Foundry výrobce čipů GlobalFoundries, vzniklý z továren původně patřících AMD, se v roce 2018 stáhl ze soutěže o pokročilé výrobní procesy, když nenasadil svůj interně 7nm proces s technologií EUV do komerční výroby. Je to škoda, protože se tak stalo jen pár let před pozdější konjunkturou poptávky po křemíku. Firma ale možná přece jen nabídne modernější proces. Slibuje teď novou výrobní technologii, která má čipy „7nm třídy“ umožnit.
FD-SOI technologie 7nm třídy
Firma GlobalFoundries zdědila po AMD linii výrobních procesů používajících speciální SOI (Silicon on Insulator) wafery. Vzhledem k tomu, že většina výrobců se jim vyhýbá, AMD nakonec samo přešlo na standardní („bulk“) wafery a snažila se o to i GlobalFoundries. Nicméně po ukončení snah o 7nm technologii se z SOI procesů, respektive jejich FD-SOI (Fully Depleted SOI), stala specialita, na kterou GlobalFoundries láká zákazníky. Už to ale není proces pro výkonné procesory a GPU, ale pro speciální aplikace a třeba i analogové a rádiové aplikace.
GlobalFoundries má aktuálně v běžné výrobě 22nm FD-SOI proces 22FDX uvedený v roce 2015, ale nyní oznámila novou generaci nazvanou FDX Fusion, která má dosáhnout parametrů „7nm třídy“. V tomto označení může být určitá licence, takže bychom nepředpokládali, že výkon nebo hustota tranzistorů určitě bude odpovídat nejlepším 7nm technologiím TSMC nebo Intelu. Snad by ale měl mít výrazně lepší parametry proti předchozím SOI technologiím a být tak atraktivní pro to, co se dnes vyrábí na starších 14nm, 10nm a možná i částečně 7nm linkách.
Objevila se informace, že proces FDX Fusion údajně údajnou „7nm třídu“ má používat planární tranzistory a nikoliv tranzistory typu FinFET, byť to tisková zpráva GlobalFoundries nezmiňuje. Má jít o „zcela novou generaci“ technologie FD-SOI s novými technologiemi práce se substrátem, novými kovovými vrstvami a „inovacemi v tranzistorech“, což ale nemusí novou strukturu či FinFET znamenat. Rozhovor, který GlobalFoundries poskytla EE Times, skutečně zmiňuje, že substrát FD-SOI waferů supluje potřebu používat FinFETové tranzistory, takže technologie by opravdu mohla obsahovat jednodušší planární tranzistory. Obejde se také bez EUV strojů. Výroba čipů na procesu FDX Fusion má vyžadovat okolo 50 masek, méně než na pokročilých EVU procesech.
FDX Fusion má mít 2× lepší hustotu tranzistorů než 22nm proces 22FDX. Zlepšení ve výkonu digitálních logických obvodů má prý odpovídat oné „7nm třídě“ a přepínání tranzistorů pro potřeby RF aplikací (bezdrátová komunikace, radary) má údajně být schopné běžet až frekvencí 0,5 THz. Proces má být připraven na aplikace pracující s analogovým a smíšeným signálem, má díky FD-SOI také umožňovat provoz čipu s nízkými únikovými proudy (leakage) a podporuje také integraci nevolatilní paměti. Pro proces také budou připravené IP bloky jako jádra RISC-V, MIPS nebo ARC (nikoliv Arm, ARC je nesouvisející starší architektura embedded jader původně od Synopsys, která tuto technologii letos odprodala GlobalFoundries a přeorientovala se na RISC-V).
V tiskové zprávě GlobalFoundries píše, že by se technologie mohla hodit pro aplikace „fyzické AI“, ale hlavními uživateli asi opět budou tradičnější odvětví jako čipy pro automobily a analogové obvody pro rádiové technologie (což mohu být i radary pro auta). Zájem zdá se vyjádřily firmy Bosch, BMW, Infineon, NXP, CEA-Leti Siemens a také Tesla. Pro produkty jsou jsou mobilní SoC, GPU nebo procesory ale pochopitelně bude problém, že čipy budou vyžadovat odlišný fyzický design a přepracování existujících bloků navržených pro bulk procesy, takže zde bude bariéra pro nové klienty, kteří již SOI čipy nevyráběli předtím.
Továrna GlobalFoundries v Drážďanech
Výroba v Německu kousek od nás
Pro nás je na této zprávě zajímavé, že centrem výroby na tomto novém FD-SOI procesu bude Evropa, byť GlobalFoundries je nadnárodní firma. Výroba bude totiž podobně jako další FD-SOI procesy fungovat v bývalých továrnách AMD v Drážďanech kus od našich hranic. Kapacita výroby v Drážďanech má být také rozšířena, údajně na více než milion 300mm waferů ročně v roce 2028. Dnes je kapacita 950 000 tisíc waferů ročně a továrna má přes 3000 zaměstnanců.
GlobalFoundries chce výrobu spustit už v roce 2028, ale uvidíme, zda to zase neskončí nějakými zpožděními. Klienti budou moci technologii analyzovat začátkem roku 2027 a tzv. PDK pro návrh čipů vyjde v polovině roku 2027.
Kam se poděl 12nm předchůdce?
Doufejme, že se tuto technologii podaří skutečně uvést do praxe. GlobalFoundries měla v přípravě také 12nm proces 12FDX, který ale zdá se „produktizován“ stále nebyl a není jasné, zda je to ještě v plánu. Ještě před pár lety byla ale technologie stále v roadmapě firmy – je možné, že uvedení uvázlo například na absenci zákazníků, protože do roadmapy firma tuto technologii napsala už v roce 2016 a za tu dobu by měl vývoj být hotový. Uvidíme, zda se třeba nepřetransformoval právě do toho, co teď má být uvedeno pod jménem FDX Fusion – všimněte si nápadně chybějícího čísla v názvu, ostatně, které by mohlo na určitý podíl rebrandingu ukazovat.
Zdroj: GlobalFoundries, EE Times
ČLÁNKY DO MAILU