MCU與MPU跨界，滿足IoT與人機交互需要

　　近日，恩智浦(NXP)在京舉辦微控制器(MCU)與微處理器(MPU)媒體交流會,NXP資深副總裁兼MCU業務線總經理Geoff Lees、NXP MCU產品線全球資深產品經理曾勁濤先生主持了會議。

　　會上獲悉，該公司十分重視i.MX系列。一半的投資在FD-SOI制程，未來三五年80%的產品出自FD-SOI。會上還發布了號稱“跨界處理器”的芯片——i.MX RT，并推介了i.MX 6系列的新兵——i.MX 6SLL。另值得一提的是，i.MX RT和i.MX 6SLL都是在中國定義、設計和制造的，實現了該公司在中國定義、設計和制造的承諾。

　　IoT與人機接口是增長亮點

　　據IHS的分析，從2015到2020年，中國的嵌入式應用市場將增長1.6倍，比全球市場的增長速度快2倍(如上圖)。

　　原因之一是中國的家電、汽車、工業等市場的蓬勃發展，驅動因素當屬物聯網(IoT)。“中國正涌現越來越多的新應用，中國不只是像過去一樣做簡化版、低價格的產品，而且有很多新的創意、新的應用是在中國開始。”例如共享單車、共享充電寶等。基于此，NXP 50%的業務來自中國，如果加上其他海外公司在中國的制造和設計業務，NXP在華業務占70%。NXP也是中國最大的MCU供應商。

　　在物聯網領域，NXP看好的一個新亮點是從2017年開始，人們對更好的人機界面需求越來越多。以前的許多產品是用于按鈕控制，現在很多應用場合要有屏，而且最好是觸控屏，這促使NXP i.MX產品的需求增長。未來人通過聲音和手勢就可以控制家電等很多產品，例如在家里一個喇叭可以成為控制所有東西的入口。在汽車應用中，車內麥克風和頭上的攝像頭可以根據你的聲音或者臉部表情作為你跟外面溝通的接口。這些都是i.MX可以支持到的。NXP已花費很多投資在視頻的編/解碼(CODEC)方面，以使音視頻產品成本降低。“從傳統意義的控制到現在的娛樂系統(圖像、聲音、手勢識別)，預計明年會看到我們很低端的產品也具有聲控和很高的計算能力，做到聲音、圖像和手勢識別。”Geoff Lees指出。

　　看好FD-SOI路線

　　眾所周知，FD-SOI是新一代半導體制程工藝，較適合低功耗與成本敏感型應用，特點是特殊材料、普通工藝。與FD-SOI相對應的FinFET是普通材料、特殊工藝。

　　NXP不甘當吃瓜的群眾，率先嘗試FD-SOI技術生產i.MX 7和i.MX 8。過去幾年里，NXP已投資在FD-SOI技術上，目前在MCU與MPU上的投資一半是基于FD-SOI，在接下來的三五年，80%的新產品都會采用FD-SOI工藝，其余20%的產品在FinFET。

　　之所以選擇FD-SOI，有三個原因。1.成本和性能的平衡。2.FD-SOI有很強的集成能力，在這個技術上更容易實現模擬、RF、傳感器等的集成。3.FD-SOI的很寬的工藝范圍，使客戶可以針對自己的應用對功耗和速度的要求，匹配相應的工藝設置，從而設計出多樣化的產品。

　　如下圖，左側線是傳統的平面bulk設計理念，客戶會根據對功耗的要求選工藝節點(橙色和藍色線點)及其設計庫，如果用戶想設計高性能/高速的產品，必須要跳到另外一個節點及選擇另外的設計技術。

　　綠色斜線是FD-SOI的路線圖，可見相比傳統的Bulk技術(注：Bulk是平面體硅，此外還有3D體硅FinFET)有更寬的節點選擇范圍，給用戶更多的設計節點選擇。中間的綠斜線是i.MX 8X產品線用的技術，由于更節電，客戶容易用較高的電壓范圍來設計。從另一個角度，相比體硅，采用同樣的正向電壓，可以把性能/速度往上推高，而且沒有犧牲功耗。

　　Geoff Lees算了一筆賬：成本是很復雜的公式。3D的FINFET技術是很難做的，比如10nm時，一個FINFET里面有將近80-100層，現在我們用的四五十層的。盡管以后8nm或者7nm時成本會下來，但生產的復雜度是非常高的。那些FinFET技術對手機芯片等來說2020年左右能夠投產，對我們來說是5到7年之后才會到那個水平。

　　現在FD-SOI主流是28nm的，已經宣布有18nm的技術，前幾天剛剛宣布12nm。因此，從生產成本、生產復雜度看，FD-SOI 12nm會比很多FinFET好很多，較容易實現。