據(jù)了解，GlobalFoundries正在和包括Amkor在內(nèi)的多家封裝廠(chǎng)合作開(kāi)發(fā)TSV堆疊晶片制造流程。其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手──臺(tái)積電(TSMC)則是在去年底宣布，將獨(dú)自開(kāi)發(fā)所有的3D堆疊制程步驟，并表示這種做法將能降低因應(yīng)3D制程而薄化的晶片在搬運(yùn)時(shí)所產(chǎn)生的成本與風(fēng)險(xiǎn)。

“我們的客戶(hù)要求我們提出替代方案，”GlobalFoundries封裝研發(fā)部資深主管Dave McCann說(shuō)。

[!--empirenews.page--]“他們不希望所有的業(yè)務(wù)都被單一公司掌控，他們希望的是在產(chǎn)量、價(jià)格和各種選項(xiàng)方面都能具備足夠的透明度，”McCann說(shuō)。McCann一年前才從Amkor公司離開(kāi)，加入GlobalFoundries。“臺(tái)積電是把所有事情一手包辦，而且否定了封裝公司的專(zhuān)長(zhǎng)，這代表客戶(hù)必須凡事都與他們的專(zhuān)家聯(lián)系，”他表示。

McCann表示，一些晶片設(shè)計(jì)師會(huì)希望能定義自己的3D晶片堆疊供應(yīng)鏈，但也有另一些會(huì)希望由GlobalFoundries 來(lái)建立供應(yīng)鏈。

“這個(gè)市場(chǎng)絕對(duì)不會(huì)只有一個(gè)供應(yīng)鏈，”他說(shuō)。“我們選擇的業(yè)務(wù)模式，在一開(kāi)始時(shí)是非常辛苦的，但我們認(rèn)為，這將為半導(dǎo)體產(chǎn)??業(yè)帶來(lái)最佳的長(zhǎng)期解決方案，”他表示。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在轉(zhuǎn)向采用垂直的TSV銅互連技術(shù)，于單一封裝中整合多個(gè)晶片。這種方法可望藉由顯著提升邏輯和記憶體之間的速度和頻寬來(lái)大幅提升晶片性能。

GlobalFoundries已經(jīng)在開(kāi)發(fā)工具套件上投入了上千萬(wàn)美元。其中包括與系統(tǒng)供應(yīng)商合作，添加厚光阻以定位TSV位置并蝕刻過(guò)孔；開(kāi)發(fā)在電洞上沉積氧化層、長(zhǎng)成阻障層和銅種晶層的系統(tǒng)，以及CMP平坦??化處理。

McCann表示，該系統(tǒng)必須在七月底前全數(shù)安裝完成，目前已安裝約一半左右。該公司希望今年十月能試產(chǎn)首批20nm測(cè)試晶圓，今年底前拿到封裝伙伴的相關(guān)晶片資料。

[!--empirenews.page--]依照GlobalFoundries的進(jìn)度表，至少在明年初，該公司就必須掌握所有可靠的資料。這些資料將用來(lái)更新該公司的制程設(shè)計(jì)套件，因此客戶(hù)便可??從明年上半年起開(kāi)始進(jìn)行產(chǎn)品品質(zhì)測(cè)試。

如果一切順利，首個(gè)采用20nm和28nm節(jié)點(diǎn)和TSV技術(shù)的產(chǎn)品將能在2013年下半年進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)，2014年則可望進(jìn)入量產(chǎn)，McCann說(shuō)。

未來(lái)的挑戰(zhàn)還包括晶圓廠(chǎng)和封裝廠(chǎng)必須具備共同的計(jì)量工具和制程，以確保TSV過(guò)孔的深度和填充水平一致。GlobalFoundries會(huì)提供TSV深度55微米厚晶圓給封裝廠(chǎng)，由封裝廠(chǎng)薄化晶圓并在背面鍍上金屬，McCann表示。

電鍍速度和測(cè)試技術(shù)是決定良率和成本的關(guān)鍵，McCann說(shuō)，目前EDA公司正在開(kāi)發(fā)可控制區(qū)塊布局的工具，可望在未來(lái)的設(shè)計(jì)中，對(duì)邏輯晶粒之間的垂直連接進(jìn)行最佳化。

如果業(yè)界對(duì)TSV的需求夠多， GlobalFoundries 還將加入位在德國(guó)Dresden的Fab 1廠(chǎng)。另外，若需求超出紐約制造廠(chǎng)產(chǎn)能，該公司另一座位在新加坡的晶圓廠(chǎng)也能用來(lái)因應(yīng)額外的2.5D晶片制造。GlobalFoundries 也正尋求在微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)和其他產(chǎn)品中使用TSV 的可能性。

截至目前為止，共有三種類(lèi)型的晶片設(shè)計(jì)需要使用到TSV 技術(shù)。首先是高階行動(dòng)應(yīng)用處理器，它們主要運(yùn)用TSV 來(lái)連接記憶體；另外還包括高階繪圖晶片和CPU，這二種產(chǎn)品都運(yùn)用TSV 技術(shù)來(lái)連接DRAM 和其他記憶體堆疊，McCann說(shuō)。他同時(shí)表示，這三種產(chǎn)品都將在2014年量產(chǎn)。

網(wǎng)路處理器的腳步又更快一些，因?yàn)檫@類(lèi)產(chǎn)品主要使用矽中介層，以side-by-side的方式來(lái)連接處理器和記憶體晶粒。[!--empirenews.page--]“網(wǎng)路處理器產(chǎn)生的熱會(huì)形成最大的DRAM接面溫度，”McCann說(shuō)。

目前，包括GlobalFoundries 、 IBM 和三星(Samsung)組成的通用平臺(tái)小組都尚未就3D晶片堆疊制程合作進(jìn)行定義。該小組的重心一直在制程技術(shù)，而非封裝。

GlobalFoundries最近宣布，已出貨25萬(wàn)片采用其32nm和28nm制程和high-k金屬閘極技術(shù)的晶圓。其20nm制程也將以HKMG技術(shù)為基礎(chǔ)。GlobalFoundries表示，在14nm 以前該公司還不會(huì)使用3D電晶體，即所謂的FinFET 。