大原雄介のエレ・組み込みプレイバック

FD-SOIがついに大規模量産で日の目を見るのか？　STの戦略を読み解く（1/3 ページ）

STMicroelectronicsが、次世代「STM32」MCUを、18nmのFD-SOIプロセスで製造すると発表した。この発表、実はかなり興味深い。それはなぜなのか、FD-SOIのこれまでの経緯をたどりながら解説したい。

公開 2024年04月12日 11時31分

更新 2024年05月17日 12時29分

著者

大原雄介

[TechFactory]

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　STMicroelectronics（以下、ST）は2024年3月19日、同社の「STM32」マイコンの次世代品に関するリリースを出した。骨子は、以下の通りである。

18nmのFD-SOI（完全空乏型シリコンオンインシュレーター）プロセスを利用して、次世代STM32 MCUを生産する
ことし（2024年）後半に特定顧客向けのサンプル出荷を開始、本格量産は2025年後半を予定
この18nm FD-SOIプロセスではメモリとしてePCMを利用する。このプロセスは同社とSamsung Foundryが共同で開発した

出所：STMicroelectronics

10年以上の実績がある「FD-SOI」プロセス

　興味深いのは、ここで18nm FD-SOIを採用したということだ。STはFablessではなくFab Lite戦略を取っており、現状前工程と後工程のFabが7カ所ずつ存在している。拠点は9カ国に分散しているが、一番多いのがフランスで、Tours、Rousset、Crollesの3カ所にある。この中で最大のものがCrollesで、ここのクリーンルーム面積は3万m²、次いでRoussetの2万7000m²、Toursは1万1000m²となっており、この中でFD-SOIの生産はCrollesが担っている。2012年12月には28nmのFD-SOIを利用した先行量産を開始した事をアナウンスしていて、ここから数えると既に10年以上の量産の実績がある事になる。もっとも、このアナウンスの中で言及されたST-Ericsson向けのモバイル用チップは、そのST-Ericssonが2013年3月に合弁解消となった事で幻となってしまったが。余談だが、この合弁解消直前のリリースでは、3GHz動作を達成した事も発表している。これは恐らく、その幻となってしまったST-Ericsson向けのアプリケーションプロセッサで達成したものだろう。

　ただこの後の2014年、同社は28nmのFD-SOIに関してSamsungと協業する。面白いのはこの協業では、STの製造技術がSamsung Foundryに提供される形になった事だ（関連記事：「STとサムスンが28nm FD-SOIの製造協力で合意」）。Samsungはこれを「28FDS」として提供を開始している。ただこの28FDSは、アプリケーションプロセッサとかFPGAなどには採用例があるものの、MCU向けには採用されなかった。理由は簡単でNon Volatile Memoryの提供が無かったためだ。

　もともとFD-SOIの構造を利用して、さまざまなNon Volatile Memoryの提案が行われてきた。以前、「IARのCEO解任に見る業界再編／FD-SOIの今後」でもちょっと触れたが、2019年にSamsungは28FDS上で利用できるeMRAMの量産を開始していて、これに先立ちArmはこの28FDS上のeMRAMに対応したコンパイラを提供している。2019年10月の「Arm TechCon」では、このeMRAMをCortex-M33と組み合わせたIoT（モノのインターネット）端末向けテストチップ「Musca-S1」を発表している（図1、図2）ものの、この技術を利用してMCUを作るベンダーはいまだ登場しないままである。理由が性能にあるのか耐久性にあるのか、もしくはコストの問題だったのかは不明であるが、そんな訳で一番使いたかったMCU向けにはついに普及しないままとなった。