MCU與MPU跨界，滿足IoT與人機(jī)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(huì),NXP資深副總裁兼MCU業(yè)務(wù)線總經(jīng)理Geoff Lees、NXP MCU產(chǎn)品線全球資深產(chǎn)品經(jīng)理曾勁濤先生主持了會(huì)議。

　　會(huì)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(lái)三五年80%的產(chǎn)品出自FD-SOI。會(huì)上還發(fā)布了號(hào)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(guó)定義、設(shè)計(jì)和制造的，實(shí)現(xiàn)了該公司在中國(guó)定義、設(shè)計(jì)和制造的承諾。

　　IoT與人機(jī)接口是增長(zhǎng)亮點(diǎn)

　　據(jù)IHS的分析，從2015到2020年，中國(guó)的嵌入式應(yīng)用市場(chǎng)將增長(zhǎng)1.6倍，比全球市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度快2倍(如上圖)。

　　原因之一是中國(guó)的家電、汽車、工業(yè)等市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，驅(qū)動(dòng)因素當(dāng)屬物聯(lián)網(wǎng)(IoT)。“中國(guó)正涌現(xiàn)越來(lái)越多的新應(yīng)用，中國(guó)不只是像過(guò)去一樣做簡(jiǎn)化版、低價(jià)格的產(chǎn)品，而且有很多新的創(chuàng)意、新的應(yīng)用是在中國(guó)開(kāi)始。”例如共享單車、共享充電寶等?；诖耍琋XP 50%的業(yè)務(wù)來(lái)自中國(guó)，如果加上其他海外公司在中國(guó)的制造和設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)，NXP在華業(yè)務(wù)占70%。NXP也是中國(guó)最大的MCU供應(yīng)商。

　　在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，NXP看好的一個(gè)新亮點(diǎn)是從2017年開(kāi)始，人們對(duì)更好的人機(jī)界面需求越來(lái)越多。以前的許多產(chǎn)品是用于按鈕控制，現(xiàn)在很多應(yīng)用場(chǎng)合要有屏，而且最好是觸控屏，這促使NXP i.MX產(chǎn)品的需求增長(zhǎng)。未來(lái)人通過(guò)聲音和手勢(shì)就可以控制家電等很多產(chǎn)品，例如在家里一個(gè)喇叭可以成為控制所有東西的入口。在汽車應(yīng)用中，車內(nèi)麥克風(fēng)和頭上的攝像頭可以根據(jù)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(fèi)很多投資在視頻的編/解碼(CODEC)方面，以使音視頻產(chǎn)品成本降低?！皬膫鹘y(tǒng)意義的控制到現(xiàn)在的娛樂(lè)系統(tǒng)(圖像、聲音、手勢(shì)識(shí)別)，預(yù)計(jì)明年會(huì)看到我們很低端的產(chǎn)品也具有聲控和很高的計(jì)算能力，做到聲音、圖像和手勢(shì)識(shí)別?！盙eoff Lees指出。

　　看好FD-SOI路線

　　眾所周知，F(xiàn)D-SOI是新一代半導(dǎo)體制程工藝，較適合低功耗與成本敏感型應(yīng)用，特點(diǎn)是特殊材料、普通工藝。與FD-SOI相對(duì)應(yīng)的FinFET是普通材料、特殊工藝。

　　NXP不甘當(dāng)吃瓜的群眾，率先嘗試FD-SOI技術(shù)生產(chǎn)i.MX 7和i.MX 8。過(guò)去幾年里，NXP已投資在FD-SOI技術(shù)上，目前在MCU與MPU上的投資一半是基于FD-SOI，在接下來(lái)的三五年，80%的新產(chǎn)品都會(huì)采用FD-SOI工藝，其余20%的產(chǎn)品在FinFET。

　　之所以選擇FD-SOI，有三個(gè)原因。1.成本和性能的平衡。2.FD-SOI有很強(qiáng)的集成能力，在這個(gè)技術(shù)上更容易實(shí)現(xiàn)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(duì)自己的應(yīng)用對(duì)功耗和速度的要求，匹配相應(yīng)的工藝設(shè)置，從而設(shè)計(jì)出多樣化的產(chǎn)品。

　　如下圖，左側(cè)線是傳統(tǒng)的平面bulk設(shè)計(jì)理念，客戶會(huì)根據(jù)對(duì)功耗的要求選工藝節(jié)點(diǎn)(橙色和藍(lán)色線點(diǎn))及其設(shè)計(jì)庫(kù)，如果用戶想設(shè)計(jì)高性能/高速的產(chǎn)品，必須要跳到另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)及選擇另外的設(shè)計(jì)技術(shù)。

　　綠色斜線是FD-SOI的路線圖，可見(jiàn)相比傳統(tǒng)的Bulk技術(shù)(注：Bulk是平面體硅，此外還有3D體硅FinFET)有更寬的節(jié)點(diǎn)選擇范圍，給用戶更多的設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)選擇。中間的綠斜線是i.MX 8X產(chǎn)品線用的技術(shù)，由于更節(jié)電，客戶容易用較高的電壓范圍來(lái)設(shè)計(jì)。從另一個(gè)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(méi)有犧牲功耗。

　　Geoff Lees算了一筆賬：成本是很復(fù)雜的公式。3D的FINFET技術(shù)是很難做的，比如10nm時(shí)，一個(gè)FINFET里面有將近80-100層，現(xiàn)在我們用的四五十層的。盡管以后8nm或者7nm時(shí)成本會(huì)下來(lái)，但生產(chǎn)的復(fù)雜度是非常高的。那些FinFET技術(shù)對(duì)手機(jī)芯片等來(lái)說(shuō)2020年左右能夠投產(chǎn)，對(duì)我們來(lái)說(shuō)是5到7年之后才會(huì)到那個(gè)水平。

　　現(xiàn)在FD-SOI主流是28nm的，已經(jīng)宣布有18nm的技術(shù)，前幾天剛剛宣布12nm。因此，從生產(chǎn)成本、生產(chǎn)復(fù)雜度看，F(xiàn)D-SOI 12nm會(huì)比很多FinFET好很多，較容易實(shí)現(xiàn)。