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格芯放棄7nm技術并不會止步不前

2018-11-05來源: 半導體行業觀察 關鍵字:格芯

在今年八月底,全球第二大晶圓代工廠格芯正式宣布,放棄7nm和更先進制程的研發,這個決定公布之后,引發了市場上的廣泛討論。大家關注的重點就在于格芯為什么要放棄先進制程?未來格芯將何去何從?

 

格芯全球副總裁兼大中華區總經理白農(左)、格芯全球銷售和業務發展的高級副總裁Mike Cadigan(中)和格芯首席技術官兼全球研發高級副總裁Gary Patton(右)

 

針對這些問題,格芯的相關高層日前在上海舉辦的2018格芯技術大會上做了詳細解析,并向我們講述了他們做出這些決定背后的邏輯。

 

放棄7nm先進制程的原因

 

按照格芯全球銷售和業務發展的高級副總裁Mike Cadigan的說法,之所以他們做出了放7nm等先進制程的研發,主要是由客戶的需求還有產業現狀兩個方面的原因決定的。

 

首先,Mike表示,公司新CEO Tom Caulfield在今年三月上任之后,首先做的第一件事就是去拜訪了公司的所有客戶。根據Caulfield從客戶處得到的結論,格芯的客戶希望格芯做的投入、投資和發展方向都符合客戶技術的發展方向。同時,客戶還希望格芯的財務上保持穩健性,在他們看來,只有穩健的格芯才能滿足他們未來十來年的芯片生產需求。因為格芯的大部分客戶表達出了對現有工藝差異化技術提供的強烈需求,這就促使了格芯走出這樣的決定。

 

Caulfield在早前官方的新聞稿中也說到,現在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臺過渡,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范圍到達摩爾定律外部界限的無晶圓廠客戶越來越少。

 

不同工藝下的芯片研發成本

 

從實際上看,Caulfield的這種說法也是非常有根據的。近年來,在摩爾定律的指導下演進的半導體工藝節點開始逐漸失效,先進工藝芯片的研發支出也開始飆升,高昂的成本壓力讓芯片廠商喪失了進入先進節點的興趣;

 

再者,按照Mike的說法,較之7nm等先進工藝產品,12nm以前節點還有很大的市場,且這種現象將會在未來相當長的一段時間內存在,這就進一步夯實了格芯的信心。

 

全球不同制程的營收占比

 

格芯首席技術官兼全球研發高級副總裁Gary Patton博士也進一步指出,能夠追隨更小的節點的公司數量會越來越少,所以他們對發展創新的路線圖進行了重新的調整和定義。

 

基于以上的種種考慮,格芯宣布中止了7nm等先進工藝的研發,把資金投入到客戶需求迫切的物聯網、IoT、5G行業和汽車等市場上,為他們提供更好的支持。

 

未來聚焦

四大平臺的差異化發展

 

在談到晶圓廠未來的發展的時候,Mike告訴半導體行業觀察的記者,格芯未來將會聚焦在FinFET、FDX、RF和Analog Mixed Signal等四個方向的研發。

 

格芯晶圓廠未來聚焦的四大平臺

 

眾所周知,自2009年成立以來,格芯通過收購特許半導體、IBM晶圓廠等交易和自主研發和收購獲得的“外援”的支持下,格芯確定了FinFET和FD-SOI兩條腿走路的發展方針。在FinFET方面,公司更是已經將工藝推進到了12nm,滿足了大部分客戶的需求。

 

至于FD-SOI,格芯也取得了不錯的成果。今年7月,格芯官方宣布,憑借產品本身的優勢,其22nm FD-SOI (22FDX?50)技術已經獲得了全球五十多家公司的設計采用,而中標收入已逾20億美元。基于上述基礎,格芯提出了其四大平臺的發展戰略。

 

格芯過去十年的發展歷程

 

首先在FinFET方面。

 

Gary Patton表示,因為高性能應用的存在,格芯必然還將繼續推動FinFET工藝的發展。但不同于過往只是關注晶體管微縮,他們會根據現在的半導體制造工藝發展現狀,在開發的時候融入一些新的特征,引入像FR技術以及嵌入式的內存以及先進的三維封裝等技術,在晶體管微縮難以持續的情況下,持續提升芯片性能,滿足開發者需求。

 

格芯FinFET工藝專注的方向

 

來到FDX方面,在格芯看來,這個擁有低功耗、低成本和高性能的工藝和FinFET互補,將會在未來的集成電路世界來做出優越的貢獻。Gary Patton也指出,如果說FinFET追求的是大的芯片、高的性能,那么FDX技術則主要是聚焦在一些小型的芯片,讓他們在性能、功耗、成本之間達到一個平衡。

 

“這個技術可以讓晶體管疊加,通過這樣的方式整合芯片,就可以減少光罩的使用,降低成本”,Gary Patton補充說。

 

格芯FDX工藝專注的方向

 

在射頻方面,格芯也有全球領先的技術。他們率先推出的,包括高性能以及功率放大技術在內的鍺硅技術受到市場一致好評。現在市場上流行的RF SOI技術也是格芯首創的。據介紹,到目前為止,硅鍺PA芯片總的共出貨達到了80億片,使用RF SOI工藝的芯片更是高達300億片。

 

格芯甚至還嘗試將其射頻技術應用到現有的CMOS和先進的14nm和12nm工藝上。這個可以適用于那些有大量數字內容,但同時需要連接性應用的一些客戶。針對一些小功耗的的射頻應用,那就是格芯FDX平臺所擅長的。

 

格芯在射頻平臺上的專注

 

格芯差異化服務的另外一個支柱就是模擬混合信號AMS這一塊。Mike表示,公司在這一塊依會強調關注幾個方面:高壓CMOS、嵌入式閃存、BCD以及BCD Lite。這也將會是他們未來發展的一個重要動力來源。

 

格芯在AMS平臺上專注的方向

 

全資ASIC

子公司的是動力來源

 

在格芯的技術大會上,他們還宣布了一項重大決定,那就是宣布成一個專注于提供定制ASIC業務的全資子公司Avera Semi。據官方的說法,Avera Semi擁有無與倫比的ASIC專業知識傳承,充分利用世界一流團隊,在過去25年中完成了2,000多項復雜設計。

 

格芯表示,Avera Semi擁有850多名員工,年收入超過5億美元,14nm設計收入預計超過30億美元,具有十分顯著的優勢,為客戶在廣泛的市場上開發產品,包括有線和無線網絡、數據中心和存儲、人工智能和機器學習,以及航空航天和國防。

 

格芯創新的幾個方向

 

事實上,格芯在芯片設計方面也的確擁有豐富的經驗。Gary Patton也表達了同樣的觀點。他告訴半導體行業觀察的記者,格芯在設計方面擁有出色的能力,這些能力讓他們的芯片在流片過程當中能夠獲得成功。在面對晶體管微縮,摩爾定律推進困難這個問題,格芯還在封裝,3D 芯片方面有深入的研發,幫助客戶提高產品的性能。而豐富的IP資源,也是格芯這部分業務的競爭力之一。

 

至于在ASIC服務與晶圓廠的合作方面,格芯方面表示,在12nm、14nm之前的工藝,格芯會建議客戶使用格芯本身的晶圓廠進行生產。因為過去格芯是基于這些工藝和產線進行IP開發,這樣做出來的產品和性能也會有最優的組合。

 

來到先進工藝方面,正如前面所說,由于格芯停止了先進工藝的研發,在7nm之后的定制ASIC業務方面,格芯也會和其客戶一起,選擇三星或者臺積電作為其生產合作伙伴。最終目的也是為客戶提供全方位更好的服務。

 

在官方新聞稿中,也說到,新的ASIC公司業務包括:

 

ASIC產品基于先進且經過驗證的工藝技術(包括新建立的7nm晶圓廠合作關系);

 

豐富的IP產品組合,包括高速SerDes、高性能嵌入式TCAM、ARM?內核以及經過性能和密度優化的嵌入式SRAM;

 

經過生產驗證的全面設計方法,基于眾多的一次成功結果,有助于降低開發成本并加快上市時間;

 

先進封裝選項可增加帶寬,消除I/O瓶頸,減少內存面積、延遲和功耗;

 

靈活的ASIC業務參與模式,使客戶能夠根據支持需求從經驗豐富的芯片設計、方法、測試和封裝團隊補充內部資源;

 

縱觀Foundry產業的發展,無論是創意之于臺積電,還是智原之于聯電,定制ASIC業務都為晶圓廠帶來了大力的支持,格芯這次獨立ASIC業務,也必將為公司帶來更大的推動。

 

Avera Semi領導人O’Buckley也表示:“現在是成立新公司,專注于提供定制ASIC解決方案的最好時機。隨著數據流量和帶寬需求的激增,下一代云和通信系統必須提供更高的性能,處理前所未有的復雜性。Avera Semi擁有專業知識與技術的完美結合,可幫助客戶設計和構建性能卓越、高度優化的半導體解決方案。”

 

持續與中國同盟

拓展FD-SOI生態

 

與中國的合作,也是格芯工作重要的部分之一。尤其是在上月底宣布對成都工廠的合作戰略進行了調整之后,格芯與成都合資的新工廠的走勢,更成為了大家關注的熱點。在問到這個工廠未來如何規劃的時候。格芯全球副總裁兼大中華區總經理白農先生告訴記者,格芯成都的首要任務將是加快22 FDX乃至整個FD SOI生態圈的建設。

 

他表示,自去年2017年面世以來,很多客戶都在22 FDX進行了正式的流片,且開始有了大量的生產,隨著發展,這個工藝需求的量將會持續增長,格芯會跟成都會緊密關注這個需求的變化,做好調整,但目前來說,他們雙方合作最積

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關鍵字:格芯

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