保持FinFET和FD-SOI雙工藝路線圖給格羅方德帶來了什么

近日舉辦的 Imec 技術(shù)論壇上，格羅方德的 CTO Gary Patton 發(fā)表了題為“實(shí)現(xiàn)互聯(lián)智能 - 技術(shù)創(chuàng)新：促進(jìn)智慧未來的推動(dòng)者”的演講，在聆聽演講之后，我有幸采訪到了 Gary Patton。下面，我將在本篇文章中分享關(guān)于這次演講和采訪的關(guān)鍵信息。

市場(chǎng)機(jī)會(huì)
隨著半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī) - 移動(dòng)市場(chǎng)的日漸成熟，業(yè)界一直擔(dān)心半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展將會(huì)放緩。針對(duì)這種觀點(diǎn)，Gary 展示了一張幻燈片，概述了汽車、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、AR/VR，移動(dòng)和無線基礎(chǔ)設(shè)施方面的機(jī)會(huì)，預(yù)計(jì)到 2020 年，所有這六大板塊的業(yè)務(wù)規(guī)模都將翻一番。圖 1 顯示了到 2020 年時(shí)的產(chǎn)品級(jí)營(yíng)收機(jī)會(huì)以及半導(dǎo)體器件價(jià)值的預(yù)測(cè)。

Gary 認(rèn)為，在移動(dòng)市場(chǎng)上，5G 更具破壞性。在 5G 的幫助下，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集數(shù)據(jù)并將其無線傳輸到云端，您將能夠利用云中的數(shù)據(jù)完成智能化的任務(wù)。

雙重路線圖
格羅方德制定了兩條工藝路線圖。對(duì)于 FinFET，格羅方德有 14LPP 和新的 12LPP（14LPP 到 7LP 的中間過渡版本），7LP 將在今年晚些時(shí)候爬產(chǎn)上量。對(duì)于 FDSOI，格羅方德目前在產(chǎn)的是 22FDX，當(dāng)客戶需要時(shí)，還會(huì)發(fā)布 12FDX（更多內(nèi)容見 FDSOI 章節(jié)）。

在采訪中 Gary 指出，格羅方德首次成功流片的產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了 80 種。

FinFET
如果您正在開發(fā)具有高容性導(dǎo)線的大芯片，F(xiàn)inFET 是最佳解決方案。

格羅方德現(xiàn)有的 14LPP 工藝實(shí)現(xiàn)了高性能和合理成本的均衡。2018 年第一季度，格羅方德推出了獲得認(rèn)證的 12LP，其密度比 14LPP 高 15%，供電電壓低至 0.5V，主頻 > 2.5GHz，柵極密度 > 850 萬門 / 平方毫米。AMD 宣稱他們正在生產(chǎn)基于 12LP 工藝的處理器。

今年晚些時(shí)候，格羅方德將推出 7LP 工藝，它的柵極密度將達(dá)到 1700 萬門 / 平方毫米以上，和 14LPP 相比，面積縮小大約 50%。AMD 和 IBM 是 7nm 工藝的關(guān)鍵客戶，7FX 計(jì)劃提供向定制 ASIC 提供 7nm 工藝。Gary 指出，ASIC 為客戶提供了一個(gè)很好的切入點(diǎn)。第一批客戶將在 2019 年下半年流片，屆時(shí)將有更多的客戶進(jìn)行產(chǎn)品流片。馬耳他的工廠現(xiàn)在已經(jīng)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，GF 的 7nm 工藝供不應(yīng)求！Gary 表示他對(duì) 7LP 非常滿意，盡管他們的管腳間距并非最小，但是工藝密度卻不遜色于任何對(duì)手。我估計(jì)，格羅方德 7LP 的工藝密度為 98.21 MTx/ mm2，三星 7LPP 為 95.30 MTx / mm2，臺(tái)積電為 96.49 MTx / mm2。

格羅方德在其馬耳他工廠安裝了兩組 EUV 工具，一旦“準(zhǔn)備就緒”就會(huì)引進(jìn) EUV。

FD-SOI
FD-SOI 是格羅方德第二條工藝路線圖。

22FDX 是格羅方德的 22 納米 FD-SOI 工藝，它的掩模比 FinFET 少 40%，裸片成本更低，功耗更低，RF 性能更好。22FDX 對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、汽車和一些移動(dòng)應(yīng)用非常理想。在低功耗方面，22FDX 提供 0.4v 的工作電壓，泄露電流低至 1pA /um，可內(nèi)嵌嵌入式 MRAM 存儲(chǔ)器，具備將數(shù)量適當(dāng)?shù)臄?shù)字邏輯、模擬和 RF 集成在一起的能力。格羅方德 22FDX 工藝被應(yīng)用在很多 RF 設(shè)計(jì)中。

2016 年，F(xiàn)D-SOI 生態(tài)系統(tǒng)中僅有 7 個(gè)合作伙伴，現(xiàn)在已經(jīng)有了 47 個(gè)合作伙伴。據(jù)格羅方德估計(jì)，2018 年底將有 75 個(gè)合作伙伴。強(qiáng)大的設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于任何技術(shù)的成功都至關(guān)重要，而格羅方德已經(jīng)將生態(tài)系統(tǒng)開發(fā)作為重點(diǎn)。Gary 指出，他們需要在體偏壓上做跟多工作，因?yàn)閷?duì)很多客戶來說這是一個(gè)新概念。

據(jù)報(bào)道，22FDX 的良率與格羅方德的 28nm 批量工藝一樣好。

格羅方德 22FDX 在全球 6 類不同的細(xì)分市場(chǎng)上贏得了 36 項(xiàng)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)，參見圖 2。

筆者曾經(jīng)被問過很多次，F(xiàn)D-SOI 是否靠譜。我相信是的，而且前面的幻燈片也說明了該技術(shù)在市場(chǎng)上不斷取得新的成功。

22FDX 是在德累斯頓工廠生產(chǎn)的，當(dāng)該工廠全面投產(chǎn)時(shí)，格羅方德也將在他們的成都新工廠部署 22FDX 工藝的生產(chǎn)。德累斯頓工廠于 2018 年第一季度成為了汽車級(jí)的合格供應(yīng)商。

作為 22FDX 的后續(xù)產(chǎn)品，格羅方德正在開發(fā)具有完整節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展功能的 12FDX。我向 Gary 詢問了 12FDX 的情況，他指出客戶剛剛開始流片 22FDX 的產(chǎn)品，所以他們現(xiàn)在的關(guān)注重點(diǎn)在 22FDX 和 7LP 上，因此并沒有真正推動(dòng) 12FDX，不過他同時(shí)表示，12FDX 工藝已經(jīng)“相當(dāng)成熟”。

5nm 或 3nm
格羅方德新任首席執(zhí)行官 Tom Caufield 最近說過，格羅方德正在為他們下一個(gè)晶圓廠尋找合作伙伴，他認(rèn)為可能不是 5nm，而是不得不選擇 3nm。

我向 Gary 問起了這件事情。

Gary 說，節(jié)點(diǎn)工藝尺寸標(biāo)注什么樣的數(shù)字取決于市場(chǎng)營(yíng)銷的需求，但 7LP 之后的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)將是一個(gè)全新的架構(gòu)，提供完整的節(jié)點(diǎn)縮放。

我認(rèn)為，基于 7LP 的完整節(jié)點(diǎn)縮放（?2.0x），全新的架構(gòu)，這樣的工藝應(yīng)該和三星、臺(tái)積電將于 2021 年推出的 3nm 工藝類似。

結(jié)論
格羅方德在技術(shù)路線圖上表現(xiàn)良好，他們不僅擁有具有競(jìng)爭(zhēng)力的 7nm FinFET 產(chǎn)品，而且還是全球領(lǐng)先的 FD-SOI 技術(shù)供應(yīng)商。

更多有關(guān)半導(dǎo)體工藝的資訊，歡迎訪問 與非網(wǎng)半導(dǎo)體工藝專區(qū)

與非網(wǎng)編譯內(nèi)容，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)載！