【文/观察者网 心智研究所】

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。