重磅,格芯宣布終止7nm FinFET工藝研發,分拆ASIC業務!

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據半導體行業觀察獲悉,格芯(GLOBALFOUNDRIES)今天邁出了其轉型的重要一步。

公司宣布,將擱置7納米 FinFET項目,並調整相應研發團隊來支持強化的產品組合方案。

在裁減相關人員的同時,一大部分頂尖技術人員將被部署到14/12納米FinFET衍生產品和其他差異化產品的工作上。

格芯方面表示,他們正在重新部署具備領先優勢的FinFET發展路線圖,以服務未來幾年採用該技術的下一波客戶。

公司將相應優化開發資源,讓14/12納米 FinFET平台更為這些客戶所用,提供包括射頻、嵌入式存儲器和低功耗等一系列創新IP及功能。

與此同時,格芯方面宣布,為了更好地施展格芯在ASIC設計和IP方面的強大背景和重大投資,公司正在建立獨立於晶圓代工業務外的ASIC業務全資子公司。

相關的ASIC業務需要持續使用最先進的技術。

該獨立ASIC實體將為客戶提供7納米及以下的晶圓代工替代選項,讓ASIC業務部與更廣泛的客戶展開合作,特別是日益增多的系統公司,他們需要ASIC服務同時生產規模需求無法僅由格芯提供。

這是湯姆·嘉菲爾德(Tom Caulfield)在今年年初接任執行長後做出的一個重大決定。

「客戶對半導體的需求從未如此高漲,並要求我們在實現未來技術創新方面發揮越來越大的作用」。

嘉菲爾德表示,「今天,絕大多數無晶圓廠客戶都希望從每一代技術中獲得更多價值,以充分利用設計每個技術節點所需的大量投資。

從本質上講,這些節點正在向為多個應用領域提供服務的設計平台過渡,從而為每個節點提供更長的使用壽命。

這一行業動態導致設計範圍到達摩爾定律外部界限的無晶圓廠客戶越來越少。

我們正重組我們的資源來轉變業務重心,加倍投資整個產品組合中的差異化技術,有針對性的服務不斷增長的細分市場中的客戶。

格芯正在加強投資具有明顯差異化、為客戶增加真正價值的領域,著重投資能在其產品組合中提供豐富功能的產品。

這包括繼續側重於FDX™平台、領先的射頻產品(包括RF SOI和高性能鍺矽)和模擬/混合信號,以及滿足越來越多低功耗、實時連接、車載設計需求的其他技術。

隨著自動駕駛、物聯網和全球過渡至5G等新領域的強勁需求,格芯被賦予與眾不同的定位——服務「智能互聯」這一新興市場。

「減輕前沿技術領域的投資負擔將使格芯能夠對物聯網、IoT、5G行業和汽車等快速增長市場中對大多數晶片設計人員真正重要的技術進行更有針對性的投資,」 Gartner研發副總裁Samuel Wang,先生表示,「雖然最先進技術往往會占據大多數的熱搜頭條位置,但鮮少有客戶能夠承擔為實現7納米及更高精度所需的成本和代價。

14納米及以上技術將在未來許多年繼續成為晶片代工業務的重要需求及驅動因素。

這些領域將有極大的創新空間,可以助力下一輪科技發展狂潮。

晶圓代工老二的求變

格芯前身是AMD的晶圓製造部門,在2009年的時候,因為公司業務調整,AMD將其獨立出來,成立了獨立的晶圓代工廠格芯。

現在的格芯被由阿布達比比穆巴達拉投資公司(Mubadala Investment Company)所有。

根據國際知名分析機構ICcinsights的統計數據顯示,2017年,格芯的營收約為60.6億美元,成為僅次於台積電的全球第二大純晶圓代工廠。

拓墣產業研究院最新的數據也顯示,在今年上半年,格芯的營收約為26.05億美元,依然位居全球第二的位置。

正如前面所說,這是格芯堅持兩步走的戰略所達成的。

但和其他晶圓廠一樣,格芯正在迎來各種各樣的挑戰。

過去幾十年,在摩爾定律的指導下,全球晶圓廠都在按照18個月的周期去推動工藝的進步,但隨著工藝的微縮,進入最近幾年,矽片的局限突顯,制約了了平面電晶體的進一步微縮。

與此同時,UC伯克利胡正明明教授提出了FinFET電晶體的概念,並最初由英特爾在22nm工藝上首先實現,繼續延續摩爾定律,推動晶片的持續微縮。

與此同時,三星,台積電和格芯等領先的純晶圓代工廠也在同步推進FinFET工藝的研發,並將製程工藝推進到了7nm。

與此同時,業界也在探索FD-SOI的解決方案。

依賴於在技術方面的多年積累,格芯在FinFET和FD-SOI兩個工藝上齊頭並進,並已經發展成為是全球領先的全方位服務半導體代工廠,為世界上最富有靈感的科技公司提供獨一無二的設計、開發和製造服務。

所謂FinFET(Fin Field-Effect Transistor),就是鰭式場效電晶體,電晶體的閘極環繞包裹著電晶體的高架通道,形狀與魚鰭相似,因而命名。

FinFET是一種新型的多重閘極3D電晶體,提供更佳功耗和效能優勢,遠勝過傳統平面型電晶體。

FinFET與平面FET對比

FinFET源自傳統場效電晶體(FET),傳統電晶體結構中,控制電流通過的閘門,只能在閘門的一側控制電路的接通與斷開,屬於平面架構。

在FinFET的架構中,閘門成類似魚鰭的3D架構,可於電路的兩側控制電路的接通與斷開,與平面電晶體相比,FinFET能夠更妥善地控制電流,並同時降低漏電和動態功耗。

FinFET是一種新的互補式金氧半導體 (CMOS)電晶體,閘長已可小於25nm,未來可進一步縮小至9nm,約是人類頭髮寬度的1萬分之1。

與28nm製程相比,16/14nm的FinFET製程可以提高40-50%效能,或減少50%功耗。

但其實胡正明在提出FinFET的時候,也同時提出了FD-SOI的概念,也就是完全耗盡型絕緣體上矽,這是一種平面工藝技術,具有減少矽幾何尺寸同時簡化製造工藝的優點。

據介紹,正因為它有平坦式結構的優點並且以現有的設計以及EDA工具延展了傳統體元件設計(bulk design)流程的適用性。

FD-SOI對SOC的設計與製程而言是一種非破裂(non-disruptive)的MOSFET結構。

FD-SOI示意圖

為了改善電性特性,FD-SOI需要在極薄的下埋氧化層(buried oxide, BOX<25nm)上形成一極薄的矽層(<20nm)。

FD技術具有許多好處,包括功耗減少、尺寸微縮、特性改善以VDD降低等優點。

而格芯,ST和三星則是這個工藝的主要推動者,尤其是格芯,更是FD-SOI工藝研發的典型代表,且公司在這方面的開拓上,也獲得了不錯的成績。

據格芯透露,截止到今年七月,格芯22納米(nm)全耗盡型絕緣上覆矽(FD-SOI)製程技術已在50項客戶設計中獲得採用,客戶端設計中標收入已逾20億美元。

展望未來,這個工藝將在如汽車、5G 連接和物聯網(IoT)等等領域創造更大的成功。

格芯方面表示,公司正致力於推動22FDX技術的轉型,同時準備推出新一代12FDX™技術。

該技術將給邊緣節點人工智慧、AR/VR到5G網絡以及先進駕駛輔助(ADAS)等新一代應用賦予全節點擴展優勢以及更高的功效。

22FDX正處於早期量產階段,其良率與性能完全符合客戶期望。

另外,最近兩年,格芯還和成都政府合作建立了一個新工廠,瞄準國內市場,攜手國內探索另外的成長空間。

據了解,格芯成都晶圓廠為格芯與成都地方政府合資,共分兩期建設,第一期為12英寸成熟工藝(180納米與130納米CMOS邏輯及衍生工藝),技術主要從新加坡引進,計劃將於2018年正式投產,預計產能每月2萬片;第二期為22納米全耗盡絕緣層上矽(FD-SOI)工藝,技術主要從德國引進,計劃將於2019年正式投產,預計產能約每月6.5萬片。

包含配套措施在內的兩期投資總額約為100億美元,預計最終將有約3,500名員工參與Fab 11的運營。

多管齊下的格芯,讓他們在產品方面更豐富,也能適應多方面的需求。

自研晶片浪潮,ASIC服務具有巨大的成長空間

對格芯來說,獨立ASIC業務也是提振公司業績的一個明智決定。

最近兩年,隨著人工智慧,大數據和挖礦的流行,為了滿足不同的業務需求,打造產品差異化,市場上掀起了一股自研晶片潮流。

包括Facebook,谷歌,微軟,亞馬遜和百度在內的眾多網際網路廠商開始投入了自研晶片的懷抱。

除了他們外,還有其他很多系統廠商也都開始投入這個爭奪中去。

但對這些網際網路廠商或者系統廠商來說,除了極個別擁有雄厚的資金,可以打造自有的,覆蓋前端到後端的設計團隊外,大多數廠商仍是需要尋求第三方的ASIC設計服務。

而擁有豐富經驗的格芯ASIC團隊,也能為客戶提供更多,很好的服務。

作為一支源自IBM的團隊,格芯在晶片設計方面擁有豐富的經驗,另外也積累了廣泛的IP,能夠為客戶提供更好的體驗。

在今年年初,格芯中國總裁白農在接受半導體行業觀察採訪時曾提到,針對不同類型的終端應用,包括新一代雲服務,計算,儲存,移動設備及有線網絡基礎設施, 格芯提供的系統級ASIC設計方案,集成了多方優勢,包括豐富的IP組合和先進的封裝選項。

白農表示,格芯擁有業內應用最廣的ASIC設計服務、高度差異化的IP、定製晶片和先進的封裝技術,能夠提供真正的端到端設計方案,幫助實現設計上的「一次成功」,並幫助產品快速進入市場。

早在成都Fab 11還在建時,22FDX業務已經同步開展,格芯的ASIC工程師已在現場為中國的晶片設計公司提供22FDX項目的支持。

其實早在格芯獨立這個業務之前,晶片設計領先廠商聯發科就已經宣布,將在未來加大在ASIC業務的投入,格芯的這個決定和台灣巨頭的決定不謀而合。

這也是未來一個巨大的成長方向。

拋下包袱,格芯走上新征程

我們必須承認,格芯做出這個決定,與整個行業的格局和他們本身的進展有很大關係的。

首先從7nm工藝進展上看,格芯已經遠遠落後於台積電和三星。

隨著蘋果新iPhone發布日期的臨近,我們很快就可以看到搭載台積電7nm工藝A12的亮相。

華為即將公布的mate20也將用上台積電生產的7納米Kirin980晶片,另外包括AMD、英偉達等廠商也將選用台積電作為他們7nm晶片的代工廠,另外其他挖礦晶片的訂單也不計其數。

台積電魏哲家在早前的財報中也說過,今年該司將流片50多款7nm晶片,幾乎籠絡了市場上的訂單?

在三星方面,雖然他們的進度不如台積電,但是他們憑藉在存儲方面掙到的大量美金,可以大筆的投入到相關的新工藝研發甚至補貼之中。

以上兩者的表現就讓格芯的表現相形見拙。

根據格芯之前的規劃,他們的7nm將會在明年才會有更新的進展。

按照這個進度,屆時可能連湯也喝不上了。

現在做出這個壯士斷臂的決定,無疑是一個明智之舉。

在不久之前,純晶圓代工老三聯電也宣布停止先進工藝的研發。

聚焦在現有工藝的應用拓展,這也從側面證明了格芯這個決定的明智。

從另一方面看,先進工藝的投入巨大,相信也是格芯做出這個決定的另一個原因。

進入了28nm以後,工藝每推進一步,所投入的成本都是驚人的。

台積電CO-CEO魏哲家曾在他們的技術大會上表示,在未來的5nm方面,他們將會投入250億美元進行研發。

這種投入並不是每一個晶圓廠都能承擔的。

所以格芯經過考慮之後做出的決定,也算是拋下一個追趕包袱。

在聯電和格芯先後宣布退出先進工藝的追趕,中芯差距又比較大的現狀下。

可以遇見的是,在未來很長的一段時間內,只有台積電和三星兩者在角逐先進工藝市場。

而對於格芯等來說,如果鞏固自有的客戶,持續拓展更多極具特色的產品線,才是決定你未來能否更上一層樓的X因素。

格芯中國區總經理白農評論道,「對我們中國的客戶及生產合作夥伴而言這是一個積極的變化,因為我們強化了聚焦差異化的技術比如FDX (FD-SOI)及其他。

這些差異化技術在中國市場的需求不斷增加,對格芯而言一直相當重要。

我們對FD-SOI以及與成都政府合作的承諾從未改變。


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