GlobalFoundries执行长Sanjay Jha在加入该公司之前,曾经担任摩托罗拉行动公司的董事长兼CEO。

GlobalFoundries是全球领先的半导体代工厂之一,生产基地横跨三大洲。该公司正不断加强其于全球的布局,并规划了全耗尽型绝缘上覆硅(FD-SOI)和鳍式场效晶体管(FinFET)双轨发展的道路:在中国,透过与成都合资建设一座300mm晶圆厂,引进其22FDX制程技术,攻占低功耗物联网(IoT)等应用,并承诺了下一代技术12FDX;在美国,约3月前,宣布推出7nm FinFET (7LP)技术,针对高阶行动处理器、云端服务器和网络基础设施等场景。同时,5nm以及后续技术也在开发之中。

在最近一次与Jha的面对面会谈中,他分享了对于电子产业和半导体代工业的观察和展望,重点在于FD-SOI。

FD-SOI1 GlobalFoundries执行长Sanjay Jha

你认为未来的热点应用有哪些?实现的顺序如何排列?

我认为主要是行动、物联网、射频(RF)和汽车。其中,行动、物联网、射频,这三个难分先后,但是汽车的应用可能会稍微晚一点。

我想声明的一点是汽车应用的滞后是从我们的绝缘上覆硅(SOI)技术角度而论,但从FinFET的角度来看结果会有所不同。在这里我主要针对的是SOI。

GlobalFoundries已在22FDX上建树多年,为何最近英特尔(Intel)以及台积电(TSMC)等都相继关注22nm这个制程节点?

首先这是300mm晶圆,如果是单一步骤光罩制程的话,22nm应该是一个最小的节点,原来是28nm。再往下走的话可能需要用多步的制程。

所以现在三家公司都在进入22nm节点,但每家在这个节点的制程侧重点不一样:台积电是22ULP (22nm Ultra Low Power)技术;我们侧重的是22nm FD-SOI技术;而英特尔采用了FFL (FinFET Low Power)技术。这三种技术从性能以及复杂度来看各有不同。我们认为FDX技术应该是最优的。

英特尔认为FinFET将是未来的主流技术,你如何看待这个观点?

FinFET跟FDX技术各有千秋,我们也做14nm和7nm的FinFET。

FinFET的应用跟FDX的应用有所不同,因为它的特点是高电流、高电容,所以它适用于大功率服务器等,而用于行动的、以电池供电的、小功率、低成本的应用,比如说图像处理、还有物联网采用的芯片以及传感器等,这些可能采用FDX的技术更为合适。

从制造的复杂度方面可以看到FDX的光罩是36层,而FFL至少要47层。从不同的应用来讲,针对英特尔的技术,可能更适合用于服务器的这些大电流、大电容的芯片,而物联网、射频还有图像处理,这些更适合采用FDX技术。

现在,在FD-SOI的发展蓝图中,出现了28nm、22nm、18nm和12nm不同的节点,你如何看待这个现象?

我觉得在FD-SOI这一领域,大家都在不断地推动,对这个产业的发展来说是有益的。我们希望打造一个FD-SOI生态链,如果整个产业的发展能够趋于一致,包括你说的节点,应该是一个好事情。

从我们的角度来讲,FD-SOI产业要做好,其中之一是规模,而且代工厂需要不断地投资,就像我们在成都建新的晶圆厂。

成都厂我自己去看过。如果你去看一下的话,建设的速度真的非常震撼,另外我们和政府之间的伙伴关系也非常好。

业界为什么对FD-SOI的体偏压功能还抱有一定的疑问?

其实并不是很难,可以给你画个图,讯号来了就打开闸(图略)。

业界为什么认为其是一个挑战呢?比如说你原来只要考虑三件事情,现在需要考虑第四件事,有人会认为额外的东西对他是负担、是挑战。但是,透过体偏压去控制闸是非常好的思路,会让整个控制更为简单。

这种思维一直都存在。举一些例子,在半导体产业,我们克服过的重大挑战非常多,难度上一点都不逊色于此,只是说以前没有选择去做。现在,是否采用体偏压你是可以选择的。在这种情况下,有些人对是不是走这条路会觉得非常的畏惧,觉得麻烦,因为你有其它路可以走。

那么,你的建议是什么?

我认为最终解决这个问题,还是要提供给客户经过验证和奏效的解决方案。做到了,他自然就会接受,让我们客户的工作更为简单。

对于工程师来讲有三大要求:更快、低成本、高性能。如果只考虑前面两个,可能体偏压这个问题他无需太关注。但如果除了速度、成本还要加上高性能的话,一定会考虑这个功能。

业界对FD-SOI晶圆硅片的供应和成本也有所顾虑。如何加快这个环节的布局?

这个问题并不是很难。因为任何一个新事物出来的时候,不愿意走这一条路的人,总会说这里有毛病、那里有困难。

回顾一下,块材硅(bulk silicon)一开始也是这样的,后来量上去了,成本就下降了。对于FDX,我们感觉这个产业有一个明确的、明显的推动态势。从供应链来讲,这个技术的确增加了复杂度,但是制程步骤会比原来少10到15步。 现在,三家供货商都在提供晶圆,同时也在不断地投资,增加自己的产能,所以从制程的角度来看并没有太大的问题。症结在于半导体产业发展过程当中一直碰到的问题:新的事物出来总是有人不愿意接受,总是从坏的方面去看这个问题,从消极的方面去看这个问题。

FDX相对于FFL等,在成本上是否具有优势?

要从两个方面看待这个问题:一个是售价、一个是成本。

从成本上面来说,22nm FinFET如果采用平面技术,制程步骤会多一些,制程控制的复杂度很高。对于FDX,底层的基板成本可能会高一点。确实很难同类的去比较各自成本的结构,但是考虑到我们在中国晶圆厂的建设投资以及规模产生的成本效应,从生产的成本来说,相对于英特尔的技术来讲,可能略有优势。但是,这个不一定反映在最终的市场售价上。我们也知道现在英特尔卖什么样的价格,因为这还是商业策略的驱动,所以从成本上面来说,我的判断是FDX略有一点优势。

注意到FDX的生态链伙伴已从数年前的7家增加到现在的30多家。新增加的主要是什么厂商?

这些新增加的生态链伙伴主要是IP供货商。他们很明智、很理性的看到客户有这个需求,愿意针对IP进行投资。

这些IP主要是针对设计领域。比如说USB 3.0,原来用于28nm的芯片,如果客户提出要重新设计做到FD-SOI,有这样一些需求之后芯片设计公司就有动力设计这些东西。IP来自于这种需求,但背后是整个产业的市场需求。

FD-SOI2 FDX的生态链

你如何看待FD-SOI的投资策略?

从投资上来讲,FD-SOI需要的投资更少,但是市场成长更快。其实,我们在FinFET上面投资的绝对金额比FD-SOI大,但是FD-SOI的产能却高过FinFET。

现在GlobalFoundries正在成都建设工厂,是否有计划也在新加坡建立FD-SOI工厂?

没有。但我们在新加坡有RF-SOI工厂。GlobalFoundries在射频领域的市场份额位居第一,迄今为止,RF SOI芯片出货量达到了320亿片。

请预测FD-SOI在中国和全球的未来。

对于FD-SOI技术,我个人是充满信心、非常乐观,至少是针对我们专注的这些市场,而这些细分市场正好是发展非常快的市场。在可比的性能情况下,整个成本、复杂度都会下降,制程步骤会减少。

针对这样的市场,我有信心,不只是中国,包括全球都是这样。

你还有什么想法愿意分享?

针对摩尔定律,每个节点实现的速度在放缓,很多人认为唯一的出路是不断地针对微缩进行投资,其实这不是唯一的考虑。

针对这个真实世界中的应用,比如说物联网、射频、传感器等,这些未必需要5nm、7nm节点的技术。所以针对这些行动的应用,我觉得FD-SOI是一个非常有前景的技术。

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