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格芯中国总裁白农:FD-SOI+FinFET双技术路线超越之道

类别:行业访谈  出处:捷配电子市场网  发布于:2018-01-09 09:53:20 | 522 次阅读

  成都高新区西部园区,代号“Fab11”的晶圆代工厂工地上,高峰期多达六七千的工人们正在如火如荼地工作着。

  这是中国西南地区首条12英寸晶圆生产线,建成后将成为世界上标准最高、体量最大的晶圆代工厂之一,也是格芯(GLOBALFOUNDRIES)在全球的第11座晶圆代工厂。

  时间回溯到2017年2月,当时,原中文名格罗方德的GLOBALFOUNDRIES,随着 “Fab11”项目落户成都,正式更名为格芯,这只是格芯融入中国市场的第一步。

  “当其他厂商都只关注于努力压榨更多的数字性能的时候,格芯想要做的更多。”

  格芯全球副总裁兼大中华区总经理白农在接受半导体行业观察专访时表示,坚定不移地走FD-SOI和FinFET双技术路线,服务中国市场,实现新的跨越,是格芯的目标与坚持!

  1、整合并购,投资未来,230亿美金的布局

  年销售额增长率15%,市占率11%,从2009年成立的短短几年内,格芯是如何成长成为全球第二大晶圆代工厂,取得如此令人瞩目的成绩的呢?

  首先,让我们回顾格芯的成长壮大之路。

  格芯脱胎于AMD。2008年,AMD将晶圆制造业务卖给中东阿联酋阿布扎比先进技术投资公司(ATIC),以建立专注于晶圆代工的半导体制造企业,之后还引入了穆巴达拉发展公司(Mubadala)的国家大基金。

  2009年3月2日,一个全新的晶圆代工厂GLOBALFOUNDRIES就此成立。

  成立之初,GLOBALFOUNDRIES的主要业务就是承担AMD处理器和图形芯片的制造,并在此基础之上寻求更大的发展机遇。

  半导体一直是一个追求规模经济的行业,通过整合并购来快速发展壮大,实现经济规模的跨越式发展——“三级跳”,是半导体企业的一张王牌。

  2009年十月,刚成立不久的GLOBALFOUNDRIES便以现金形式收购全球第三大晶圆代工厂——新加坡特许半导体,也正是这一收购使GLOBALFOUNDRIES一举超越联电,成为全球第二大晶圆代工厂。

  2015年,IBM倒贴15亿美元将其芯片制造业务出售给GLOBALFOUNDRIES。在此基础之上,2016年,格芯稳居全球晶圆代工第二把交椅。

  “在格芯成立的近十年时间里,公司的独立股东已经陆续投入了约数百亿美元。”白农表示,“纯晶圆代工,是格芯的核心发展方向,而只有不断的进行技术研发和投入,才能够保持格芯在这个方向上的领先地位和优势。”

  2、世界向东,格芯向西,与中国市场的双赢

  在格芯的全球布局版图中,中国市场深受重视。目前中国有将近80%芯片来自进口,提高芯片自给率势在必行,未来几年内,设计业将保持高速增长。格芯这两年在中国的大手笔投资,也正是顺应了这一历史潮流,进入飞驰向前的快车道。 2017年2月,格芯正式启动成都300mm晶圆制造生产线的建设。

  该晶圆制造工厂为格芯与成都地方政府合资,共分两期建设,第一期为12英寸成熟工艺(180纳米与130纳米CMOS逻辑及衍生工艺),技术主要从新加坡引进,计划将于2018年正式投产,预计产能每月2万片;第二期为22纳米全耗尽绝缘层上硅(FD-SOI)工艺,技术主要从德国引进,计划将于2019年正式投产,预计产能约每月6.5万片。包含配套措施在内的两期投资总额约为100亿美元,预计最终将有约3,500名员工参与Fab 11的运营。

  白农向半导体行业观察透露,格芯300mm晶圆厂之所以选择落地成都,有很多深层次的原因。

  首先,成都市政府对半导体产业极为重视并将支持深入实处,提供充满吸引力的财政、教育及其他激励措施。成都市政府明确表示,将建设半导体产业作为一项长久的事业,其最终目标不仅仅是在成都建设一个晶圆代工厂,而是要在此基础之上,建立完整的芯片设计和制造生态圈,将成都打造成为独一无二的半导体中心城市。“这个目标对格芯的触动非常大,也非常契合格芯打造生态系统的发展战略。”

  其次,成都具有非常成熟的招商及配套服务体系。在引入英特尔、德州仪器、富士康、西门子这些国际化企业的过程中,成都积累了丰富的合作经验,也非常了解跨国公司的需求。白农表示,格芯与成都市政府的沟通非常顺畅,这也是格芯能够在短时间内顺利落地,Fab11建设全速推进的保障。

  “同时,晶圆厂建成之后,需要大量的半导体专业人才进行维护和运营,我们在选址时极为重视人才因素。”成都拥有包括电子科技大学、西南交通大学等半导体重点高校,培养了很多高端人才,帮助格芯在Fab11建成后,快速地招募到合适的人才。而且成都拥有非常宜居的生活环境,人才流失率也很低。

  “综合以上种种因素,尽管其他城市也发出了诚恳的邀约,格芯最终决定在成都建设晶圆厂,并且还将在这里持续、长久地投入。”白农表示。

  以成都为发端,格芯正置身于巨大的历史机遇之中,不单为全国的电子制造商生产所需芯片,更可以在中国半导体业的发展中扮演重要角色,成为拥有独特优势和世界级技术资源的中国市场可信赖合作伙伴。

  3、FD-SOI + FinFET: 双技术路线下的格芯

  “在2015年收购IBM半导体业务之前,格芯就认识到提供差异化晶圆制造服务的重要性。”白农表示,格芯与IBM有多年的良好合作历史,随着这次收购,服务于不同终端应用的制造工艺组合更加成熟,在2016年9月份,格芯正式宣布FD-SOI(全耗尽绝缘层上硅)+ FinFET工艺双路线图这一核心战略。

  为什么要做双技术路线规划呢?

  “针对高端市场,我们主推FinFET工艺。”白农解释道,格芯正在研发尖端的7nm FinFET工艺(7LP),预计明年开始量产。而FD-SOI技术能为应用提供独特的性能、射频功能、功耗、尺寸和成本组合,使其完美地匹配中国终端市场的需求 – 包括电池供电类、移动业务无线计算设备、物联网、无人驾驶/辅助驾驶及5G类应用。

  根据Gartner的研究显示,FinFET的设计复杂程度约为28纳米技术的两倍,而格芯22纳米FD-SOI工艺(即22FDX?)能提供14/16纳米FinFET技术的性能。充分利用软件控制的背栅偏置方法则能够带来更多设计灵活度,非常适合低功耗需求的应用。同时,它还支持利用电池功能的物联网应用所需的超低功耗系统及超低漏电设计库,适合高性能数字库与模拟射频电路的集成。此外,相比FinFET,FD-SOI的截止频率Ft/Fmax更高,可以支持更高的射频频段,包括毫米波频段,射频电路匹配性能更好。

  白农表示,虽然格芯没有公布在FinFET工艺和FD-SOI技术的分别精确投入金额,但是绝大多数的资金还是用于FinFET工艺。以22FDX为例,可以70%以上复用28nm体硅工艺的设备,无需二次投入。

  法国研究机构CEA-Leti的研究结果表明,FD-SOI工艺至少可以发展到7纳米。但正如格芯CEO Sanjay Jha所言,“在半导体行业,停止投资就是停止竞争”,发挥FD-SOI的低功耗、高可靠性技术优势的前提,是长期坚持不懈的研发投入。在前四大纯晶圆代工厂(台积电、格芯、联电、中芯国际)中,只有格芯有清晰的FD-SOI工艺发展路线图:德国德累斯顿工厂将在2017年量产22FDX,2019年量产12 FDX。成都Fab11二期投产后,也将提供约每月6.5万片的产能。

  格芯的在FD-SOI领域坚持不懈的耕耘,以及先进制造能力,是FD-SOI大规模商用的制胜因素;而不可或缺、需要与之形成合力的,则是一个亟待发展的生态系统。

  4、FD-SOI生态系统,换道超车的历史机遇

  曾经,生态系统的不完善,是掣肘FD-SOI技术的一大难题。

  首先,SOI硅片相对体硅片的高成本,与规模经济不够,陷入互为因果的僵局。目前8英寸SOI硅片价格为300至400美元每片,而体硅片仅为30至40美元每片,价格相差十倍。而SOI硅片成本之所以高,又恰恰是因为规模经济不够,上游硅原片提供商只能将价格维持在高位。

  其次,基于SOI技术的成熟IP种类和数量,仍远远少于标准CMOS工艺。客户在设计相关产品时,缺乏经验、设计能力的不足,也无形中抬高了使用FD-SOI工艺的门槛。

  牵一发而动全身,FD-SOI生态破冰需集产业之合力。为此,格芯不仅持续扩产以促进规模经济,而且提出FD-SOI产业生态圈行动计划(FDXcelerator),通过与各个领域内最领先的伙伴合作,为客户的成功设计提供支持。从ASIC合作伙伴 、IP供应商、设计工具厂商,到设计服务供应商、掩膜服务供应商和组装/测试供应商,FDXcelerator生态系统涵盖供应链的方方面面,结合格芯的运营,以确保为客户提供高效的量产计划。

  而在建的成都300mm晶圆厂,正是格芯主导发展FD-SOI生态系统的有力证明。无论是当前的22nm FD-SOI还是下一代的12nm FD-SOI工艺,格芯都在积极的寻求合作,打造独一无二的IP生态系统。此外,在今年举行的格芯技术大会上,Synopsys、Cadence等EDA厂商也都纷纷表示与格芯在FD-SOI工艺方面达成了合作。

  “尽管成都工厂现在还在建设中,格芯已经在同步打造基于22FDX的完整生态圈,如同磁铁一般,吸引更多的技术公司加入。”白农表示。

  5、ASIC系统解决方案,成就中国客户

  2015年在完成对IBM微电子部的收购后,格芯将原IBM的上海、北京ASIC设计/开发团队收入麾下,不仅使得格芯中国的员工规模从之前的100人左右成长到200多人,更补齐了晶圆制造服务相配套的设计服务版块。

  针对不同类型的终端应用,包括新一代云服务,计算,储存,移动设备及有线网络基础设施, 格芯提供的系统级ASIC设计方案,集成了多方优势,包括丰富的IP组合和先进的封装选项。

  白农表示,格芯拥有业内应用最广的ASIC设计服务、高度差异化的IP、定制芯片和先进的封装技术,能够提供真正的端到端设计方案,帮助实现设计上的“一次成功”,并帮助产品快速进入市场。早在成都Fab 11还在建时,22FDX业务已经同步开展,格芯的ASIC工程师已在现场为中国的芯片设计公司提供22FDX项目的支持。

  格芯ASIC业务的持续增长,为中国客户提供更加细致深入的本土化服务,助力中国半导体产业的发展;而客户设计能力的提高又促进了格芯在中国晶圆制造服务的发展,实现了双赢。

  6、半导体的未来十年在中国

  格芯首席执行官 Sanjay Jha曾说过,现在半导体对社会的贡献只是开始,未来十年将会是我们生活中最具变革性的。而变革的焦点,就在中国。

  从共享单车到移动支付,在很多新兴应用领域,中国都悄然变身趋势领导者,而不再是扮演追随者的角色。终端市场的繁荣,同时为半导体产业的发展带来了巨大的市场机遇。在一个多元化的市场,所需的产品和技术与传统有着很大的差别,小公司拥有更多的机会,只要获得用户认可,就能够赢得市场。

  格芯早就敏锐地看到,中国芯片设计业态的这些改变。”我们很难知道未来十年哪一家企业能够成长为巨头,也许有些现在还是小公司,但前途光明,我们也会尽全力配合客户的成长。”白农强调,以开放的态度投入资源,迎合市场的发展,格芯才能够抓住未来的发展趋势。

  另一方面,白农指出,中国设计公司更容易接受新的技术。

  成熟设计公司的策略倾向于规避风险,在工艺的选择上,同样会偏向于保守,跟随主流的工艺升级路线亦步亦趋。但国内的一些初创公司不同,他们更加敢于尝试,押注更具差异化的产品,正需要格芯FD-SOI这样的工艺平台来提高产品竞争力。

  除了支持初创公司之外,格芯还与高校进行密切的合作,为中国半导体产业的未来,做好人才储备。“FD-SOI目前还比较新,如果学生在校就可以提前熟悉起来,并将经验带入之后的工作中,也能够推动FD-SOI技术的发展。”

  格芯在北京、上海、成都等地的高校开设专门课程,详解FD-SOI工艺、流片、测试的技术细节;并资助电子科技大学的优秀学生去德国学习;通过多样化的方式,不断推进FD-SOI生态系统的建立和产业的发展。

  7、跨界融合,终身学习方为成功之道

  格芯是一家高度全球协作的跨国企业,白农这样形容自己的日常工作状态,“早上赶美国西岸下午时间,晚上赶美国东岸和德国时间,基本上一天16小时甚至更久,需要与客户或者同事交流。”工作之外,白农是一名长跑爱好者,这是他自我调节的生活方式。

  “工作中,每一段经历都能让我学习到不一样的东西。”回顾自己20多年的半导体从业经历,白农感慨道,必须时刻以海绵吸水的心态,不断更新自己的知识版图,才能够碰撞出跨界融合的火花。

  从密歇根大学电子工程专业毕业后,白农的第一份工作是在英特尔担任微处理器设计工程师, 在做了几年技术之后,进入麦肯锡咨询公司担任顾问。白农发现,观察分析市场的发展和规律,然后将思考的结晶与企业决策者沟通,去影响其他人的想法,甚至推动企业革新的战略,是一件非常有趣的事情。从中习得的分析方法和沟通技巧,对于之后的工作更是大有裨益。

  接着,白农又回到了半导体业界,进入高通负责全球业务拓展、产品管理和规划,刚好经历了高通从一家中型公司,成长为移动时代霸主的过程。加盟格芯前,白农还曾担任摩托罗拉移动事业部副总裁和三星集团业务拓展副总裁,制订移动和半导体业务战略计划和主导投资项目,直面半导体下游终端客户,也更加理解用户的真正需求。

  “这些不同工作角色中积累的经验,让我深刻地体会到,绝不能抛开产品谈工艺,也不能忽略工艺去设计产品。”白农表示,应当充分认识到工艺和产品的紧密联系,理解客户需求和市场趋势,才能有针对性地提供工艺平台,这也是格芯的成功之道。

  白农认为未来十年甚至更久,是中国半导体发展的黄金时代,因此鼓励更多优秀的年轻人,投身半导体行业,在技术上精益求精,同时深入了解市场和客户需求,跨界融合,终身学习方为成功之道!

关键词:格芯 白农 

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