照片來(lái)源:Global Foundries
八月下旬,第二大芯片代工廠GlobalFoundries宣布停止對(duì)7納米制造工藝的研發(fā),從而結(jié)束了其向摩爾定律極限的攀登。
IEEE Spectrum于2017年10月與該公司的首席技術(shù)官Gary Patton會(huì)晤時(shí),他正在紐約馬耳他的Fab 8工廠推動(dòng)向7納米節(jié)點(diǎn)的進(jìn)軍。那時(shí)他很樂(lè)觀,但同時(shí)將這一過(guò)程稱為“極限運(yùn)動(dòng)”。那個(gè)月,GlobalFoundries正在安裝兩個(gè)極紫外光刻(EUV)系統(tǒng)中的第一個(gè),它們可以降低7納米工藝的成本,并可望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)5納米和3納米工藝。
但是,作為IEEE會(huì)士的Patton也描述了GlobalFoundries公司正在努力去獲得的其他技術(shù)優(yōu)勢(shì),例如全耗盡SOI技術(shù)(FDSOI)和嵌入式MRAM。他在8月29日的電話采訪中告訴IEEE Spectrum,隨著GlobalFoundries 7納米研發(fā)計(jì)劃的結(jié)束,前述技術(shù)將獲得更多的資金和關(guān)注。
IEEE Spectrum:在做此決定的過(guò)程中,您對(duì)首席執(zhí)行官Tom Caulfield的建議是什么?
Gary Patton:顯然,作為一名技術(shù)人員,我喜歡前沿的技術(shù)挑戰(zhàn),但對(duì)于我們的員工、我們的客戶、我們的股東來(lái)說(shuō),最終我們必須是一個(gè)盈利的并可持續(xù)盈利的企業(yè)。我們都盯著這些數(shù)字,很明顯,對(duì)于那些“前沿”的產(chǎn)品來(lái)說(shuō),投資回報(bào)持續(xù)降低。我想你在媒體上看到過(guò),而且你可能已經(jīng)寫(xiě)過(guò)了——摩爾定律正在放緩。前沿技術(shù)的客戶較少,所需產(chǎn)能正在下降,而與此同時(shí),研發(fā)成本正在上升。很難擺脫研發(fā)支出的束縛,而坐下來(lái)只考慮技術(shù)問(wèn)題不考慮投資回報(bào)問(wèn)題。
我看到了三個(gè)創(chuàng)新維度。一個(gè)是利用EUV、堆疊的納米線、垂直FET以及類似的其他東西來(lái)維持摩爾定律。我們關(guān)注的還有兩個(gè)創(chuàng)新的維度。一個(gè)是差異化的硅片:想想我們的全耗盡SOI、射頻技術(shù),以及把高電壓集成到同一芯片上的技術(shù)、集成存儲(chǔ)器等。此外,還有通過(guò)2.5D和3D封裝、硅光子學(xué)和嵌入式存儲(chǔ)器為我們的客戶提供系統(tǒng)級(jí)集成功能。
我們確實(shí)將專注于這兩個(gè)維度的創(chuàng)新,正如我們所看到的那樣,這為我們提供了最佳的盈利途徑和投資回報(bào)。如果我們能夠獲利并能獲得良好的投資回報(bào),那會(huì)對(duì)我們的員工、股東和我們的客戶都有好處,對(duì)我們的長(zhǎng)期生存也有好處。作為一名技術(shù)人員,這是一個(gè)艱難的決定,但我支持它。我看著這些數(shù)字,無(wú)法反駁他們。這是正確的決定。
IEEE Spectrum:你們是否正在增加對(duì)這些領(lǐng)域的資金投入,而不僅僅是消減在先進(jìn)制造節(jié)點(diǎn)上的支出?
Gary Patton:對(duì)這些其他領(lǐng)域的研發(fā)絕對(duì)會(huì)增加投入。既然我們已經(jīng)擺脫了資助這些前沿技術(shù)的重?fù)?dān),我們就能夠?qū)①Y金和資源轉(zhuǎn)向這些其他領(lǐng)域.... 在資源方面,我們確實(shí)已采取了行動(dòng),我們正在削減我們?cè)隈R耳他的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)。但是,圍繞14納米和12納米實(shí)施差異化戰(zhàn)略,需要一些重要的資源,我們已經(jīng)讓人們接受了這一點(diǎn)。但相關(guān)調(diào)整遠(yuǎn)不及我們?cè)?納米工藝以及更前沿的技術(shù)上所做的這樣大幅度。
IEEE Spectrum:你們打算用安裝的那兩臺(tái)EUV機(jī)器做什么?
Gary Patton:我們將與ASML合作,找出它們的最佳用途。一個(gè)可能或可能的結(jié)果是,我們最終會(huì)將這些工具賣(mài)掉。
IEEE Spectrum: 14/12納米工藝有多少改進(jìn)空間?
Gary Patton:我認(rèn)為我現(xiàn)在不能給出一個(gè)確切的數(shù)字,但我絕對(duì)相信我們已經(jīng)通過(guò)將7納米工藝研發(fā)中產(chǎn)生的一部分成果引入到14/12納米工藝而做了很多創(chuàng)新。我們還會(huì)進(jìn)一步將已有的7納米工藝研發(fā)成果引入。但這只是一個(gè)推力。另一個(gè)推力是RF的集成、嵌入式存儲(chǔ)器的集成,以及最終如高壓能力之類的東西的集成。在14/12納米工藝方面,我們現(xiàn)在有一個(gè)圍繞2.5和3D集成的非常活躍的行動(dòng),我們將會(huì)在這方面加倍努力。
IEEE Spectrum:這足以讓GlobalFoundries與其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手拉開(kāi)差距嗎?
Gary Patton:當(dāng)然。我想你知道我們是射頻領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者;我們擁有最大的市場(chǎng)份額。我們?cè)贔DSOI領(lǐng)域也領(lǐng)先,并靠設(shè)計(jì)贏得了超過(guò)20億美元的收益。這充分利用了我剛才談到的這些東西,例如在同一芯片上集成RF以實(shí)現(xiàn)5G和毫米波。我們認(rèn)為,通過(guò)對(duì)我們的產(chǎn)品進(jìn)行組合,我們已經(jīng)在5G、物聯(lián)網(wǎng)、AI等高速增長(zhǎng)領(lǐng)域處于有利地位,尤其是AR/VR領(lǐng)域更是如此。
IEEE Spectrum:將高壓系統(tǒng)集成到芯片上對(duì)很多人來(lái)說(shuō)是件新鮮事。你能分享一下你們的發(fā)展路線圖嗎?
Gary Patton:還沒(méi)有可以分享的路線圖。希望在9月底于圣克拉拉舉行的我們的設(shè)計(jì)與技術(shù)大會(huì)上能有路線圖的更新。我們確實(shí)擁有廣泛的高壓產(chǎn)品組合,這是新加坡分公司的主要關(guān)注點(diǎn),并且由于需求,我們已將一些制造廠轉(zhuǎn)移到德累斯頓,作為高壓技術(shù)的補(bǔ)充來(lái)源。
IEEE Spectrum:你們?cè)贔DSOI技術(shù)上的下一步目標(biāo)是12納米技術(shù),稱為12FX。在某種程度上,它似乎會(huì)成為7納米技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。還是這樣嗎?
Gary Patton:我不認(rèn)為它們真的是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。老實(shí)說(shuō),去年我們對(duì)其與7納米的競(jìng)爭(zhēng)有點(diǎn)困惑。實(shí)際上,這是一個(gè)不同的市場(chǎng)。這實(shí)際上與那些決定走FDSOI路徑的客戶有關(guān),他們正在尋找功能、性能和集成RF功能的成本的完美調(diào)配。他們今天需要在22納米FDSOI上采用他們與我們合作的產(chǎn)品。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,也許三年后,他們將能夠向我們提供12納米的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
IEEE Spectrum:那些還沒(méi)有使用22納米FDSOI的客戶是否有理由加入?
Gary Patton:每個(gè)人都對(duì)領(lǐng)先感到興奮。但是,如果你看看分析數(shù)據(jù),即使到2022年,也還有大約75%的市場(chǎng)是12納米及以上節(jié)點(diǎn)的。三分之二的市場(chǎng)還沒(méi)有進(jìn)入SOI或FinFET,而是在較老的技術(shù)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)營(yíng)。因此,我們看到我們的FD平臺(tái)有巨大的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。