意法半导体超强STM32，突破20nm工艺壁垒

意法半导体（STMicroelectronics）近日宣布推出基于18纳米全耗尽绝缘体上硅（FD-SOI）技术的先进工艺，并采用嵌入式相变存储器（ePCM），以支持下一代嵌入式处理设备。这种由意法半导体和三星晶圆代工共同开发的新工艺技术，为嵌入式处理应用带来了性能和功耗的飞跃，同时允许更大的内存尺寸和更高级别的模拟和数字外设集成度。首款基于新技术的下一代STM32微控制器将于2024年下半年开始向选定客户提供样品，并计划于2025年下半年投产。

意法半导体微控制器、数字IC和射频产品部总裁Remi El-Ouazzane表示：“作为半导体行业的领先创新者，意法半导体率先为客户带来了用于汽车和航空航天应用的FD-SOI和PCM技术。我们现在正在采取下一步行动，从我们的下一代STM32微控制器开始，将这些技术的优势带给工业应用的开发人员。

●首款基于新技术的STM32微控制器将于2024年下半年向选定客户提供样品。

●18nm FD-SOI 采用嵌入式相变存储器（ePCM），可在性能和功耗方面实现飞跃。

这项和三星代工厂共同开发的新工艺技术，为嵌入式处理应用带来了性能和功耗的飞跃，同时允许更大的内存容量和更高水平的模拟和数字外设集成。与目前使用的ST 40nm eNVM技术相比，采用ePCM的18nm FD-SOI工艺制造的产品取得了巨大的飞跃：能耗比提高50%以上；非易失性存储器 (NVM) 密度提高2.5倍，可实现更大的片上存储；数字密度提高3倍，可集成AI和图形加速器等数字外设以及最先进的安全功能；噪声系数改善3dB，增强无线MCU的射频性能。

此外，ST的PCM+FD-SOI技术能够在低至18 nm的3V电压下运行，以提供电源管理、复位系统、时钟源和数字/模拟转换器等模拟功能，目前它是唯一支持此功能的20nm节点以下技术。

同时，该技术还凭借在汽车应用中已得到验证的强大高温操作、辐射硬化和数据保留功能，提供了要求苛刻的工业应用所需的可靠性。

图：ST的PCM+FD-SOI技术

此前，通用MCU制程卡在40nm多年，主要受限于内部Flash存储工艺，这套量产工艺掌握在台积电等少数代工厂手上，2020年开始的28/40nm制程严重短缺也挤占了大量eFlash工艺产能。

意法半导体基于自家28nm FD-SOI推出了Stellar G和P系列，分别用于网关、控制等，和三星（主攻MRAM存储技术）合作多年同时又对自有PCM存储技术有充分自信。未来几年，下一代“超强”通用STM32的到来也许将重新点燃通用MCU领域的工艺争夺战。

技术优势

与目前使用的意法半导体40nm嵌入式非易失性存储器（eNVM）技术相比，采用ePCM的18nm FD-SOI大大提高了关键品质因数：

性能功耗比提高 50% 以上
非易失性存储器（NVM）密度提高 2.5 倍，可实现更大的片上存储器
数字密度提高三倍，可集成 AI 和图形加速器等数字外围设备，并具有最先进的安保和安全功能
噪声系数提高 3dB，增强无线 MCU 的射频性能

该技术能够采用 3V 工作电压，为电源管理、复位系统、时钟源和数字/模拟转换器等模拟功能供电。它是唯一支持此功能的 20 纳米以下技术。

该技术还具有强大的高温运行、抗辐射和数据保留能力，可在汽车应用中得到验证，从而提供要求苛刻的工业应用所需的可靠性。

STM32微控制器开发人员和客户的优势

基于该技术的微控制器将为开发人员带来一类新型高性能、低功耗和无线MCU。大容量内存支持边缘 AI 处理、多协议射频堆栈、无线更新和高级安全功能不断增长的需求。高性能和大容量存储器功能将使当今使用微处理器的开发人员能够选择使用更高集成度和更具成本效益的微控制器进行设计。此外，意法半导体的产品组合将进一步提高超低功耗器件的能效，而意法半导体的产品组合目前处于行业领先地位。

首款基于该技术的微控制器将集成最先进的ARM® Cortex-M®内核，为机器学习和数字信号处理应用提供增强的性能。它将提供快速灵活的外部存储器接口、先进的图形功能，并将集成众多模拟和数字外设。它还将具有意法半导体最新MCU上已经引入的先进、经过认证的安全功能。