Digitale Logik und analoge Funktion hoher Dichte in einem Chip X-Fab: Erster BCD-on-SOI-Prozess mit 110 nm für Automotive-Chips

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X-FAB Semiconductor Foundries AG

Als laut eigenen Angaben erste Foundry hat X-Fab eine BCD-on-SOI-Technologie mit einem 110-nm-Prozessknoten eingeführt. Dieser XT011-Prozess zielt vor allem auf aktuelle Automobilanwendungen, die viel Datenverarbeitung benötigen.

Durch den Wechsel zu einem kleineren Prozessknoten bietet das neue BCD-on-SOI-Angebot (Bipolar CMOS-DMOS auf Silicon-on-Insulator) laut X-Fab die doppelte Dichte der Standardzellenbibliothek gegenüber der etablierten 180-nm-Halbleiterplattform des Herstellers. Außerdem würden 35% weniger Fläche für SONOS Embedded Flash-Implementierungen (Silicon Oxide Nitride Oxide Silicon) benötigt.

Eine weitere wichtige Eigenschaft sei der um mehr als 25% niedrige On-Widerstand (RDSon) der Hochspannungs-N-Kanal-Bauelemente. Mit der erheblich verbesserten thermischen Leistung ließen sich Hochstromanwendungen besser adressieren – die Performance entspräche dem, was man normalerweise von einem BCD-Bulk-Prozess erwarten würde.

Eigenschaften von SOI und DTI kombiniert

Laut X-Fab spiegelt die neue XT011-Plattform den wachsenden Bedarf an digitaler Integration und Verarbeitungsmöglichkeiten in analogen Anwendungen wider. Sie vereine die Eigenschaften von SOI und DTI (Deep Trench Isolation), so dass sich digitale Logik und analoge Funktionen mit hoher Dichte im Vergleich zu herkömmlichen BCD-Bauelementen leichter in einen einzigen Chip integrieren ließen. So ziele der XT011-Prozess in erster Linie auf Automobilanwendungen der nächsten Generation ab, die ein höheres Maß an Datenverarbeitungsfähigkeiten erfordern. Darüber hinaus biete er einen Weg zu kleinerer Geometrie für bestehende industrielle und medizinische Produkte.

Weitere Vorzüge sei die Möglichkeit, aufgrund der Robustheit des Prozesses Designs gemäß AEC-Q100 Grade 0 zu implementieren, mit hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber EMI in einem Betriebstemperaturbereich von -40 bis 175°C. Da keine parasitären bipolaren Effekte aufträten, ließe sich zudem das Risiko von Latch-Ups eliminieren, was die Betriebssicherheit weiter erhöhe.

Umfassendes Prozess-Design-Kit

Für den XT011-Prozess stellt X-Fab ein umfassendes Prozess-Design-Kit (PDK) sowie eine breite Palette von IP-Elementen wie SRAM, ROM, SONOS-basiertes Flash und Embedded EEPROM zur Verfügung – laut Anbieter alle Mittel, die Anwender benötigen, um "First-Time-Right"-Designs mit kurzer Markteinführungszeit zu realisieren.

„X-Fab ist bereits als die erste Foundry für BCD-on-SOI-Technologie bekannt, und die Tatsache, dass wir die ersten sind, die den Übergang zu 110 nm vollziehen, unterstreicht unsere Expertise in diesem Bereich“, erklärt X-Fab-CTO Jörg Doblaski. „Mit diesem automobilgerechten Prozess der nächsten Generation bieten wir unseren Kunden die Grundlage, die sie für die Herstellung anspruchsvoller, hochintegrierter analoger Produkte benötigen.“

Verfügbar wird der neue Prozess XT011 im X-Fab-Werk in Corbeil-Essonnes in der Nähe von Paris, die Serienproduktion soll in der zweiten Hälfte des Jahres 2023 beginnen. (cg)

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