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【原创】AI都卷到2nm了,为什么FD SOI却“重新火了”?

作者:电子创新网张国斌

在今天召开的第十一届上海FD-SOI论坛上,IBS CEO Handel jones在《AI对半导体行业增长的影响及FD-SOI的作用》演讲中指出,2028因存储于过剩可能会导致半导体行业遭遇小衰退。不过他表示半导体行业增长势头长期不变,到2030年市场总规模达到2.6 万亿美元,而到2035年市场总规模更是跃居到4.7万亿!

不过,听完他的演讲,我的感受是虽然目前AI芯片正在疯狂奔向2nm,甚至更先进的制程;但一个看起来有些“反常”的现象正在出现:FD SOI,这项曾经被先进制程光环掩盖的技术,正在重新获得关注。

这并不是因为2nm不重要了。

恰恰相反,AI训练和数据中心依然会持续推动先进制程、HBM和先进封装的发展。问题在于,真如Handel jones所言AI正在从数据中心走向另一个更大的世界——推理、终端和物理世界。

智能眼镜、机器人、汽车、智能手机,都需要AI。而这些设备需要的,并不是单纯“更多TOPS”。它们更在意功耗、实时响应、高频性能、可靠性、成本,以及能不能在有限的电池和散热条件下长期工作。

这正是FD SOI重新进入产业视野的原因。

国际商业战略公司(IBS)最新报告预测,全球半导体市场规模将从2026年的约1.59万亿美元增长至2030年的约2.59万亿美元,并在2035年达到约4.68万亿美元。报告同时认为,生成式AI、Agentic AI、Physical AI以及数字孪生将成为长期增长的重要驱动力。

但真正值得关注的是:这4.7万亿美元并不会全部流向2nm。

AI的下一场战争,不只是算力,而是Token成本

过去两年,AI半导体最清晰的增长逻辑是:模型越来越大,需要越来越多GPU。Handel jones表示但Agentic AI正在改变需求结构。AI Agent不是问一个问题、返回一个答案就结束,而是不断调用模型、规划任务、执行任务和再次推理。

这意味着,未来AI基础设施需要处理的不是越来越大的模型本身,而是越来越多的Token。IBS预计,数据中心企业2026年的资本开支将达到约1.1万亿美元,2027年仍可能维持较高水平。报告同时强调,未来AI产业需要不断降低Token生成成本。

Handel jones的报告给出的一个数据很有冲击力:Hopper架构H200系统每百万Token的计算成本约4.20美元,Blackwell GB300 NVL72约0.12美元,而Rubin平台的目标则进一步下降到约0.01美元。也就是说,AI基础设施正在从“追求最大算力”,转向“追求最低Token成本”。

这会直接改变芯片设计。因为当推理成为越来越重要的工作负载之后,计算、存储、带宽、功耗和数据搬运之间的平衡,比单纯的峰值算力更加重要。

Handel jones判断未来推理架构会越来越重视SRAM,同时在部分场景中利用NAND辅助处理器完成decode,并预计LPDDR5X、LPDDR6等低功耗存储会在推理场景中发挥更大作用。

这意味着一个重要变化:AI正在从“先进制程驱动的算力竞赛”,变成“整个半导体系统的效率竞赛”。而这恰恰给特色工艺留下了空间。

AI越走向物理世界,为什么越需要FD SOI?

如果说GPU代表的是AI的“数字世界”,那么机器人、汽车、智能眼镜代表的就是AI的“物理世界”。两者对芯片的要求完全不同。数据中心可以拥有庞大的供电系统和散热系统,可以不断增加GPU和服务器数量。

但一副眼镜不行,一个机器人也不行,一辆汽车更不行。这些设备必须在有限功耗下持续完成感知、计算、通信和控制。因此,当AI进入物理世界后,芯片的评价体系开始发生变化:低功耗本身就是性能的一部分。

这也是FD SOI值得重新审视的地方。

Handel jones认为,FD SOI相比Bulk CMOS和FinFET,在低功耗和高频性能方面具有优势;GlobalFoundries的22FDX已经进入高量产阶段,并在汽车等应用中体现出相应优势。报告还指出,FD SOI在高频应用中具有潜力,截止频率有望超过500GHz,同时保持较好的线性度。

目前FD SOI已经形成28nm、22nm以及向18nm演进的技术路线,其中22nm已经实现高量产,18nm正在接近量产。

这里最重要的不是“18nm能不能打败2nm”,因为它根本不是同一场比赛。2nm解决的是极致计算密度和性能功耗比的问题;FD SOI更适合解决的是,在不追求极致晶体管密度的情况下,如何获得低功耗、高频、可靠性和成本之间的平衡。

这正是Physical AI大量芯片需要解决的问题。

在随后的演讲中,格罗方德首席执行官Tim Breen在演讲中也持有同样的观点,他认为低功耗、射频性能以及可以集成存储都让FD-SOI工艺非常适合Physical需求。

FD SOI真正的机会,可能在“AI+传感器”

在前几届FD-SOI论坛中,芯原股份董事长 CEO兼总裁戴伟民博士就一直在布道这个观点,他说FD-SOI非常适合传感器,未来机器人、汽车和智能眼镜中的AI,并不是一个NPU独立完成所有工作。它前面连接的是摄像头、毫米波雷达、IMU、麦克风等传感器;后面连接的是电机、显示、通信、电源管理等系统。

这意味着Physical AI需要的是一个复杂的异构计算体系:感知芯片 + MCU/CPU + NPU/GPU + 模拟/射频 + 连接 + 电源管理。

在这个体系中,有大量芯片并不需要使用最先进的逻辑制程。它们需要的是:低功耗、高频、模拟性能、可靠性、成熟供应链以及足够低的成本。FD SOI的价值由此显现出来。

所以,FD SOI的“复兴”并不是先进制程的退潮,而是AI应用边界扩大之后,半导体技术栈本身变宽了。这也是为什么机器人可能成为FD SOI的新战场

Handel jones指出与体硅CMOS或FinFET相比,FD SOI具有更低的功耗和更优异的高频性能。GlobalFoundries已通过22nm FD SO(22FDX)验证了FD SOI的优势,并于2025年提供了大量的晶圆。此外FD SOI具有有效的抗粒子干扰能力,适用于汽车和其他应用。 FD SOI非常适用于高频应用。截止频率可能超过500GHz,并具有良好的线性度。采用FD SOI的Wi-Fi 7和Wi-Fi 8可能比其他技术具有更低的功耗。

他指出目前FD SOI有三个技术节点:28nm:量产; 22nm:大规模量产;18nm:接近量产;FD SOI的关键问题在于衬底和晶圆加工能力。FD SOI 具有非常好的增长潜力:他指出格罗方德的 22FDX 工艺表现非常出色;下一代 FD SOI 工艺的市场潜力比 22FDX 更大;意法半导体的 18nm FD SOI 工艺预计将实现增长。

Handel jones对Physical AI的判断相当积极,他预测全球人形机器人产量将从2026年的约11.4万台增长至2035年的约1178万台,其中中国市场约883万台。报告同时认为,中国企业在机器人领域具有较强技术基础。

如果机器人真的进入百万乃至千万级规模,那么芯片需求就不会只有一颗AI主控芯片。每一个机器人都需要大量传感、控制、通信和电源管理芯片。

更重要的是,机器人不能像数据中心服务器一样依赖巨大的供电和散热系统。它必须“省电”。它还必须“实时”。这使得FD SOI这样的工艺具备了一个新的产业逻辑:它不需要成为最强的计算工艺,只需要成为特定物理AI场景下更合适的工艺。

但FD SOI的真正瓶颈,也越来越明显

当然,FD SOI重新受到关注,并不意味着它已经进入全面爆发期。恰恰相反,Handel jones指出,FD SOI未来最大的约束之一可能不是技术,而是衬底和制造产能。

FD SOI需要SOI衬底,而衬底成本和供应能力将直接影响其规模化应用;与此同时,晶圆加工能力也需要同步扩大。

这实际上暴露了AI时代半导体产业一个非常重要的变化。以前行业讨论“先进制程”,更多讨论晶体管、EUV、GAA和背面供电。现在随着AI需求不断扩散,产业真正面对的问题越来越复杂:有没有晶圆?有没有封装?有没有HBM?有没有SOI衬底?有没有光互联?有没有足够的制造设备?

IBS预计,2026年主要半导体企业资本开支将达到约2584亿美元,同比增长58.3%,WFE约占半导体资本开支的70%。这意味着,AI带来的并不是一条“所有芯片向2nm迁移”的单向通道,而是一场制造能力的全面扩张。

AI正在把半导体重新分成两条路

到这里,FD SOI重新受到关注的逻辑就比较清楚了。一条路,是数据中心,模型越来越大,推理越来越多,Token数量不断增加,于是需要更先进的逻辑制程、更高带宽存储、更先进封装和更高速互联。

另一条路,是物理世界。AI进入汽车、机器人、智能眼镜和手机之后,芯片需要在有限的功耗和成本下完成感知、计算和控制。

前者需要“更强”,后者需要“更合适”。而FD SOI的机会,就在后者。这也解释了为什么一个看起来并不“先进”的22nm/18nm技术,在AI时代反而可能获得新的市场空间。

真正的“先进”,正在被重新定义

过去半导体产业对先进的理解非常简单:7nm比14nm先进,5nm比7nm先进,2nm又比3nm先进。但AI正在改变这种单一的技术评价体系。对于一块数据中心AI加速器来说,2nm可能非常重要。

但对于一颗长期工作的机器人控制芯片、一颗智能眼镜里的无线连接芯片、一颗汽车传感与处理芯片来说,决定产品竞争力的可能是功耗、频率、可靠性、模拟性能和成本。

节点数字只是工艺先进性的一个维度。AI真正带来的变化,是把半导体从过去高度集中的“先进制程竞赛”,重新拉回到一个更加复杂的系统竞争。

因此,FD SOI的机会并不是“卷赢2nm”。而是:当AI从数据中心走向现实世界之后,终于有人开始重新问一个问题——这颗芯片真的需要2nm吗?如果答案是否定的,那么FD SOI这样的特色工艺,就有了自己的位置。而这可能才是AI给半导体产业带来的一个更有意思的变化--AI没有让所有芯片都变得更“先进”,而是让更多不同的芯片重新变得有价值,AI真正改变的,不只是芯片需求量,而是半导体产业对于“什么样的芯片才有价值”的定义。

Handel jones特别强调中国企业利用FD SOI技术开发物理人工智能应用具有诸多优势。例如:智能眼镜、智能手表、机器人(预计到2035年,人形机器人数量将超过800万台)、汽车电子产品等,关键问题在于物流供应链。

戴伟民在演讲中也指出从市场维度看,汽车电子、IoT与可穿戴设备、边缘AI、5G/6G及卫星通信雷达,构成FD-SOI四大核心应用阵地,市场需求持续向上。FD-SOI的价值释放离不开设计者充分用好自适应体偏置等核心特性;产业做大,更需要衬底材料、晶圆制造、IP设计、终端系统、科研机构全链条协同发力。

截止目前,上海FD-SOI论坛历经十一届,十一年了,中国FD-SOI的完整产业链也将形成闭环,期待在Physical AI爆发的风口,中国FD-SOI产业发挥出巨大的商业价值!

这是发稿前一个产业朋友发来的信息,真是英雄所见略同!

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