Fab厂常见工艺平台及IC产品、晶圆代工厂的核心工艺赏析

Foundry的业务是晶圆代工服务，客户是芯片设计公司，客户在产品定义阶段就会确定芯片产品所使用的制程，并按照确定的制程以及对应工艺的设计包（PDK）进行设计，相关设计完成后，将相关设计文件交付Foundry，Foundry采用相应工艺节点的生产线进行生产。

Foundry常见的工艺平台包括：

1、独立式非易失性存储器

在独立式非易失性存储器平台，以常见的代工产品NOR Flash为例，随着工艺节点的前进，NOR Flash存储单元面积显著缩小，存储容量和工作温度的上限显著提升，产品差异显著，在90nm及以上的产品以存储容量小于16Mb为主，主要应用于一般消费类的产品；而更为先进的工艺节点，如65/55nm及以下，其产品以存储容量大于32Mb为主，主要应用于高端消费类、工控与汽车等领域的产品。

以65/55nm工艺节点为例，有的FAB厂提供的工艺类型可分为定制化方案和通用化方案。定制化方案包括优化升级的器件结构、定制化的IP设计服务，在涉及极限条件的cell（元胞）尺寸设计部分，提供相应的定制化的技术解决方案。通用化方案以满足客户的标准化需求为主，较为常见的是填线。

台积电可提供0.5µm-28nm节点的多种嵌入式闪存工艺，主要用于汽车电子及 MCU。联电主要提供0.35µm-40nm的eFlash、EEPROM、eMTP闪存工艺，其eOTP、eFuse工艺已推进至28nm。华虹提供0.35µm-55nm的NOR Flash 及EEPROM等行业通用的闪存架构工艺。

2、嵌入式非易失性存储器

在嵌入式非易失性存储器平台，以常见的代工产品MCU为例，90nm及以上的产品性能以追求超低漏电（超低静态功耗）为主，运算速度较低，通常应用于小于100MHz、长待机模式的产品，如智能穿戴、胎压监测、各类表计等；

而更为先进的工艺节点，如65/55nm及以下，其产品性能则更加追求高速运算等性能的提升，通常应用于大于100MHz、常运行模式的产品，如工业控制、汽车域控、智能家电等。此外，不同工艺节点的MCU产品设计基于的内核也会存在差异，如前者较多采用M0+内核，后者则会开始采用M3/M4 等。

以MCU为例，不同工艺节点产品在频率、运算速度和应用领域等存在显著差异。嵌入式非易失性存储器的趋势：更小存储单元面积、更大存储容量和更优读写性能的代工产品。

3、逻辑与射频

在逻辑与射频平台，代工产品为逻辑/射频芯片，在90nm及以上的产品以低速应用为主，如无线键鼠、收音机等产品；而更为先进的工艺节点，如 65/55nm及以下，其产品性能则更加追求主频等性能的提升，如应用于蓝牙、WiFi的产品。

目前台积电的射频工艺平台可提供包括28nm-16nm节点在内的各类高性能、低功耗射频产品，主要用于5G通讯、物联网等领域，其图像传感器平台的节点覆盖范围为0.5µm-28nm，应用于各类消费电子产品。而在射频领域具有优势的格罗方德拥有业界最完整的绝缘体上硅（FD-SOI）生态，并可提供高性能锗硅（SiGe）、双极CMOS（BiCMOS）等工艺平台，在无线网络、卫星通讯和通信基础设施应用领域具有优势，同时，格罗方德的显示驱动工艺平台主要覆盖55nm-28nm。

4、功率器件平台

功率器件对器件的特殊性能而非基础计算能力有极高要求，例如高电压、大电流、抗高温及辐射能力，以及开关速度等性能，因此对制造中的工艺制程节点要求相对较低，对特色工艺制造优化能力要求更高。目前，全球功率半导体市场份额仍以英飞凌、德州仪器、安森美、ST等IDM厂商为代表的欧美日企业为主。国内华虹在高压MOSFET（超级结MOSFET）及 IGBT方面有较强的工艺优势。

5、模拟与电源管理

相对于数字芯片，模拟芯片主要提供自然界信号如光、声、温度、压力等与数字信号之间的转换与管理，主要分为电源管理与信号链芯片等主要功能类型。因此，与高算力、高性能要求的数字芯片不同，模拟芯片的先进性主要体现在电路速度、分辨率、功耗、稳定性、信噪比、失真率等特殊要求上，对晶圆制造中的工艺节点要求相对较低。

技术工艺先进性方面，目前台积电、联华电子等可以提供90nm以下基于BCD工艺的模拟与混合信号产品代工，其中台积电的模拟处理产品覆盖0.5µm-16nm工艺节点，第三代BCD工艺已前进至40nm，联华电子的BCD工艺覆盖0.5µm-55nm工艺节点。华虹为国内较早实现90nm BCD电源管理工艺平台量产的企业，并提供eFlash-BCD集成工艺。

目前全球晶圆代工技术已发展至较高水平 ， 以台积电为代表的企业已实现3nm及以下工艺节点量产，联华电子、格罗方德等企业的工艺节点已推进至14nm 及以下水平。根据IC Insights的报告，2021年台积电占有全球晶圆代工市场约 50%的市场份额。

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