物联网需求不断更新 芯片制造偏爱特色工艺

据Gartner的预测，到2020年，除智能手机、PC和平板电脑外，物联网终端出货量将达到300亿台/只，每年用于物联网终端上的芯片出货量将达到 450亿颗。如此巨大的市场前景，吸引了众多IC设计公司开发新产品。晶圆代工企业也瞄准了物联网的巨大商机，频频推出新技术，配合设计公司更快、更好地推出新一代芯片，助力物联网产业高速发展。华虹集团旗下上海华虹宏力半导体制造有限公司（以下简称“华虹宏力”）是全球领先的特色工艺晶圆制造企业。最近几年，其在差异化特色工艺上不断创新，以持续满足物联网市场芯片设计公司的需求，其技术通过了市场的检验，获得了众多客户的认可。

华虹宏力战略、市场与发展部科长李德红认为，物联网终端的核心功能可以概括为三点：“感知+智能化+连接”。“感知”是指通过一定的传感器，例如加速计、陀螺仪、压力传感器、光学传感器、触摸传感器、指纹传感器、3D人脸识别、声学传感器等，来感知外界或环境信号；通过微控制器（MCU）或应用处理器，运行特定的软件算法来进行运算或逻辑处理，再通过蓝牙、ZigBee、NFC、Wi-Fi、5G、NB-IoT等无线通信技术，进行数据的传输，从而实现物联网对终端或外界信号的处理与信息采集。华虹宏力的嵌入式存储器、模拟与电源管理、逻辑与射频、微机电系统（MEMS）等工艺平台，配合多项自有IP，能有效支持客户开发出高性价比、低功耗的MCU、通讯芯片、射频前端、电源、传感器等产品，亦可满足物联网独有的安全需求。

超低漏电eFlash平台 助力物联网MCU发展

Gartner报告显示，针对物联网市场， MCU于2020年的出货量将接近40亿颗，增幅远大于同期的FPGA/PLD、CPU、ASIC、MAP和ASSP。低功耗是制胜物联网应用的关键。华虹宏力专为物联网打造的0.11微米超低漏电（Ultra-Low-Leakage，ULL）嵌入式闪存（eFlash）工艺平台，具有超低功耗优势，其N/P 管静态漏电< 0.2 pA/μm，同时还支持RF-CMOS无线连接模块的集成。

图：华虹宏力0.11微米ULL eFlash平台参数可见，华虹宏力0.11微米平台的器件漏电甚至低于业界一些55纳米低功耗平台。此外，0.11微米ULL eFlash平台还支持低电压操作模式，可在1.5至1.2V电压下稳定工作，兼顾动态、静态功耗。SRAM IP设计时，低功耗和高速度较难平衡，需要设计者折衷考量。如果需要低功耗设计，就可以选择0.11um ULL SRAM，它的漏电电流只有0.18 um IBG工艺的5%。李德红指出，0.11um ULL平台SRAM的速度最高可达120MHz@512Kbits，能满足大部分物联网终端的需求。从eFlash IP的设计、工艺到测试，华虹宏力都有自主团队，经验丰富，可以为客户提供灵活的定制服务。

图：华虹宏力自有Flash IP的关键参数简介在智能卡市场，主要包括二代身份证、金融IC卡和SIM卡等，作为全球最大的智能卡芯片制造商，华虹宏力牢牢占据着领导者的位置。基于其嵌入式平台的银行卡已经通过了CC EAL5+、EMVCo和CQM等多项国际认证。在未来的物联网芯片中，增加安全方面的硬件模块很有必要：或者放在SoC中，或者在主芯片旁边单独设计一块安全芯片，来保障终端产品及其数据安全，这在华虹宏力的嵌入式平台上也已经实现。

万物互联时代 射频工艺与电源管理IC再发展相比基于砷化镓和蓝宝石衬底的射频开关设计，SOI技术可使客户获得优秀性能和扩展能力的同时，大幅降低成本，提高产品竞争力。近几年，SOI技术在射频开关上的优势已广为业界认可。针对射频应用，华虹宏力可提供硅衬底全系列工艺解决方案，包括 RF SOI、与逻辑工艺兼容的RF CMOS、SiGe BiCMOS以及IPD等技术。多家芯片厂商已在华虹宏力的RF SOI平台量产。其中，0.2微米射频SOI工艺设计套件（PDK）专为无线射频前端优化，颇受市场好评。华虹宏力现已发布第四代RF SOI FOM，并努力将射频工艺从0.2微米提升到0.13微米，以满足3G/4G（LTE）智能手机及未来5G移动通信的需求。

MS Research预测，从2016年到2020年，LED照明驱动IC的年复合成长率可高达17.1%。华虹宏力作为LED驱动芯片技术的领航企业，其highside驱动600V BCD技术已近开发完成，将适用于如电机驱动、智能家居等更广泛的应用领域。同时，整合BCD与OTP、MTP、eFlash工艺的新技术也正在研发，将为快充、无线充电等提供全新的解决方案。

MEMS传感器成长迅速，工艺创新不断根据Gartner数据，在物联网中，虽然处理运算芯片的销售额远超过传感和通信类芯片，但是在出货量上，传感器数量的需求更为巨大。华虹宏力已成功建设了三大MEMS工艺制造平台——体硅、表硅以及磁传感器平台，且可与现有的CMOS生产线完全兼容，能为客户代工量产气压传感器、加速度计、陀螺仪等产品。

持续创新，服务客户与物联网市场物联网市场对特色工艺有大量需求，华虹宏力可提供传感器、射频、MCU、安全芯片以及电源管理等晶圆代工解决方案。面对万物互联所带来的无限机遇，华虹宏力还将持续创新，朝着高集成度、低功耗、高性价比继续迈进，不断创新、优化解决方案。

图：华虹宏力物联网方案的生产工艺汇总在提供完整技术方案的同时，华虹宏力为更好满足客户日益增长的需求，一直致力于产能扩充，目前月总产能增至约17万片，并且公司还在持续拓展产能及差异化技术。未来，华虹宏力将立足本土，定位全球，为IC设计企业提供更好的服务和支持。