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三星|【芯觀點】三星16nm MCU憑什么贏過臺積電？( 二 )

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與兩者在其他領域的比拼往往以三星追趕為基調不同 ， 作為當前全球存儲器寡頭 ， 三星在存儲技術上自然更占優勢 。 或許也正是由于此 ， 三星的MRAM進擊之路 ， 比臺積電走得更為激進 。 更令人驚訝的是 ， 除了三星 ， 臺積電的最大競爭對手 ， 還有“代工老三”格芯 。
借力意法FD-SOI 三星eMRAM進駐MCU早有計劃
說到這里 ， 對于為什么說三星16nm MCU的關鍵在于MRAM技術 ， 已經解釋了一半 ， 即進入20nm以下領域 ， 除了eMRAM暫無他法 。 另一半則在于 ， 三星在MRAM技術上的布局由來已久 ， 而以eMRAM搶下MCU代工訂單的圖謀 ， 也有跡可循 。
在2002年開啟MRAM研發工作后 ， 三星在2005年又率先開始了STT-MRAM的研發 ， 該技術后來被證明可以滿足高性能計算領域對最后一級緩存的性能要求 ， 被認為是MRAM突破利基市場的利器 ， 已成為包括臺積電在內的代工廠攻克MRAM的主要方向 。
在此之后 ， 成本和工藝的限制 ， 讓三星的MRAM研發逐漸走向低調 ， 在這期間 ， 與FinFET技術齊名的FD-SOI ， 在以Leti、Soitec、意法半導體為代表的歐洲半導體科研機構和公司相繼迎來技術突破 ， 快速發展 ， 為MRAM的商業化應用埋下了伏筆 。
2014年 ， 三星與意法半導體簽訂28nm FD-SOI技術多資源制造全方位合作協議 ， 授權三星在芯片量產中利用意法半導體的FD-SOI技術 。 也是在這一年 ， 三星成功生產了8Mb eMRAM ， 并利用28nmFDS ， 在2019年成功量產首款商用eMRAM 。
據三星介紹 ， 利用其28nmFDS工藝技術制作的eMRAM模塊 ， 只要增加3個掩模 ， 就可以集成到芯片制造過程的后端 。 因此 ， 該模塊被允許插入使用批量、FinFET或FD-SOI制造工藝生產的芯片中 ， 而不一定取決于所使用的前端制造技術 。
由此也可以看出 ， 三星與意法半導體早已在eMRAM領域進行了深入的綁定 ， 由此推測三星憑借eMRAM技術拿下意法半導體16nm MCU外包訂單也順理成章 。 另外 ， 從三星近年來的對外發言中也可知 ， 其對eMRAM應用至MCU早有計劃 。
2017年 ， 三星與NXP達成代工合同 ， 從這一年起 ， NXP的IoT SoC i.MX系列將通過三星28nm FD-SOI工藝批量生產 ， 并計劃2018年將三星的eMRAM嵌入式存儲器技術將用于下一代SoC和MCU ， NXP也由此成為三星MCU代工的首個客戶 。
2019年 ， 在三星推出首款商用eMRAM的同時即表示 ， MCU將是eMRAM的主要應用方向之一 ， 未來將繼續擴大其嵌入式非易失性內存產品 ， 其中包括1gb eMRAM測試芯片 ， 并計劃使用其18FDS工藝制造eMRAM ， 以及更先進的基于FinFET的節點 。
今年年初 ， 三星宣布將改進其MRAM的MTJ功能 ， 使其適合更多的應用 。 而在10月舉行的第五屆年度三星代工論壇上 ， 三星進一步表示 ， 其正在推進其14nm工藝 ， 下一代eMRAM的目標是MCU、物聯網、可穿戴設備等應用 。
三星、格芯搶占先機 MRAM競爭態勢撲朔迷離
與三星的“咄咄逼人”相比 ， 臺積電在MRAM的聲量不大 ， 起碼相對于其在邏輯制程上的迅猛突破 ， 其MRAM優勢并不突出 ， 但這并不代表臺積電不重視 ， 占據七成MCU代工市場 ， 已經讓臺積電成為六大原廠之外 ， 最重視MCU制造的大廠之一 。
在2018年啟動MRAM芯片的“風險量產”后 ， 臺積電又在ISSCC 2020上發布了基于ULL 22nm CMOS工藝的32Mb嵌入式STT-MRAM ， 已完成技術驗證、進入量產 ， 并將持續推進更先進制程的開發 ， 以支持下世代嵌入式存儲MCU等應用 。
當時其進一步透露 ， 正為其16nm FinFET平臺開發MRAM技術 ， 預計2021年第四季度開始提供類似閃存的配置風險生產 。 后一計劃在今年又有了更為激進的轉變 ， 臺積電在5月舉行的存儲峰會上表示 ， 正尋求開發14/12nm的eMRAM 。

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