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SOI

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使用SOI工艺的Athlon X2处理器(S939)
使用SOI工艺的Athlon X2处理器(S939)

SOI全名为Silicon On Insulator,是指晶体管结构在绝缘体之上的意思,原理就是在硅晶体管之间,加入绝缘体物质,可使两者之间的寄生电容比原来的少上一倍。优点是可以较易提升时脉,并减少电流漏电英语Leakage (electronics)[a]成为省电的IC,在工艺上还可以省略部分光掩模以节省成本,因此不论在工艺上或是电路上都有其优势。此外,在SOI晶圆(SOI wafer)本身衬底的阻抗值的部分也会影响到元件的表现,因此后来也有公司在衬底上进行阻抗值的调整,达到射频元件(Radio frequency component、RF component)特性的提升。原本应通过交换器的电子,有些会钻入硅中造成浪费;SOI可防止电子流失,与补强一些原本Bulk wafer中CMOS元件的缺点。摩托罗拉宣称中央处理器可因此提升时脉20%,并减低耗电30%。除此之外,还可以减少一些有害的电气效应。还有一点,可以说是很多超频玩家所感兴趣的,那就是它的工作温度可高达300°C,减少过热的问题。

SOI一开始是由美商IBM公司的芯片部门投入开发,最早用于Macintosh电脑(MAC)的PowerPC G4处理器,除了IBM外,还有Motorola德州仪器TI)、NEC等公司投入SOI技术的开发工作,但是Intel公司拒绝在其处理器产品中使用SOI技术,因为其认为SOI技术容易影响晶圆品质与减低晶体管交换速度,并且SOI上接合点也会减少,也就是一般工艺中“漏电英语Leakage (electronics)”的缺点所烦恼。

SOI行业联盟是负责推广SOI技术,成员包括SOI技术的发明者IBM及一些半导体公司,例如AMDNVIDIA,而Intel并未加入该组织[1]

使用SOI技术的产品

IBM

  • Power 4
  • Power 5
  • Power 6
  • PowerPC G3
  • PowerPC 7400
  • Power PC

Sony

AMD

VIA

参考文献

脚注
  1. ^ 漏电流,leakage current,一般是由电路中的杂散寄生电容所产生,会造成额外的功率消耗,而且是在非正常工作模式下,所产生的电流;通常分为半导体元件漏电流、电源漏电流、电容漏电流和滤波器漏电流等,另外,亚阈值电流也属之。
引用
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SOI
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