物聯網前景廣闊，晶元製造為何偏愛特色工藝？

據Gartner的預測，到2020年，除智能手機、PC和平板電腦外，物聯網終端出貨量將達到300億台/只，每年用於物聯網終端上的晶元出貨量將達到 450億顆。如此巨大的市場前景，吸引了眾多IC設計公司開發新產品。晶圓代工企業也瞄準了物聯網的巨大商機，頻頻推出新技術，配合設計公司更快、更好地推出新一代晶元，助力物聯網產業高速發展。

華虹集團旗下上海華虹宏力半導體製造有限公司（以下簡稱「華虹宏力」）是全球領先的特色工藝晶圓製造企業。最近幾年，其在差異化特色工藝上不斷創新，以持續滿足物聯網市場晶元設計公司的需求，其技術通過了市場的檢驗，獲得了眾多客戶的認可。

華虹宏力戰略、市場與發展部科長李德紅認為，物聯網終端的核心功能可以概括為三點：「感知+智能化+連接」。「感知」是指通過一定的感測器，例如加速計、陀螺儀、壓力感測器、光學感測器、觸摸感測器、指紋感測器、3D人臉識別、聲學感測器等，來感知外界或環境信號；通過微控制器（MCU）或應用處理器，運行特定的軟體演算法來進行運算或邏輯處理，再通過藍牙、ZigBee、NFC、Wi-Fi、5G、NB-IoT等無線通信技術，進行數據的傳輸，從而實現物聯網對終端或外界信號的處理與信息採集。

華虹宏力的嵌入式存儲器、模擬與電源管理、邏輯與射頻、微機電系統（MEMS）等工藝平台，配合多項自有IP，能有效支持客戶開發出高性價比、低功耗的MCU、通訊晶元、射頻前端、電源、感測器等產品，亦可滿足物聯網獨有的安全需求。

Gartner報告顯示，針對物聯網市場， MCU於2020年的出貨量將接近40億顆，增幅遠大於同期的FPGA/PLD、CPU、ASIC、MAP和ASSP。低功耗是制勝物聯網應用的關鍵。華虹宏力專為物聯網打造的0.11微米超低漏電（Ultra-Low-Leakage，ULL）嵌入式快閃記憶體（eFlash）工藝平台，具有超低功耗優勢，其N/P 管靜態漏電< 0.2 pA/μm，同時還支持RF-CMOS無線連接模塊的集成。

圖：華虹宏力0.11微米ULL eFlash平台參數

可見，華虹宏力0.11微米平台的器件漏電甚至低於業界一些55納米低功耗平台。此外，0.11微米ULL eFlash平台還支持低電壓操作模式，可在1.5至1.2V電壓下穩定工作，兼顧動態、靜態功耗。

SRAM IP設計時，低功耗和高速度較難平衡，需要設計者折衷考量。如果需要低功耗設計，就可以選擇0.11um ULL SRAM，它的漏電電流只有0.18 um IBG工藝的5%。李德紅指出，0.11um ULL平台SRAM的速度最高可達120MHz@512Kbits，能滿足大部分物聯網終端的需求。

從eFlash IP的設計、工藝到測試，華虹宏力都有自主團隊，經驗豐富，可以為客戶提供靈活的定製服務。

圖：華虹宏力自有Flash IP的關鍵參數簡介

在智能卡市場，主要包括二代身份證、金融IC卡和SIM卡等，作為全球最大的智能卡晶元製造商，華虹宏力牢牢佔據著領導者的位置。基於其嵌入式平台的銀行卡已經通過了CC EAL5+、EMVCo和CQM等多項國際認證。在未來的物聯網晶元中，增加安全方面的硬體模塊很有必要：或者放在SoC中，或者在主晶元旁邊單獨設計一塊安全晶元，來保障終端產品及其數據安全，這在華虹宏力的嵌入式平台上也已經實現。

相比基於砷化鎵和藍寶石襯底的射頻開關設計，SOI技術可使客戶獲得優秀性能和擴展能力的同時，大幅降低成本，提高產品競爭力。近幾年，SOI技術在射頻開關上的優勢已廣為業界認可。

針對射頻應用，華虹宏力可提供硅襯底全系列工藝解決方案，包括 RF SOI、與邏輯工藝兼容的RF CMOS、SiGe BiCMOS以及IPD等技術。多家晶元廠商已在華虹宏力的RF SOI平台量產。其中，0.2微米射頻SOI工藝設計套件（PDK）專為無線射頻前端優化，頗受市場好評。

華虹宏力現已發布第四代RF SOI FOM，並努力將射頻工藝從0.2微米提升到0.13微米，以滿足3G/4G（LTE）智能手機及未來5G移動通信的需求。

MS Research預測，從2016年到2020年，LED照明驅動IC的年複合成長率可高達17.1%。華虹宏力作為LED驅動晶元技術的領航企業，其highside驅動600V BCD技術已近開發完成，將適用於如電機驅動、智能家居等更廣泛的應用領域。同時，整合BCD與OTP、MTP、eFlash工藝的新技術也正在研發，將為快充、無線充電等提供全新的解決方案。

MEMS感測器成長迅速，工藝創新不斷

根據Gartner數據，在物聯網中，雖然處理運算晶元的銷售額遠超過感測和通信類晶元，但是在出貨量上，感測器數量的需求更為巨大。華虹宏力已成功建設了三大MEMS工藝製造平台——體硅、表硅以及磁感測器平台，且可與現有的CMOS生產線完全兼容，能為客戶代工量產氣壓感測器、加速度計、陀螺儀等產品。

物聯網市場對特色工藝有大量需求，華虹宏力可提供感測器、射頻、MCU、安全晶元以及電源管理等晶圓代工解決方案。面對萬物互聯所帶來的無限機遇，華虹宏力還將持續創新，朝著高集成度、低功耗、高性價比繼續邁進，不斷創新、優化解決方案。

圖：華虹宏力物聯網方案的生產工藝匯總

在提供完整技術方案的同時，華虹宏力為更好滿足客戶日益增長的需求，一直致力於產能擴充，目前月總產能增至約17萬片，並且公司還在持續拓展產能及差異化技術。未來，華虹宏力將立足本土，定位全球，為IC設計企業提供更好的服務和支持。

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