在最近一次與GlobalFoundries執(zhí)行長Sanjay Jha面對面的會談中,他分享了對于電子產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體代工業(yè)的觀察和展望,重點(diǎn)在于FD-SOI。電子模塊
GlobalFoundries執(zhí)行長Sanjay Jha在加入該公司之前,曾經(jīng)擔(dān)任摩托羅拉行動公司的董事長兼CEO。
GlobalFoundries是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體代工廠之一,生產(chǎn)基地橫跨三大洲。該公司正不斷加強(qiáng)其于全球的布局,并規(guī)劃了全耗盡型絕緣上覆硅(FD-SOI)和鰭式場效晶體管(FinFET)雙軌發(fā)展的道路:在中國,透過與成都合資建設(shè)一座300mm晶圓廠,引進(jìn)其22FDX制程技術(shù),攻占低功耗物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等應(yīng)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),針對高階行動處理器、云端服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施等場景。同時,5nm以及后續(xù)技術(shù)也在開發(fā)之中。
在最近一次與Jha的面對面會談中,他分享了對于電子產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體代工業(yè)的觀察和展望,重點(diǎn)在于FD-SOI。
GlobalFoundries執(zhí)行長Sanjay Jha
你認(rèn)為未來的熱點(diǎn)應(yīng)用有哪些?實現(xiàn)的順序如何排列?
我認(rèn)為主要是行動、物聯(lián)網(wǎng)、射頻(RF)和汽車。其中,行動、物聯(lián)網(wǎng)、射頻,這三個難分先后,但是汽車的應(yīng)用可能會稍微晚一點(diǎn)。
我想聲明的一點(diǎn)是汽車應(yīng)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的角度來看結(jié)果會有所不同。在這里我主要針對的是SOI。
GlobalFoundries已在22FDX上建樹多年,為何最近英特爾(Intel)以及臺積電(TSMC)等都相繼關(guān)注22nm這個制程節(jié)點(diǎn)?
首先這是300mm晶圓,如果是單一步驟光罩制程的話,22nm應(yīng)該是一個最小的節(jié)點(diǎn),原來是28nm。再往下走的話可能需要用多步的制程。
所以現(xiàn)在三家公司都在進(jìn)入22nm節(jié)點(diǎn),但每家在這個節(jié)點(diǎn)的制程側(cè)重點(diǎn)不一樣:臺積電是22ULP (22nm Ultra Low Power)技術(shù);我們側(cè)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(fù)雜度來看各有不同。我們認(rèn)為FDX技術(shù)應(yīng)該是最優(yōu)的。
英特爾認(rèn)為FinFET將是未來的主流技術(shù),你如何看待這個觀點(diǎn)?
FinFET跟FDX技術(shù)各有千秋,我們也做14nm和7nm的FinFET。
FinFET的應(yīng)用跟FDX的應(yīng)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,而用于行動的、以電池供電的、小功率、低成本的應(yīng)用,比如說圖像處理、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(fù)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(yīng)用來講,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(xiàn)在,在FD-SOI的發(fā)展藍(lán)圖中,出現(xiàn)了28nm、22nm、18nm和12nm不同的節(jié)點(diǎn),你如何看待這個現(xiàn)象?
我覺得在FD-SOI這一領(lǐng)域,大家都在不斷地推動,對這個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來說是有益的。我們希望打造一個FD-SOI生態(tài)鏈,如果整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能夠趨于一致,包括你說的節(jié)點(diǎn),應(yīng)該是一個好事情。
從我們的角度來講,F(xiàn)D-SOI產(chǎn)業(yè)要做好,其中之一是規(guī)模,而且代工廠需要不斷地投資,就像我們在成都建新的晶圓廠。
成都廠我自己去看過。如果你去看一下的話,建設(shè)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?
其實并不是很難,可以給你畫個圖,訊號來了就打開閘(圖略)。
業(yè)界為什么認(rèn)為其是一個挑戰(zhàn)呢?比如說你原來只要考慮三件事情,現(xiàn)在需要考慮第四件事,有人會認(rèn)為額外的東西對他是負(fù)擔(dān)、是挑戰(zhàn)。但是,透過體偏壓去控制閘是非常好的思路,會讓整個控制更為簡單。
這種思維一直都存在。舉一些例子,在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),我們克服過的重大挑戰(zhàn)非常多,難度上一點(diǎn)都不遜色于此,只是說以前沒有選擇去做?,F(xiàn)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覺得非常的畏懼,覺得麻煩,因為你有其它路可以走。
那么,你的建議是什么?
我認(rèn)為最終解決這個問題,還是要提供給客戶經(jīng)過驗證和奏效的解決方案。做到了,他自然就會接受,讓我們客戶的工作更為簡單。
對于工程師來講有三大要求:更快、低成本、高性能。如果只考慮前面兩個,可能體偏壓這個問題他無需太關(guān)注。但如果除了速度、成本還要加上高性能的話,一定會考慮這個功能。
業(yè)界對FD-SOI晶圓硅片的供應(yīng)和成本也有所顧慮。如何加快這個環(huán)節(jié)的布局?
這個問題并不是很難。因為任何一個新事物出來的時候,不愿意走這一條路的人,總會說這里有毛病、那里有困難。
回顧一下,塊材硅(bulk silicon)一開始也是這樣的,后來量上去了,成本就下降了。對于FDX,我們感覺這個產(chǎn)業(yè)有一個明確的、明顯的推動態(tài)勢。從供應(yīng)鏈來講,這個技術(shù)的確增加了復(fù)雜度,但是制程步驟會比原來少10到15步。 現(xiàn)在,三家供貨商都在提供晶圓,同時也在不斷地投資,增加自己的產(chǎn)能,所以從制程的角度來看并沒有太大的問題。癥結(jié)在于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程當(dāng)中一直碰到的問題:新的事物出來總是有人不愿意接受,總是從壞的方面去看這個問題,從消極的方面去看這個問題。
FDX相對于FFL等,在成本上是否具有優(yōu)勢?
要從兩個方面看待這個問題:一個是售價、一個是成本。
從成本上面來說,22nm FinFET如果采用平面技術(shù),制程步驟會多一些,制程控制的復(fù)雜度很高。對于FDX,底層的基板成本可能會高一點(diǎn)。確實很難同類的去比較各自成本的結(jié)構(gòu),但是考慮到我們在中國晶圓廠的建設(shè)投資以及規(guī)模產(chǎn)生的成本效應(yīng),從生產(chǎn)的成本來說,相對于英特爾的技術(shù)來講,可能略有優(yōu)勢。但是,這個不一定反映在最終的市場售價上。我們也知道現(xiàn)在英特爾賣什么樣的價格,因為這還是商業(yè)策略的驅(qū)動,所以從成本上面來說,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(shù)年前的7家增加到現(xiàn)在的30多家。新增加的主要是什么廠商?
這些新增加的生態(tài)鏈伙伴主要是IP供貨商。他們很明智、很理性的看到客戶有這個需求,愿意針對IP進(jìn)行投資。
這些IP主要是針對設(shè)計領(lǐng)域。比如說USB 3.0,原來用于28nm的芯片,如果客戶提出要重新設(shè)計做到FD-SOI,有這樣一些需求之后芯片設(shè)計公司就有動力設(shè)計這些東西。IP來自于這種需求,但背后是整個產(chǎn)業(yè)的市場需求。
FDX的生態(tài)鏈
你如何看待FD-SOI的投資策略?
從投資上來講,F(xiàn)D-SOI需要的投資更少,但是市場成長更快。其實,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FinFET。
現(xiàn)在GlobalFoundries正在成都建設(shè)工廠,是否有計劃也在新加坡建立FD-SOI工廠?
沒有。但我們在新加坡有RF-SOI工廠。GlobalFoundries在射頻領(lǐng)域的市場份額位居第一,迄今為止,RF SOI芯片出貨量達(dá)到了320億片。
請預(yù)測FD-SOI在中國和全球的未來。
對于FD-SOI技術(shù),我個人是充滿信心、非常樂觀,至少是針對我們專注的這些市場,而這些細(xì)分市場正好是發(fā)展非??斓氖袌?。在可比的性能情況下,整個成本、復(fù)雜度都會下降,制程步驟會減少。
針對這樣的市場,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,每個節(jié)點(diǎn)實現(xiàn)的速度在放緩,很多人認(rèn)為唯一的出路是不斷地針對微縮進(jìn)行投資,其實這不是唯一的考慮。
針對這個真實世界中的應(yīng)用,比如說物聯(lián)網(wǎng)、射頻、傳感器等,這些未必需要5nm、7nm節(jié)點(diǎn)的技術(shù)。所以針對這些行動的應(yīng)用,我覺得FD-SOI是一個非常有前景的技術(shù)。