GlobalFoundries推出12nm FD-SOI工藝 性能比肩10nm FinFET

芯智訊

目前業界已量產的最先進的半導體工藝是14/16nmFinFET，下一個節點將是10nmFinFET，預計將於明年到來，其主要競爭者是Intel、三星和TSMC。

而AMD和GlobalFoundries則似乎要一起跳過10nm，未來直接進入7nm工藝。

不過7nm工藝量產至少要到2020年之後，難道AMD和GlobalFoundries接下來的五年都會停留在14nm，依靠14nm與其他家的10nm抗衡？顯然這並不現實！

上周，AMD宣布與GlobalFoundries達成新的晶圓供應協議(WSA)，一方面確認正在GlobalFoundries紐約州的Fab8工廠里製造14nmPolarisGPU、ZenCPU，並會繼續開發更多14nm產品，另一方面將會聯合GlobalFoundries跳過10nm，直接進軍7nm。

根據協議，AMD將向GlobalFoundries支付1億美元，分四個季度付清，另外還會拿出約2.35億美元的保證金，合計3.35億美元。

不過雙方的採購協議並非排他性的，2017年開始AMD還會向其他代工廠採購晶圓，並為此向GlobalFoundries支付一定的款項。

也就是說，AMD可能還是會採用其他家的10nm工藝。

但是，GlobalFoundries肯定是不會再推10nm工藝了，不過在其14nm工藝向7nm過渡的漫長過程當中，GlobalFoundries還是會推出12nmFD-SOI工藝參與市場競爭。

昨天，GlobalFoundries正式發布了全新的12nmFD-SOI半導體工藝平台12FDX，專為未來的移動計算、5G連接、人工智慧、無人駕駛汽車等各類應用智能系統而設計。

對於半導體工藝，目前主流的選擇是從2D電晶體走向3D電晶體，也就是FinFET鰭式電晶體，Intel最為領先，從22nm節點就開始用FinFET工藝了。

現在TSMC、三星及GlobalFoundries的16nm、14nm也使用FinFET技術了，未來也會繼續堅持下去。

之前了解過AMD處理器的玩家可能知道，AMD處理器在半導體工藝上雖然一直落後Intel，但卻有獨特的技術——SOI（絕緣體上矽），這是跟藍色巨人IBM合作的，有個說法認為SOI技術可將製程工藝提升半代水平，可見其性能之優秀。

不過AMD從32nm工藝之後就放棄了SOI工藝，但GlobalFoundries一直有SOI工廠（儘管製程已經落後），後來還收購了IBM的晶圓廠，後者的Power8處理器就是SOI工藝生產的，前不久發布的Power9處理器依然會使用10nm級別SOI工藝生產，所以不論從哪方面來看，GlobalFoundries都還是會繼續保留SOI工藝。

去年年中GlobalFoundries宣布將向外界提供22nmFD-SOI（全耗盡型SOI工藝，簡稱22FDX）工藝代工，雖然22nm線寬聽上去比目前16/14nm工藝要落後，但GlobalFoundries表示其22FDX工藝能提供22nmFinFET工藝級別的性能、功耗，但製造成本與28nm工藝相當，適用於IoT物聯網、主流移動晶片、RF射頻及網絡晶片等。

具體數值來看：

1、16nm/14nmFinFET工藝成本相當於28nm的兩倍

2、16nm/14nmFinFET工藝設計周期是28nm的2.4倍，7nm是28nm的5倍，而GlobalFoundries目前成熟的22FDX與16nm/14nmFinFET工藝相比可以減少50%的MOL設計規則，可以減少曝光切割50%以上，可以減少40%掩膜成本，而且無Fin-specific規則。

目前22FDX可以在2016年4Q啟動風險生產，在20171Q啟動量產，這都比原計劃提前，FD-SOI生態合作夥伴也的基礎/複雜IP已經就緒。

他透露目前已經有50位客戶採用22FDX進行原型設計。

此次GlobalFoundries推出的的12nmFD-SOI工藝，它是22nmFD-SOI工藝的後續，能夠以低於16nmFinFET的功耗和成本提供等同於10nmFinFET的性能。

該平台支持全節點縮放，性能比現有FinFET工藝提升了15%，功耗降低了50%。

而掩膜成本則比少於10nmFinFET工藝減少40%！

根據官方消息，12nmFD-SOI工藝將提供業界最寬泛的動態電壓，通過軟體控制電晶體能力可帶來無與倫比的設計彈性，在需要時提供最高性能，靜態時則會具備更高能效。

由於上述優點，12nmFD-SOI工藝適合各種移動晶片、5G、RF射頻、嵌入式存儲及汽車電子晶片等。

GlobalFoundries正在德國德勒斯登Fab1晶圓廠推進12FDXTM工藝研發，預計2019年上半年有客戶晶片流片。

值得注意的是，GlobalFoundries拉來為12nmFD-SOI工藝站台的公司和單位有中科院上海微電子研究所所長XiWang博士、NXP半導體、VeriSilicon半導體、CEATech及Soitec等。

GlobalFoundries公布12nmFD-SOI工藝之後，這也能解釋他們為什麼放棄10nmFinFET工藝了，因為已經有了性能類似的12nmSOI工藝了，但是GlobalFoundries的SOI工藝客戶主要是低功耗晶片廠商，並沒有見到AMD的身影，但AMD也不可能一直用14nm撐到2020年甚至更久之後的7nm工藝。