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三星|【芯观点】三星16nm MCU凭什么赢过台积电？( 二 )

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与两者在其他领域的比拼往往以三星追赶为基调不同 ， 作为当前全球存储器寡头 ， 三星在存储技术上自然更占优势 。 或许也正是由于此 ， 三星的MRAM进击之路 ， 比台积电走得更为激进 。 更令人惊讶的是 ， 除了三星 ， 台积电的最大竞争对手 ， 还有“代工老三”格芯 。
借力意法FD-SOI 三星eMRAM进驻MCU早有计划
说到这里 ， 对于为什么说三星16nm MCU的关键在于MRAM技术 ， 已经解释了一半 ， 即进入20nm以下领域 ， 除了eMRAM暂无他法 。 另一半则在于 ， 三星在MRAM技术上的布局由来已久 ， 而以eMRAM抢下MCU代工订单的图谋 ， 也有迹可循 。
在2002年开启MRAM研发工作后 ， 三星在2005年又率先开始了STT-MRAM的研发 ， 该技术后来被证明可以满足高性能计算领域对最后一级缓存的性能要求 ， 被认为是MRAM突破利基市场的利器 ， 已成为包括台积电在内的代工厂攻克MRAM的主要方向 。
在此之后 ， 成本和工艺的限制 ， 让三星的MRAM研发逐渐走向低调 ， 在这期间 ， 与FinFET技术齐名的FD-SOI ， 在以Leti、Soitec、意法半导体为代表的欧洲半导体科研机构和公司相继迎来技术突破 ， 快速发展 ， 为MRAM的商业化应用埋下了伏笔 。
2014年 ， 三星与意法半导体签订28nm FD-SOI技术多资源制造全方位合作协议 ， 授权三星在芯片量产中利用意法半导体的FD-SOI技术 。 也是在这一年 ， 三星成功生产了8Mb eMRAM ， 并利用28nmFDS ， 在2019年成功量产首款商用eMRAM 。
据三星介绍 ， 利用其28nmFDS工艺技术制作的eMRAM模块 ， 只要增加3个掩模 ， 就可以集成到芯片制造过程的后端 。 因此 ， 该模块被允许插入使用批量、FinFET或FD-SOI制造工艺生产的芯片中 ， 而不一定取决于所使用的前端制造技术 。
由此也可以看出 ， 三星与意法半导体早已在eMRAM领域进行了深入的绑定 ， 由此推测三星凭借eMRAM技术拿下意法半导体16nm MCU外包订单也顺理成章 。 另外 ， 从三星近年来的对外发言中也可知 ， 其对eMRAM应用至MCU早有计划 。
2017年 ， 三星与NXP达成代工合同 ， 从这一年起 ， NXP的IoT SoC i.MX系列将通过三星28nm FD-SOI工艺批量生产 ， 并计划2018年将三星的eMRAM嵌入式存储器技术将用于下一代SoC和MCU ， NXP也由此成为三星MCU代工的首个客户 。
2019年 ， 在三星推出首款商用eMRAM的同时即表示 ， MCU将是eMRAM的主要应用方向之一 ， 未来将继续扩大其嵌入式非易失性内存产品 ， 其中包括1gb eMRAM测试芯片 ， 并计划使用其18FDS工艺制造eMRAM ， 以及更先进的基于FinFET的节点 。
今年年初 ， 三星宣布将改进其MRAM的MTJ功能 ， 使其适合更多的应用 。 而在10月举行的第五届年度三星代工论坛上 ， 三星进一步表示 ， 其正在推进其14nm工艺 ， 下一代eMRAM的目标是MCU、物联网、可穿戴设备等应用 。
三星、格芯抢占先机 MRAM竞争态势扑朔迷离
与三星的“咄咄逼人”相比 ， 台积电在MRAM的声量不大 ， 起码相对于其在逻辑制程上的迅猛突破 ， 其MRAM优势并不突出 ， 但这并不代表台积电不重视 ， 占据七成MCU代工市场 ， 已经让台积电成为六大原厂之外 ， 最重视MCU制造的大厂之一 。
在2018年启动MRAM芯片的“风险量产”后 ， 台积电又在ISSCC 2020上发布了基于ULL 22nm CMOS工艺的32Mb嵌入式STT-MRAM ， 已完成技术验证、进入量产 ， 并将持续推进更先进制程的开发 ， 以支持下世代嵌入式存储MCU等应用 。
当时其进一步透露 ， 正为其16nm FinFET平台开发MRAM技术 ， 预计2021年第四季度开始提供类似闪存的配置风险生产 。 后一计划在今年又有了更为激进的转变 ， 台积电在5月举行的存储峰会上表示 ， 正寻求开发14/12nm的eMRAM 。

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