutte le principali fonderie sul mercato, e quindi offre soluzioni adatte per i processi produttivi da queste utilizzate, dai nodi planari, a quelli FinFET fino al SOI, incluso l'FD-SOI. In questa intervista di Adele Hars (Advanced Substrate News) a Satish Bagalkotkar, CEO di Synapse Design, veniamo a scoprire che l'FD-SOI nel 2016 lo vedremo utilizzato da diverse aziende: “We have been working on FD-SOI since 2010. We have been involved in four tape-outs so far and are working on three more now, so we’ll be at seven tape-outs by the end of this year”.
Bagalkotkar, in particolare, spiega come il processo da 28nm FD-SOI sia un ottimo nodo da utilizzare al posto dei 28nm BULK e dei nodi FinFET. Rispetto ai primi, sebbene abbia un costo simile, offre notevoli vantaggi sia dal punto di vista dei consumi sia delle frequenze raggiungibili, oltre ad avere in comune gran parte dei macchinari di produzione, mentre rispetto ai secondi offre notevoli vantaggi di costo senza per questo perdere eccessivamente negli altri due campi (consumi e prestazioni): “We’ve already done five 14nm FinFET chips, so we also know FinFETs well. But in terms of a business case, 14nm FinFETs are appropriate for a few companies who are targeting high-performance products expected to achieve ultra high volume. Many products may not need that level of performance or don’t have such high volume to support the cost. 28 nm FD-SOI might be more appropriate for IoT devices or anything that could benefit from low-power while maintaining a similar performance level. Regarding 14nm FD-SOI, we are working with a customer on a 14nm test chip, but this will take time to be available for the general market”, ha affermato Bagalkotkar.
Synapse, conoscendo punti di forza e di debolezza dei vari PP, riesce quindi a fornire utili suggerimenti alla varie aziende fabless per capire quale nodo sarebbe meglio utilizzare per massimizzare il rapporto costi/benefici, come ci descrive dettagliatamente Bagalkotkar: “Switching to FD-SOI is not trivial and it’s important to partner with knowledgeable professionals who’ve practiced with several designs. I like to use the example of a car. In an automatic, everything is in place. But FD-SOI is like a manual shift car with a lot of knobs: to get the performance or save power you need know what you are doing. We’ve worked through 35 SOCs for the largest system and semiconductor companies worldwide – the full spectrum, from high-performance to very low-power devices. Oftentimes, a customer says, “OK, I want to use xyz technology.” We say, “Why?” “Because we need that performance.” So we look at the business case. What are the volumes, mask cost, performance, power and area requirement plus availability of the IPs etc. Then compare all options and make a decision. It’s all about ROI – we do a lot of these exercises for our clients. We tapeout several SoCs every month so can bring value to this discussion. We can generate those numbers with actual data – not just hypothesis”.
Bagalkotkar, tramite questa intervista, conferma quanto disse circa otto mesi fa, e lo hanno confermato anche Marco Brambilla, Director of Engineering presso Synapse, Kelvin Low, Senior Director Foundry Marketing presso Samsung, Boris Murmann, Associate Professor alla Stanford University e Jamie Schaeffer, Product Line Manager presso GlobalFoundries, al recente Electronic Design Process Symposium. Kelvin Low conferma quanto già disse sull'FD-SOI, affermando che Samsung ha ormai raggiunto una buona capacità produttiva con tale nodo: “We consider ourselves [Samsung] to be a pretty large foundry and we have invested in additional capacity. We have run a lot of 28nm capacity. To attract the next wave of customers, who want either high performance or ultra-low power, FD-SOI is very interesting from a value proposition”.
Schaeffer, di pari passo, tesse le lodi dell'FD-SOI, affermando: “Next-generation FD-SOI performance can approach FinFET performance. Next-generation FD-SOI products have 40% higher performance than the first generation of FD-SOI. They are 30% faster than existing 20nm high-k metal gate products. And they have a very cost-effective process, with 10% fewer mask layers than 28nm bulk technology, or 50% fewer immersion lithography layers than FinFETs”.
Potrebbe non essere impossibile, quindi, vedere anche SoC ad alte prestazioni su FD-SOI, come conferma Murmann: “What we have found comparing 28nm FD-SOI to 14nm FinFET is that the speed is almost the same. In the FinFET you have smaller intrinsic capacitance, but the extrinsic capacitance is a mess”.
Per ora, comunque, l'FD-SOI ha come terreno di caccia principalmente il mercato dell'Internet of Things, come afferma Brambilla: “I can tell you why we chose FD-SOI versus other technologies. The point is mostly about leakage control. For IoT devices you almost don’t care about power, you care about being done as quickly as possible. You have this burst of activity where you want technology that can run fast enough and get the heck out of the way and shut everything down. What really matters is leakage when you’re supposed to be sleeping”. Sony, è una delle case che ha deciso di dare fiducia a tale nodo.
In conclusione, l'FD-SOI potrebbe diventare un nodo abbastanza utilizzato durante il 2016 (vedesi le vendite dei Wafer FD-SOI), e considerate le ottime caratteristiche dimostrate, potrebbe sostituire i 28nm BULK come nodo principale dal 2017 in poi. I nodi FinFET, ancora per qualche anno, saranno utilizzati per un numero limitato di prodotti, principalmente quelli in grado di generare elevati utili, a causa dei gravosi costi di disegno e produzione (e con i 10nm sarà ancora peggio).