2014年前后，法国SOI衬底材料龙头Soitec正经历着公司历史上最艰难的时刻。由于FD-SOI市场迟迟未能起量，这家掌握着独门Smart-Cut技术的法国公司一度面临资金链断裂的危机，需要依靠法国政府的贷款才能维持运营。

与此同时，中国的国家集成电路产业投资基金（“大基金”）刚刚成立，正在全球范围内寻找投资标的。据芯原股份创始人戴伟民博士回忆，当时大基金的考察团曾有机会投资Soitec，考察团中有人说了一句后来广为流传的话：

“做FinFET是等死，做FD-SOI是找死。”

这句话深刻反映了当时国内产业界对FD-SOI的普遍认知——在FinFET当时已经成为绝对主流，而且形成技术有序迭代的情况下，中国大陆半导体如果追者FinFET技术路线跑，可能会永远棋差一步，当时普遍有这种焦虑：“为啥我们投入的钱越来越多，和西方的差距反而不见缩小？”然而，另一条路——逆势押注FD-SOI似乎是一条看不到出路的死胡同。

十年之后的今天，当全球半导体产业格局因地缘政治而剧烈重构，当中国芯片产业在先进制程领域遭遇“卡脖子”困境，这条曾被主流产业抛弃的技术路线，正在以一种出人意料的方式，为中国半导体产业打开一扇新的窗户。

技术路线的分岔：同一个问题，两种解法

要理解这场技术路线分岔的深意，需要回到二十世纪末的那场危机。

1999年，美国国防部高级研究计划局（DARPA）资助了一个雄心勃勃的研究项目，目标是探索CMOS技术如何突破25纳米的物理极限。彼时，整个半导体行业笼罩在一片悲观情绪之中。根据当时的技术预测，当晶体管的栅极长度逼近20纳米时，传统的平面结构将彻底失效——电子会像不听话的孩子一样四处乱窜，漏电问题将使芯片变成一块发热的废铁。

领导这个研究项目的，是加州大学伯克利分校的胡正明教授。这位后来被誉为“摩尔定律续命人”的华人科学家，带领团队提出了两种截然不同的解决方案。

用一个通俗的比喻来理解：想象你手中握着一根越来越细的水管，水流变得越来越难以控制，总是从指缝间漏出去。怎么办？

第一种办法是把水管竖起来——你的手指可以从三面包裹住水管，接触面积大了，控制力自然就强了。这就是FinFET的核心思想：将原本平躺的晶体管沟道竖起来，形成一个像鱼鳍一样的三维结构，让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——即使水流想往下渗漏，也会被这层“防水垫”挡住。这就是FD-SOI的逻辑：在晶体管下方嵌入一层超薄的绝缘氧化层（埋氧层。如下图），同时将顶层的硅膜做到极薄，让整个沟道处于“全耗尽”状态，从根本上切断漏电通路。

两种方案各有千秋。FinFET的优势在于与传统工艺的兼容性更好，可以沿用大部分现有设备；FD-SOI则保留了平面结构的简洁性，工艺步骤更少，而且拥有一项独特的“杀手锏”——背面偏置技术，可以通过调节衬底电压来动态控制晶体管的性能和功耗，这在物联网、射频芯片等对功耗敏感的领域有着巨大的应用价值。

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年发表了FinFET的研究成果，2000年又公布了FD-SOI的技术方案。按照他的设想，这两条路线完全可以并行发展，各自服务于不同的应用场景。然而，产业界的反应却出人意料地一边倒。

问题出在FD-SOI对衬底材料的苛刻要求上。要让这种技术正常工作，顶层硅膜的厚度必须控制在极薄且极均匀的水平——用戴伟民博士的比喻来说，“飞机从巴黎飞到上海，整个过程中上下波动不能超过15毫米”。这种精度要求在当时看来几乎是天方夜谭。

更关键的是，能够提供这种高品质SOI衬底的厂商屈指可数。法国的Soitec公司掌握着一项名为Smart-Cut的独门技术，可以制造出满足要求的超薄硅膜。但对于当时如日中天的英特尔来说，将如此核心的材料供应链命脉交给一家"小法国公司"，在战略上是难以接受的。

还有一个被忽视的因素：2000年代初期，CPU市场仍以数字逻辑电路为主，射频功能并不是芯片设计的重点。FD-SOI在射频集成方面的优势，在那个时代尚未得到充分认识。

于是，英特尔做出了影响深远的决定：全力押注FinFET，彻底绕开SOI衬底的技术路线。

接下来发生的事情，几乎是一场产业链的“多米诺效应”。台积电一直以来的策略是跟随领先者——英特尔走哪条路，台积电就紧随其后。当英特尔在2011年率先量产22纳米FinFET工艺时，台积电迅速跟进，三星也不甘落后。设备厂商、材料供应商、EDA工具商纷纷调整研发方向，整个产业生态迅速向FinFET倾斜。

戴伟民博士在回忆这段历史时感慨万千：“英特尔一走，台积电就走了。整个产业链的设备、材料、IP全部倾向了FinFET。”

FD-SOI就这样被推到了历史的边缘。它并非技术上失败了，而是在产业博弈中"输"给了生态系统的力量。

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Soitec的故事告一段落，但事情并没有就此结束。

2016年，上海硅产业投资有限公司（沪硅产业的前身）以一种更加务实的方式介入了这场博弈。他们没有试图“赌”哪条技术路线会胜出，而是通过资本纽带与Soitec建立了战略合作关系，认购了这家公司约14.5%的股份。

这笔投资的意义远超财务回报。它为中国半导体产业打开了一扇通往SOI技术世界的大门。此后，沪硅产业旗下的上海新傲科技获得了Soitec最核心的Smart-Cut技术授权，成为全球仅有的四家拥有该技术的企业之一。

戴伟民博士清楚地记得那些年每年在上海举办的FD-SOI论坛上的一个传统——晚宴会安排在一艘船上举行。“We are on the same boat”，他这样解释这个安排的寓意，“我们在同一艘命运之船上。”

戴伟民博士在前几天Soitec衬底愿景峰会上做了演讲

中国资本的注入不仅挽救了Soitec于危难之中，也间接促使法国政府坚定了对这家公司的支持。如今回头看，当年那笔投资的回报已经超过了十倍。而更重要的是，它为中国在FD-SOI领域建立自主能力埋下了种子。

在半导体产业的版图中，FinFET与FD-SOI从来不是简单的优劣之争，而是不同应用场景下的适配之选。

FinFET的优势在于极致的性能和集成密度，是手机处理器、高性能计算芯片等领域的不二之选。但它也有明显的短板：工艺复杂度高、制造成本昂贵、对先进设备依赖度极高。从14纳米往下，每前进一个节点，投资额都以百亿美元计。更关键的是，最先进的FinFET制造能力高度集中在台积电、三星和英特尔三家手中，而这些产能对中国大陆企业的可及性正在急剧下降。

FD-SOI则展现出截然不同的特点。它保留了平面工艺的简洁性，制造步骤比同等性能的FinFET工艺少30%以上，对光刻设备的要求也相对宽松。一条22纳米FD-SOI产线的投资额，大约只有同等产能14纳米FinFET产线的三分之一到一半。

更重要的是，FD-SOI在功耗控制方面有着天然的优势。通过背面偏置技术，设计师可以在芯片运行过程中动态调节功耗和性能——需要高性能时“踩油门”，空闲时“松脚刹”。这种能力在物联网传感器、可穿戴设备、汽车电子等对续航敏感的应用中极具价值。

此外，FD-SOI在射频性能上的优势尤为突出。由于平面结构的寄生电容更低，FD-SOI晶体管可以轻松工作在毫米波频段，非常适合5G通信、卫星通信、汽车雷达等高频应用。相比之下，FinFET的三维结构天然会产生更大的寄生电容，在高频应用中反而成为劣势。

对于正在经历“卡脖子”困境的中国半导体产业而言，FD-SOI提供了一条相对现实的突围路径。它不需要最先进的EUV光刻机，不需要天文数字的资本投入，却能在物联网、汽车电子、射频芯片等高速增长的市场中提供有竞争力的解决方案。

正如IBS首席执行官Handel Jones所指出的：“18纳米FD-SOI可以支持大多数16/14/12纳米FinFET的设计需求，甚至部分7纳米FinFET的设计也可以用12纳米FD-SOI来实现，而成本要低得多。”

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。

自2013年第一届上海FD-SOI论坛举办以来，中国的FD-SOI生态圈已经经历了十年的培育。如今，一条从衬底材料、晶圆代工、EDA工具到IP设计的完整产业链正在逐渐成形。

在衬底材料端，沪硅产业旗下的新傲科技已经具备了200毫米SOI硅片的量产能力，并正在向300毫米FD-SOI衬底迈进。通过与Soitec的战略合作，新傲掌握了Smart-Cut技术，可以生产满足先进制程要求的超薄硅膜。沪硅产业还持有Soitec约11%的股份，建立了从技术到资本的深度绑定。

2025第十届上海FD-SOI论坛

在晶圆代工端，格芯（GlobalFoundries）是目前全球FD-SOI工艺的主要推动者。这家公司在收购IBM半导体业务后继承了FD-SOI的技术积累，并推出了22FDX和12FDX两代工艺平台。据格芯披露的数据，2019年其22FDX平台50%以上的流片来自中国客户。意法半导体（ST）也是FD-SOI阵营的重要力量，2023年法国政府宣布投资29亿欧元支持ST与格芯在法国合建一座基于FD-SOI工艺的晶圆厂。

在EDA和IP端，芯原股份是中国FD-SOI生态圈的核心推动者之一。这家由戴伟民博士创立的公司，已经为22纳米FD-SOI工艺提供了超过59个模拟与混合信号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积极支持FD-SOI设计流程，与格芯合作加速客户的技术采用。

在芯片设计端，已经有多家国内企业开始采用FD-SOI工艺。瑞芯微、复旦微电子、国科微等公司都曾宣布采用22纳米FD-SOI工艺设计物联网芯片。国际市场上，NXP的i.MX处理器系列、瑞萨的22纳米微控制器、Lattice的FPGA芯片等知名产品也都采用了FD-SOI工艺。

中国科学院院士，我国著名半导体材料学专家王曦曾在FD-SOI论坛上表示：“中国有广阔的空间可以吸纳SOI的技术和产品。我们在同一艘命运之船上。”

当然，FD-SOI并非没有挑战。

最显而易见的问题是生态系统的规模差距。经过十多年的发展，FinFET已经建立起一个庞大且成熟的产业生态，从设计工具、IP库到制造产能，供应链的每一个环节都高度完善。相比之下，FD-SOI的生态圈仍然是一个小众市场。正如Handel Jones所说：“我们仍然只是市场的一小部分，FinFET仍然占据供应链价值的大头。”

衬底成本是另一个关键瓶颈。FD-SOI硅片的价格仍然显著高于普通体硅——根据早期的数据，SOI衬底的价格曾是体硅的三到四倍。虽然随着产能扩张和技术进步，这一差距正在缩小，但成本因素仍然是阻碍FD-SOI大规模普及的重要障碍。

这里存在一个典型的“先有鸡还是先有蛋”的困境：规模化能力不足导致衬底成本难以下降，而成本居高不下又阻碍了规模化推广。沪硅集团常务副总，上海新昇董事长兼任总经理李炜博士也说：“FD-SOI衬底技术会的人还是会，不会的还是不会。”打破这一僵局需要产业链上下游的协同努力，以及持续的资本投入。

更棘手的问题是本地代工产能的缺失。尽管中国在FD-SOI的衬底材料、EDA工具、IP设计等环节已经取得了长足进步，但目前仍然缺少一座具备先进FD-SOI工艺能力的本土晶圆厂。格芯曾在2017年宣布与成都合资建设22FDX产线，但这一项目后因种种原因停工。华力微电子也曾传出涉足FD-SOI的消息，但至今未见实质性进展。

没有本地代工能力，中国的FD-SOI芯片设计企业就必须依赖格芯在德国德累斯顿或新加坡的产线，这不仅增加了物流成本和交期风险，更在地缘政治紧张的背景下带来了供应链安全的隐忧。

结语：历史的另一种可能

站在2025年的时间节点回望，当年那场技术路线的分岔似乎正在以一种意想不到的方式迎来某种“和解”。

从技术演进的角度看，FinFET与FD-SOI并非完全对立的两条路线，而是有可能在未来某个节点实现融合。业界已经开始探索将SOI衬底与FinFET晶体管结构相结合的SOI-FinFET工艺，这种方案或许能够兼具两种技术的优点。法国原子能委员会电子与信息技术实验室（CEA-Leti）已经在10纳米和7纳米节点上进行了FD-SOI的试验线研发，证明这条技术路线仍然有继续演进的空间。

从市场格局的角度看，FD-SOI正在找到属于自己的生态位。它不是要在手机处理器、高性能计算等FinFET的传统强项领域与后者正面竞争，而是在物联网、汽车电子、射频通信、边缘AI等新兴市场开辟自己的天地。根据市场研究机构的预测，全球FD-SOI市场规模将从2022年的约7亿美元增长到2027年的40亿美元以上，复合年增长率超过30%。

对于中国半导体产业而言，FD-SOI的战略价值或许不在于它能否成为主流，而在于它提供了一种在封锁环境下保持技术能力建设的现实路径。在最先进制程被"卡脖子"的情况下，用成熟的22/12纳米FD-SOI工艺覆盖尽可能多的应用场景，既是一种务实的商业选择，也是一种保持技术活力的战略布局。

戴伟民博士在最近一次FD-SOI论坛的圆桌讨论上提出了一个发人深省的问题：“我们的未来究竟是直接迈向GAA（环绕栅极晶体管），还是将FD-SOI技术推向极限？”

这个问题没有标准答案。但可以确定的是，在半导体这个没有“备胎”就可能出局的游戏中，多保留一条技术路线的能力，就多保留了一份在未来博弈中的筹码。

二十多年前，当胡正明教授在伯克利的实验室里同时提出FinFET和FD-SOI两种方案时，他或许没有预料到，产业的选择会如此决绝地一边倒。他也可能没有想到，二十年后，那条被主流抛弃的技术路线，会在地球另一端的中国重新获得关注。

历史的偶然性就在于此。英特尔一个看似纯粹的商业决定，牵动了整条产业链的走向；中国资本一次不起眼的财务投资，却为日后的技术突围埋下了伏笔。

FD-SOI的故事还在继续。它能否成为中国半导体产业破局的关键一子，答案仍在书写之中。但至少，它提醒我们：在摩尔定律的尽头，或许不止一条路通向未来。

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