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FD-SOI

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Publié le 18 août 2025


Crédits: La Mama Studio/Bproduction/CEA

FD-SOI nouvelle génération​

Le meilleur compromis puissance, performance, surface, coût et impact environnemental (PPAC-E*) pour des applications à haute efficacité énergétique applications​


Les transistors FD-SOI 28-22 nm, largement adoptés dans des secteurs tels que l’électronique mobile, l’automobile et l’internet des objets, sont actuellement produits en série, par exemple par STMicroelectronics et GlobalFoundries. Le passage au noeud technologique 10 nm apportera des améliorations significatives dans plusieurs domaines clés :​

  • ​​densité de transistors ; 
  • compromis performance/consommation, grâce à la technique de polarisation du substrat (body-biasing), il sera possible d’ajuster dynamiquement les performances et la consommation énergétique selon les besoins de l’application ;
  • réduction des fuites de courant ; 
  • coûts

Applications
La technologie FD-SOI est présente dans les trois principaux marchés mondiaux : 
  • ​communication : smartphones 5G et sub-6 GHz, infrastructures des réseaux, composants pour la cybersécurité ; 
  • industrie automobile : radars et lidars, microcontrôleurs pour l’automobile ; 
  • objets intelligents : internet des objets, montres et appareils connectés ultra-basse consommation, composants pour l’intelligence artificielle embarquée.
  • Elle est également utilisée dans les composants pour l’industrie spatiale.​​


Avantages​​​

Le développement de la technologie FD-SOI 10 nm est liée à des avancées majeures en matière de substrats, d'application de contraintes mécaniques dans les matériaux et dispositifs, de miniaturisation, de procédés avancés de lithographie et de gravure, de possibilité de polarisation du substrat (back-biasing), etc. L'amélioration du compromis performance/consommation présente un intérêt particulier pour le marché des communications, afin d'accroître l'autonomie et/ou d'enrichir les fonctionnalités.

Pour les applications automobiles, l'intégration de plusieurs types de mémoires non volatiles embarquées au niveau du back end of line (BEOL) permettra d'améliorer la fiabilité, la densité de stockage, les performances et les fonctionnalités de la technologie FD-SOI.​​​​​​

La suite
Lancé dans le cadre du projet national NextGen* et étendu aujourd’hui avec la ligne pilote FAMES*, le CEA-Leti investit massivement dans les équipements, les infrastructures et les ressources humaines pour développer le FD-SOI 10 nm, tout en anticipant les besoins spécifiques des acteurs européens des semiconducteurs. La ligne pilote FAMES développera cinq nouveaux ensembles technologiques : les procédés FD-SOI en 10 et 7 nm, les mémoires non volatiles embarquées, l’intégration 3D, les composants RF et les solutions de circuits intégrés pour la gestion de l’énergie. 

Cette initiative s’inscrit dans l’ambition européenne sur les semi-conducteurs (EU Chips Act) de renforcer les capacités de l’UE en matière de semi-conducteurs et ainsi d’assurer sa souveraineté technologique. 

Le marché en pleine croissance du FD-SOI anticipe ainsi l’arrivée des futures générations en 10 nm et 7 nm.​



​*PPAC-E: Power, Performance, Area, Cost and Environnemental​


Chiffres clés

• Metal Pitch : la distance minimale entre le centre de deux lignes d’interconnexion est de 48 nm (contre 90 nm en FD-SOI 28 nm) 

• CPP - Contacted Poly Pitch : la distance minimale entre le centre de deux grilles est de 68 nm (contre 114 nm en FD-SOI 28 nm)​ 

Avantages par rapport au FD-SOI 28 nm :

densité de transistors multipliée par quatre ;

 à vitesse égale, consommation d’énergie réduite d’un facteur cinq ;​

 à consommation égale, vitesse doublée​​​

Faits marquants​

• Il y a quarante ans, l’aventure FD-SOI est née dans les laboratoires du CEA-Leti à Grenoble, au coeur des Alpes françaises​

•Plus de 150 brevets ont été déposés en lien avec le FD-SOI.​


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 C​ont​act 

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