在最近一次與GlobalFoundries執行長(cháng)Sanjay Jha面對面的會(huì )談中,他分享了對于電子產(chǎn)業(yè)和半導體代工業(yè)的觀(guān)察和展望,重點(diǎn)在于FD-SOI。電子模塊
GlobalFoundries執行長(cháng)Sanjay Jha在加入該公司之前,曾經(jīng)擔任摩托羅拉行動(dòng)公司的董事長(cháng)兼CEO。
GlobalFoundries是全球領(lǐng)先的半導體代工廠(chǎng)之一,生產(chǎn)基地橫跨三大洲。該公司正不斷加強其于全球的布局,并規劃了全耗盡型絕緣上覆硅(FD-SOI)和鰭式場(chǎng)效晶體管(FinFET)雙軌發(fā)展的道路:在中國,透過(guò)與成都合資建設一座300mm晶圓廠(chǎng),引進(jìn)其22FDX制程技術(shù),攻占低功耗物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等應用,并承諾了下一代技術(shù)12FDX;在美國,約3月前,宣布推出7nm FinFET (7LP)技術(shù),針對高階行動(dòng)處理器、云端服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò )基礎設施等場(chǎng)景。同時(shí),5nm以及后續技術(shù)也在開(kāi)發(fā)之中。
在最近一次與Jha的面對面會(huì )談中,他分享了對于電子產(chǎn)業(yè)和半導體代工業(yè)的觀(guān)察和展望,重點(diǎn)在于FD-SOI。
GlobalFoundries執行長(cháng)Sanjay Jha
你認為未來(lái)的熱點(diǎn)應用有哪些?實(shí)現的順序如何排列?
我認為主要是行動(dòng)、物聯(lián)網(wǎng)、射頻(RF)和汽車(chē)。其中,行動(dòng)、物聯(lián)網(wǎng)、射頻,這三個(gè)難分先后,但是汽車(chē)的應用可能會(huì )稍微晚一點(diǎn)。
我想聲明的一點(diǎn)是汽車(chē)應用的滯后是從我們的絕緣上覆硅(SOI)技術(shù)角度而論,但從FinFET的角度來(lái)看結果會(huì )有所不同。在這里我主要針對的是SOI。
GlobalFoundries已在22FDX上建樹(shù)多年,為何最近英特爾(Intel)以及臺積電(TSMC)等都相繼關(guān)注22nm這個(gè)制程節點(diǎn)?
首先這是300mm晶圓,如果是單一步驟光罩制程的話(huà),22nm應該是一個(gè)最小的節點(diǎn),原來(lái)是28nm。再往下走的話(huà)可能需要用多步的制程。
所以現在三家公司都在進(jìn)入22nm節點(diǎn),但每家在這個(gè)節點(diǎn)的制程側重點(diǎn)不一樣:臺積電是22ULP (22nm Ultra Low Power)技術(shù);我們側重的是22nm FD-SOI技術(shù);而英特爾采用了FFL (FinFET Low Power)技術(shù)。這三種技術(shù)從性能以及復雜度來(lái)看各有不同。我們認為FDX技術(shù)應該是最優(yōu)的。
英特爾認為FinFET將是未來(lái)的主流技術(shù),你如何看待這個(gè)觀(guān)點(diǎn)?
FinFET跟FDX技術(shù)各有千秋,我們也做14nm和7nm的FinFET。
FinFET的應用跟FDX的應用有所不同,因為它的特點(diǎn)是高電流、高電容,所以它適用于大功率服務(wù)器等,而用于行動(dòng)的、以電池供電的、小功率、低成本的應用,比如說(shuō)圖像處理、還有物聯(lián)網(wǎng)采用的芯片以及傳感器等,這些可能采用FDX的技術(shù)更為合適。
從制造的復雜度方面可以看到FDX的光罩是36層,而FFL至少要47層。從不同的應用來(lái)講,針對英特爾的技術(shù),可能更適合用于服務(wù)器的這些大電流、大電容的芯片,而物聯(lián)網(wǎng)、射頻還有圖像處理,這些更適合采用FDX技術(shù)。
現在,在FD-SOI的發(fā)展藍圖中,出現了28nm、22nm、18nm和12nm不同的節點(diǎn),你如何看待這個(gè)現象?
我覺(jué)得在FD-SOI這一領(lǐng)域,大家都在不斷地推動(dòng),對這個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)是有益的。我們希望打造一個(gè)FD-SOI生態(tài)鏈,如果整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能夠趨于一致,包括你說(shuō)的節點(diǎn),應該是一個(gè)好事情。
從我們的角度來(lái)講,FD-SOI產(chǎn)業(yè)要做好,其中之一是規模,而且代工廠(chǎng)需要不斷地投資,就像我們在成都建新的晶圓廠(chǎng)。
成都廠(chǎng)我自己去看過(guò)。如果你去看一下的話(huà),建設的速度真的非常震撼,另外我們和政府之間的伙伴關(guān)系也非常好。
業(yè)界為什么對FD-SOI的體偏壓功能還抱有一定的疑問(wèn)?
其實(shí)并不是很難,可以給你畫(huà)個(gè)圖,訊號來(lái)了就打開(kāi)閘(圖略)。
業(yè)界為什么認為其是一個(gè)挑戰呢?比如說(shuō)你原來(lái)只要考慮三件事情,現在需要考慮第四件事,有人會(huì )認為額外的東西對他是負擔、是挑戰。但是,透過(guò)體偏壓去控制閘是非常好的思路,會(huì )讓整個(gè)控制更為簡(jiǎn)單。
這種思維一直都存在。舉一些例子,在半導體產(chǎn)業(yè),我們克服過(guò)的重大挑戰非常多,難度上一點(diǎn)都不遜色于此,只是說(shuō)以前沒(méi)有選擇去做?,F在,是否采用體偏壓你是可以選擇的。在這種情況下,有些人對是不是走這條路會(huì )覺(jué)得非常的畏懼,覺(jué)得麻煩,因為你有其它路可以走。
那么,你的建議是什么?
我認為最終解決這個(gè)問(wèn)題,還是要提供給客戶(hù)經(jīng)過(guò)驗證和奏效的解決方案。做到了,他自然就會(huì )接受,讓我們客戶(hù)的工作更為簡(jiǎn)單。
對于工程師來(lái)講有三大要求:更快、低成本、高性能。如果只考慮前面兩個(gè),可能體偏壓這個(gè)問(wèn)題他無(wú)需太關(guān)注。但如果除了速度、成本還要加上高性能的話(huà),一定會(huì )考慮這個(gè)功能。
業(yè)界對FD-SOI晶圓硅片的供應和成本也有所顧慮。如何加快這個(gè)環(huán)節的布局?
這個(gè)問(wèn)題并不是很難。因為任何一個(gè)新事物出來(lái)的時(shí)候,不愿意走這一條路的人,總會(huì )說(shuō)這里有毛病、那里有困難。
回顧一下,塊材硅(bulk silicon)一開(kāi)始也是這樣的,后來(lái)量上去了,成本就下降了。對于FDX,我們感覺(jué)這個(gè)產(chǎn)業(yè)有一個(gè)明確的、明顯的推動(dòng)態(tài)勢。從供應鏈來(lái)講,這個(gè)技術(shù)的確增加了復雜度,但是制程步驟會(huì )比原來(lái)少10到15步。 現在,三家供貨商都在提供晶圓,同時(shí)也在不斷地投資,增加自己的產(chǎn)能,所以從制程的角度來(lái)看并沒(méi)有太大的問(wèn)題。癥結在于半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程當中一直碰到的問(wèn)題:新的事物出來(lái)總是有人不愿意接受,總是從壞的方面去看這個(gè)問(wèn)題,從消極的方面去看這個(gè)問(wèn)題。
FDX相對于FFL等,在成本上是否具有優(yōu)勢?
要從兩個(gè)方面看待這個(gè)問(wèn)題:一個(gè)是售價(jià)、一個(gè)是成本。
從成本上面來(lái)說(shuō),22nm FinFET如果采用平面技術(shù),制程步驟會(huì )多一些,制程控制的復雜度很高。對于FDX,底層的基板成本可能會(huì )高一點(diǎn)。確實(shí)很難同類(lèi)的去比較各自成本的結構,但是考慮到我們在中國晶圓廠(chǎng)的建設投資以及規模產(chǎn)生的成本效應,從生產(chǎn)的成本來(lái)說(shuō),相對于英特爾的技術(shù)來(lái)講,可能略有優(yōu)勢。但是,這個(gè)不一定反映在最終的市場(chǎng)售價(jià)上。我們也知道現在英特爾賣(mài)什么樣的價(jià)格,因為這還是商業(yè)策略的驅動(dòng),所以從成本上面來(lái)說(shuō),我的判斷是FDX略有一點(diǎn)優(yōu)勢。
注意到FDX的生態(tài)鏈伙伴已從數年前的7家增加到現在的30多家。新增加的主要是什么廠(chǎng)商?
這些新增加的生態(tài)鏈伙伴主要是IP供貨商。他們很明智、很理性的看到客戶(hù)有這個(gè)需求,愿意針對IP進(jìn)行投資。
這些IP主要是針對設計領(lǐng)域。比如說(shuō)USB 3.0,原來(lái)用于28nm的芯片,如果客戶(hù)提出要重新設計做到FD-SOI,有這樣一些需求之后芯片設計公司就有動(dòng)力設計這些東西。IP來(lái)自于這種需求,但背后是整個(gè)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)需求。
FDX的生態(tài)鏈
你如何看待FD-SOI的投資策略?
從投資上來(lái)講,FD-SOI需要的投資更少,但是市場(chǎng)成長(cháng)更快。其實(shí),我們在FinFET上面投資的絕對金額比FD-SOI大,但是FD-SOI的產(chǎn)能卻高過(guò)FinFET。
現在GlobalFoundries正在成都建設工廠(chǎng),是否有計劃也在新加坡建立FD-SOI工廠(chǎng)?
沒(méi)有。但我們在新加坡有RF-SOI工廠(chǎng)。GlobalFoundries在射頻領(lǐng)域的市場(chǎng)份額位居第一,迄今為止,RF SOI芯片出貨量達到了320億片。
請預測FD-SOI在中國和全球的未來(lái)。
對于FD-SOI技術(shù),我個(gè)人是充滿(mǎn)信心、非常樂(lè )觀(guān),至少是針對我們專(zhuān)注的這些市場(chǎng),而這些細分市場(chǎng)正好是發(fā)展非??斓氖袌?chǎng)。在可比的性能情況下,整個(gè)成本、復雜度都會(huì )下降,制程步驟會(huì )減少。
針對這樣的市場(chǎng),我有信心,不只是中國,包括全球都是這樣。
你還有什么想法愿意分享?
針對摩爾定律,每個(gè)節點(diǎn)實(shí)現的速度在放緩,很多人認為唯一的出路是不斷地針對微縮進(jìn)行投資,其實(shí)這不是唯一的考慮。
針對這個(gè)真實(shí)世界中的應用,比如說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)、射頻、傳感器等,這些未必需要5nm、7nm節點(diǎn)的技術(shù)。所以針對這些行動(dòng)的應用,我覺(jué)得FD-SOI是一個(gè)非常有前景的技術(shù)。