格罗方德发布FDX Fusion平台,FD-SOI工艺首次迈向7nm级
关键词: 格罗方德 FDX Fusion FD-SOI 物理AI
美东时间2026年10月9日,格罗方德(GlobalFoundries)在德国德累斯顿发布新一代全耗尽绝缘体上硅(FD-SOI)平台FDX Fusion,宣称这是“全球最先进的FD-SOI技术”,第一代产品将提供7nm级别的数字性能,计划2028年在德累斯顿工厂投产。格罗方德强调,这将是欧洲首个实现个位数纳米数字性能的工艺技术。

(格罗方德新闻稿标题)
按照格罗方德CMOS业务高级副总裁Ed Kaste的说法,FDX Fusion专为Physical AI(物理AI)的STAC负载设计,即感知(Sense)、思考(Think)、执行(Act)、通信(Communicate)四位一体的芯片需求。该平台融合先进衬底工程、前端晶体管创新与后端互连集成,射频性能最高可达0.5THz(ft/fmax),并集成模拟与混合信号、低泄漏操作、存内计算、嵌入式非易失性存储器和密集逻辑能力,逻辑密度相比第一代FDX提升超过2倍。
时间表方面,示范芯片预计2027年初提供给客户评估,首版工艺设计套件(PDK)计划2027年中发布,2028年在德累斯顿启动制造。配套生态上,客户可使用格罗方德的MIPS和ARC处理器IP组合、RISC-V指令集架构及面向物理AI的专用处理器设计能力。
值得注意的是客户背书阵容:宝马、博世、英飞凌、恩智浦、西门子、特斯拉等均在新闻稿中表态支持。英飞凌表示正与格罗方德合作定义和探索7nm级FDX Fusion技术,用于下一代雷达和无线通信产品;特斯拉供应链副总裁Karn Budhiraj称,边缘处理高性能计算器件的开发与制造“是将物理AI带给大众的关键”。
重返先进制程市场?
2018年8月,格罗方德宣布无限期搁置7nm FinFET研发计划,战略转向特色工艺,当时市场分析师甚至判断台积电将拿下2018年底95%的7nm市场份额。此后格罗方德陆续出售资产:2019年以4.3亿美元把原IBM的纽约Fab10卖给安森美。换言之,格罗方德早已退出了与台积电、三星在先进逻辑制程上的正面竞赛。
那么八年之后重新触碰“7nm”字样,动机是什么?答案是物理AI带来的边缘计算市场。格罗方德欧洲晶圆厂高级副总裁兼总经理Manfred Horstmann在接受EE Times专访时直言:“数据中心AI这班车已经开走了,但物理AI对全世界仍是开放的。”数据中心AI芯片拼的是算力密度,而机器人、自动驾驶、工业设备需要的是低功耗、传感、通信和模拟能力的综合平衡——这正是FD-SOI的长项。

(EE Times报道标题)
市场数据也支持这一判断。研究机构Credence Research估计,FD-SOI市场规模将从2024年的17.54亿美元增长到2032年的105.89亿美元,年复合增长率约25.2%,其中欧洲凭借Soitec、意法半导体等企业占据约59%的份额。另据媒体报道,格罗方德估算物理AI相关市场到2030年将超过180亿美元。格罗方德的FDX平台自2019年量产以来已出货超过30亿颗芯片,应用覆盖车载雷达、无线微控制器、显示驱动和5G前端模块。
成本与工艺复杂度是另一重考量。Horstmann透露,实现7nm级性能“不需要EUV光刻”,FDX Fusion初期工艺约需50层掩膜,而先进2nm、3nm FinFET工艺需要70至80层;平台逻辑密度约1400万至1800万门每平方毫米。与法国CEA-Leti和衬底厂商Soitec合作的“Fast and FAMES”项目已开发出应变硅衬底,70埃(约7nm)厚度的硅膜可将电子迁移率提升约25%。更少掩膜、无EUV,意味着更低的缺陷风险和成本,这对汽车、工业客户至关重要。
此外,欧洲政策因素不容忽视。FDX Fusion将在格罗方德德累斯顿SPRINT扩产项目中生产,该项目获得欧洲《芯片法案》框架支持,投资约11亿欧元,目标2028年底前将产能提升至每年超过100万片300mm晶圆。格罗方德还计划通过德国IPCEI先进半导体技术计划推进该技术的开发(尚待德国联邦政府批准),欧洲技术主权和供应链韧性是明确的政策叙事。

(格罗方德德累斯顿工厂)
FD-SOI工艺
FD-SOI(Fully Depleted Silicon-on-Insulator,全耗尽绝缘体上硅)是一种晶体管制造技术。它的核心结构是在硅晶圆与上层晶体管沟道之间插入一层极薄的埋氧绝缘层(Buried Oxide),沟道硅膜薄至全耗尽状态。
与主流的FinFET(鳍式场效应晶体管)相比,FD-SOI有两方面本质差异。一是晶体管构型:FinFET的沟道是立起来的“鳍”状三维结构,而FD-SOI保持平面结构,很多“功能来自衬底本身”,不需要构造鳍片即可获得全耗尽晶体管的静电学优势。二是功耗特性:埋氧层有效隔离了漏电通路,使FD-SOI的泄漏电流远低于传统体硅工艺,在低电压下性能更佳,且可通过体偏置(body bias)技术动态调节性能与功耗。
代价同样明显:FD-SOI的逻辑密度和极限性能不如FinFET,因此从未成为数据中心高性能芯片的主流选择。但它的低成本、低功耗、强射频和模拟特性,恰好契合物联网、汽车电子和如今物理AI的边缘需求。主要玩家包括格罗方德(22FDX、12FDX及现在的FDX Fusion)、三星(18FDS)、意法半导体,上游衬底则由法国Soitec主导。