文 观察者网心智观察所
在2014年前后这段时期，法国的SOI衬底材料领域的龙头企业，正遭遇其公司自身历史进程里最为艰难的时段点。鉴于FD-SOI市场长时间未能展示出足够强劲的增长态势，处于起量阶段的迟缓期间，这家拥有独门Smart-cur技术的法国公司一方，一度面临资金链断裂这样严峻的危机状况，而必须要依赖法国国家政府部门所提供的贷款，才能够得以维持公司日常连续性的运营行为。
在这同一时间，中国的国家集成电路产业投资基金，也就是“大基金”，才刚刚成立，并在全球范围之内寻觅投资的目标。依据芯原股份创始人戴伟民博士的回忆，那时大基金的考察团原本有获得投资的机会，考察团里有人讲了一句之后流传很广的话：
“做是等死，做FD-SOI是找死。”
当时国内产业界有着一种普遍认知，这种认知深刻反映在对FD-SOI上，当时它已成为绝对主流，并且在形成技术有序迭代的状况下，中国大陆半导体要是追着技术路线跑，或许就会永远相差一步棋，当时普遍存在这样的焦虑：“为什么我们投入的钱越来越多，和西方的差距却反而不见缩小？”可是，另一条路，也就是逆势押注FD-SOI，似乎是一条看不到出路的死胡同。
如今，是十年之后的这个日子，正当全球半导体产业格局因地缘政治而产生剧烈重构之际，正当中国芯片产业在先进制程领域碰到“卡脖子”困境之时，这条曾经被主流产业给抛弃掉的技术路线，正以一种出人意料的形式，为中国半导体产业开启一扇新的窗户。
技术路线的分岔：同一个问题，两种解法
要明白这场技术路线出现分歧的深层意义，就得追溯到二十世纪末发生的那场危机 。
在公元1999年的时候，美国国防部高级研究计划局也就是那个DARPA，资助了一项有着雄心勃勃目标的研究项目，其目的在于探索CMOS技术究竟怎样去突破25纳米的物理极限。在那个时候啊，整个半导体行业都被笼罩在了一片充满悲观情绪的氛围之中。按照当时所做的技术预测，当晶体管的栅极长度渐渐逼近20纳米之际，传统的平面结构将会完全失效，电子就如同那些不听话的孩子一般会到处乱跑乱窜，漏电问题会致使芯片变成一块只会发热的废铁 。
带头开展这个研究项目的，是那位任职于加州大学伯克利分校，名为胡正明的教授。这位后来被称作“摩尔定律续命人”的华人科学家，引领其随同团队给出了两种有着显著区别的解决办法。
以一种较为通俗的比方去领会，设想你手里正握着一根持续变得愈发细的那种水管，此时水流变得越发不容易把控，老是会从手指的缝隙间渗漏出去。那该怎么去解决这个问题呢？
第一种办法是把水管竖起来，你的手指能够从三面包裹住水管，因接触面积增大，控制力自然而然就变强；这便是核心思想，将原本平躺的晶体管沟道竖起来，形成一个仿若鱼鳍般的三维结构，使栅极能够从三面包裹住沟道，大幅增强对电流的控制能力，（如下图）。
第二种办法是，在水管下面垫一层绝缘材料，哪怕水流有往下渗漏的想法，也会被这层当作“防水垫”的东西挡住。这便是FD - SOI的逻辑，在晶体管下方嵌入一层超薄的绝缘氧化层，也就是埋氧层，如下图所示，并且把顶层的硅膜做得极薄，使得整个沟道处于“全耗尽”状态，从根本上切断漏电通路。
对于两种方案而言，它们各有各出色之处。其中一种方案的优势是，它跟传统工艺的兼容性更佳，能够沿袭大部分现有的设备；而FD - SOI方案的优势在于，它保留了平面结构的简洁特性，具有的工艺步骤更少，并且它具备一项独特的“杀手锏”，也就是背面偏置技术，可以凭借调整衬底电压来动态操控晶体管的性能以及功耗，这在像物联网、射频芯片等，对功耗较为敏感的领域有着极大的应用价值。
技术本身是中立的，但产业的选择从来不是。
胡正明教授团队，在1999年时发表了研究成果，于2000年又公布了FD - SOI的技术方案。依照他的设想，这两条路线，是完全能够并行发展的，且各自服务于不同的应用场景。然而，产业界的反应，却出乎意料地呈现一边倒的态势。
问题在于，FD - SOI对衬底材料有着苛刻要求，要使这种技术正常运作，顶层硅膜的厚度得控制在极薄且极均匀的程度，用戴伟民博士的比喻来讲，就是“飞机从巴黎飞到上海，整个过程里上下波动不能超过15毫米”，这种精度要求在当时看来近乎是天方夜谭。
更具关键性的是，能够予以这种高品质 SOI 衬底的厂商数量极少。法国的公司持有一项称作 Smart-Cut 的独特技术，能够制造出符合要求的超薄硅膜。不过对于当时处于鼎盛时期的英特尔而言，把如此核心的材料供应链关键交给一家“法式小公司”，在战略层面是难以被接纳的。
还有一个被忽略的因素，在2000年代初期的时候，CPU市场主要是以数字逻辑电路为主的，射频功能并非是芯片设计的重点所在，FD-SOI在射频集成方面具备的优势，在那个时期还没有得到充分的认知。
因此，英特尔作出了有着重大影响的决策，竭尽全力进行押注，完全避开采用SOI衬底的技术路径。
后续接着发生的事儿，差不多近乎是一次产业链方面的“多米诺效应”。台积电长久以来所秉持的策略是跟随着领先者，即英特尔往哪方向前行，台积电便紧接着跟在后面。在英特尔于2011年率先开展22纳米工艺的量产之际，台积电快速进行了跟进，三星同样也不愿落在后面。设备生产厂商、材料供应商家、EDA工具开发商纷纷对研发方向作出调整，整个产业生态快速朝着……倾斜。
戴伟民博士，于回忆这段历史之际，感慨之情难以言表，说道：“英特尔一旦撤离，台积电随即也撤离了。整个产业链之中，设备、材料以及 IP 全都出现了倾向。”。
仅仅只是产业博弈里，FD-SOI输给了生态系统的力量，并非技术存在失败之处，然而它却被推到了历史的边缘 。
命运的转折：中国资本与法国技术的相遇
虽然大基金的考察团与的故事告一段落，但事情并没有就此结束。
2016年，有个叫上海硅产业投资有限公司的（它是沪硅产业的前身），以一种更甚务实些的方式掺和进了这场博弈。他们没想着去“赌”哪条技术路线能胜出，而是借助资本纽带，跟一家公司建立了战略合作关系，还认购了这家公司大概14.5%的股份。
这笔投资，其意义较财务回报而言，远远超出，它为中国半导体产业开启了一扇通向SOI技术世界的门；此后，沪硅产业旗下的上海新傲科技获得了最为核心的Smart - Cut技术授权，进而成为全球仅有的四家具备该技术的企业当中的一个。
戴伟民博士清晰地回忆着那些年份，每年于上海开展的FD - SOI论坛存在着一个传统，晚宴会被安排在一条船上举办，他针对此安排的寓意以“We are on the same boat”来作出解释，意思是我们处于同一艘命运之船之上 。
戴伟民博士在前几天衬底愿景峰会上做了演讲
于危难之际被挽救，这其中中国资本的注入起到很大作用，并且还间接使得法国政府对这家公司的支持更坚定了方向。现在再回首去看，当年进行了的那笔投资，其回报已超过了十倍之多。更为关键重要的是，它为中国在FD-SOI领域建立能自主掌控的能力埋下了发展的种子。
于半导体产业的版图里头，同 FD-SOI 向来并非单纯的好坏之争，却是各异应用场景之内的适配之选。
它所展现出的优势体现于达到极致程度的性能以及集成密度方面，在手机处理器、高性能计算芯片这诸多领域当中，是没有其他更好选择的。然而，它同样存在着显著的不足之处：工艺复杂程度很高，制造所需成本极为昂贵，对于先进设备的依赖程度非常高。从14纳米这个标准再往下，每向前推进一个微小节点，所需要投入的资金数额都要以百亿美元作为计算单位。更为关键的要点在于，最为先进的制造能力高度集中于台积电、三星以及英特尔这三家企业手中，并且这些产能对于中国大陆企业而言的可获取性正在以极快的速度下降。
FD - SOI呈现出全然不一样的特性，它留存了平面工艺的简洁特质，其制造步骤相较于同等性能的工艺而言，减少达30%以上，并且对光刻设备的要求也相对较为宽松，一条22纳米FD - SOI产线的投资额，大概仅仅是同等产能14纳米产线投资额的三分之一至一半。
尤为关键的是，FD - SOI于功耗管控层面具备与生俱来的优势，借助背面偏置技术，设计师能够在芯片运作进程里动态调控功耗以及性能，在需要高性能之际“踏下油门踏板”，处于空闲状态时“松开脚制动装置”，此项能力在物联网传感器、可穿戴装置、汽车电子等对续航颇为敏感的应用当中极具意义。
此外，FD - SOI在射频性能上面的优势格外显著，因为平面结构所具有的寄生电容更低，所以FD - SOI晶体管能够轻而易举地工作在毫米波频段，极其适合5G通信、卫星通信、汽车雷达等高频应用。与之相比，其三维结构自然而然地会产生更大的寄生电容，在高频应用当中反倒变成了劣势。
对于处在“卡脖子”困境当中的中国半导体产业来说，FD-SOI给出了一条相对实际的突围途径，它无需最先进的EUV光刻机，无需天文数字般的资本投入，还能在物联网，汽车电子，射频芯片等高速增长的市场里提供具备竞争力的解决方案。
正如IBS首席执行官Jones所表明指出的，18纳米FD - SOI能够支持大多数16纳米、14纳米、12纳米的设计需求，甚至部分7纳米的设计，也能够通过12纳米FD - SOI来将其实现，而且成本要低得多。
生态圈的培育：一场持续十年的长跑
技术的成功从来不是单点突破，而是生态系统的整体成熟。
打从2013年第一届上海FD - SOI论坛举办开始算起，中国的FD - SOI生态圈历经十足工夫的培育。到如今，一条涵盖衬底材料的，包含晶圆代工的，涉及ED A工具的，直至IP设计的完好产业链正渐渐呈现形成状态。
新傲科技，属沪硅产业旗下，在衬底材料端，已具备200毫米SOI硅片量产能力，且正朝着300毫米FD - SOI衬底迈进。新傲掌握Smart - Cut技术，能生产符合先进制程要求的超薄硅膜，这得益于其战略合作。沪硅产业持有约11%股份，达成从技术到资本的深度绑定。
2025第十届上海FD-SOI论坛
在晶圆代工这一端，格芯，它是当下全球FD - SOI工艺的主要推动者。这家公司在收购了IBM半导体业务以后，继承了FD - SOI的技术积累，并且推出了22FDX和12FDX两代工艺平台。依据格芯所披露的数据，在2019年，其22FDX平台50%以上的流片来自中国客户。意法半导体也就是ST，同样是FD - SOI阵营中较为重要的力量，在2023年，法国政府宣布投资29亿欧元，用以支持ST与格芯在法国合建一座基于FD - SOI工艺的晶圆厂。
在EDA端，在IP端，芯原股份是中国FD - SOI生态圈的核心推动者当中的一个。这家由戴伟民博士创立起来的公司，其已经为22纳米FD - SOI工艺提供了数量超过59个的模拟与混合信号IP，这些IP涵盖蓝牙、Wi - Fi、GNSS等主流无线通信协议。国内的EDA公司芯和半导体也在以积极的状态支持FD - SOI设计流程，它与格芯合作以加速客户的技术采用。
于芯片设计端，有多家国内企业已然开启采用FD - SOI工艺之举，其中，瑞芯微公司曾宣布采用22纳米FD - SOI工艺设计物联网芯片，复旦微电子公司也曾宣布采用此工艺设计物联网芯片，国科微公司同样曾宣布采用该工艺设计物联网芯片。在国际市场上边，存在诸多知名产品采用了FD - SOI工艺，诸如NXP的i.MX处理器系列，瑞萨的22纳米微控制器，还有的FPGA芯片等，皆是如此。
我国著名半导体材料学专家，身为中国科学院院士的王曦，曾在FD-SOI论坛上发言称，中国存在着广阔空间，能够去吸纳SOI的技术以及产品，并且强调我们处于同一艘命运之船上 。
当然，FD-SOI并非没有挑战。
最为明显易见的问题，乃是生态系统的规模存在差距，历经十多年的发展进程，已然构建起一个庞大且成熟的产业生态了，从设计工具开始，到IP库，再到制造产能，供应链的每一环节都高度完善，与之形成对比的是，FD-SOI的生态圈依旧是一个小众市场，就如同Jones所讲的那样：“我们依旧仅仅是市场的一小部分，却依旧占据着供应链价值的大头。”。
关键瓶颈的另一个是衬底成本，价格还显著高于普通体硅的是FD - SOI硅片，根据早期呈现的数据情况，SOI衬底的价格曾是体硅的三至四倍。尽管随着产能扩张以及技术进步，这方面逐渐缩小差距，然而成本因素依旧算阻碍FD - SOI大规模得以普及的重要障碍。
在这儿存在着一种典型的、类似“先有鸡还是先有蛋”那般的困境，规模化能力欠缺致使衬底成本难以降低，成本居高不下又对规模化推广造成阻碍。沪硅集团常务副总，上海新昇董事长兼任总经理李炜博士还讲：“FD - SOI衬底技术会的人依旧会，不会的仍旧不会。”打破这一僵局得要产业链上下游协同努力，以及持续不断的资本投入。
要处理的更棘手难题可是本地代工产能的缺失状况了，中国尽管于FD - SOI的衬底材料、EDA工具、IP设计一些环节已然获有了很大程度的进步，而当前依旧欠缺一座拥有先进FD - SOI工艺能力的本地晶圆厂，格芯曾于2017年表明要和成都合作兴建22FDX产线，可这一项目后来因为各种缘由停止施工了，华力微电子也曾经有传出涉足FD - SOI的消息，然而直至现在都没有看到实际性的进步。
没有在本地进行代工的能力，中国那些从事FD - SOI芯片设计的企业，就只能仰仗格芯在德国德累斯顿或者新加坡所拥有的产线，如此一来，不但使得物流方面的成本以及交期会出现风险，更为关键的是，处于地缘政治呈现紧张态势这样的大背景之下，还会给供应链安全造成诸多隐忧。
结语：历史的另一种可能
在2025年这个时间节点处进行回望，当年存在的那场技术路线的分岔，好像正以一种出人意料的方式，迎来某种“和解” 。
于技术演进视角瞧，与FD - SOI并非处于全然对立态势的两条行进路线，而是存在于未来某一节点达成融合的可能性。业界已然着手探索把SOI衬底和晶体管结构相融合的SOI - 工艺，此种方案说不定会合具两种技术的长处点。法国原子能委员会电子与信息技术实验室（CEA - Leti）已在10纳米以及7纳米节点上开展了FD - SOI的试验线研发工作，证实这条技术路线依旧存有持续演进的空间范围。
看市场格局的角度而言，FD-SOI正找寻自身生态位，它并非于手机处理器、高性能计算等传统强项领域和后者正面竞争，而是在物联网领域、汽车电子领域、射频通信领域、边缘AI等新兴市场开拓自身天地，依据市场研究机构预测，全球FD-SOI市场规模会从2022年约7亿美元增长至2027年40亿美元以上，复合年增长率超30% 。
对于中国半导体产业来讲，FD - SOI的战略价值可能并非在于它能不能变为主流，而是在于它给出了一条于封锁环境当中维持技术能力建设的实际途径。在最先进制程遭遇“卡脖子”情形时，运用成熟的 22/12 纳米 FD - SOI 工艺去覆盖尽量多的应用场景，这既是一种务实型的商业抉择，又是一种维持技术活力的战略布局。
戴伟民博士，在最近一次的FD - SOI论坛之上，参与圆桌讨论之时，提出了一个发人深省的问题，那便是 “我们的未来究竟是不是直接径直迈向GAA，也就是环绕栅极晶体管，又或者是把FD - SOI技术推向极限呢？” 。
有这样一个问题，它不存在标准的答案。然而，可以明确的是，处于半导体这个若没有“备胎”便极有可能面临出局状况的游戏里，那种多保留一条技术路线的能力，就是多留存了一份于未来博弈当中的筹码。
二十多年前，胡正明教授于伯克利的实验室里，同时提出了两种方案，其中一种是FD - SOI，那时他或许未曾预料到，产业的选择会这般决然地呈现一边倒的态势。他或许也没想到，二十年后，那条被主流舍弃的技术路线，会在地球另一端的中国，重新受到关注。
这件事体现了历史的偶然性。英特尔有个看似单纯的商业决策，它影响了整个产业链的走向；中国资本曾有一次不太起眼的财务投资，这却为后来的技术突破埋下了伏笔。
FD - SOI 的故事仍在延续，它能不能成为中国半导体产业打破困局的关键一步，答案还在被书写，至少，它让我们意识到，在摩尔定律的最后的界限，也许不只有一条道路通往未来 。
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