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[導(dǎo)讀]格芯經(jīng)過慎重考慮,對產(chǎn)品路線圖進(jìn)行了重新的調(diào)整和定義,在宣布中止7nm等先進(jìn)工藝的研發(fā)之后,公司將把資金投入到客戶需求更加迫切的物聯(lián)網(wǎng)、IoT、5G和汽車等行業(yè)。而在這一轉(zhuǎn)型過程中,F(xiàn)inFET、FDX、RF和Analog Mixed Signal技術(shù)成為支撐格芯差異化發(fā)展戰(zhàn)略的四大支柱。

放棄7nm及以下先進(jìn)制程的研發(fā),取消成都工廠一期項(xiàng)目投資,兩則重磅消息讓全球第二大晶圓代工廠格芯一時(shí)處于輿論漩渦的中心。格芯做出這些重大決定的依據(jù)是什么?一系列放棄對格芯而言是喜是憂?日前,在2018格芯技術(shù)大會上,公司高層對此做出了詳盡解釋。

為何放棄7nm?

格芯全球銷售和業(yè)務(wù)發(fā)展的高級副總裁Mike Cadigan對此回應(yīng)稱,公司新任CEO Tom Caulfield在今年三月上任之后所做的第一件事情,就是通過拜訪客戶了解他們是如何看待公司的。根據(jù)反饋,Caulfield認(rèn)為格芯的客戶一方面希望格芯所做的投入、投資與自身的技術(shù)發(fā)展方向一致;另一方面希望格芯在財(cái)務(wù)上保持穩(wěn)健,因?yàn)?ldquo;只有穩(wěn)健的格芯才能滿足他們未來十年的芯片生產(chǎn)需求。”

而從技術(shù)角度來看,Mike Cadigan認(rèn)為近年來隨著先進(jìn)工藝的研發(fā)支出開始飆升,遵循摩爾定律所帶來的投資回報(bào)正變得越來越低,這使得12納米以下工藝節(jié)點(diǎn)對用戶的吸引力,以及能夠追隨先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的公司數(shù)量越來越少。與之相反,絕大部分客戶反而對差異化工藝表現(xiàn)出了濃厚的興趣。格芯方面提供的數(shù)據(jù)顯示,未來,12納米以上節(jié)點(diǎn)的市場金額不但不會縮小,反而將從2018年的560億美元上升至2022年的650億美元。

 

 

因此,格芯經(jīng)過慎重考慮,對產(chǎn)品路線圖進(jìn)行了重新的調(diào)整和定義,在宣布中止7nm等先進(jìn)工藝的研發(fā)之后,公司將把資金投入到客戶需求更加迫切的物聯(lián)網(wǎng)、IoT、5G和汽車等行業(yè)。而在這一轉(zhuǎn)型過程中,F(xiàn)inFET、FDX、RF和Analog Mixed Signal技術(shù)成為支撐格芯差異化發(fā)展戰(zhàn)略的四大支柱。

 

 

下圖是格芯首席技術(shù)官兼全球研發(fā)高級副總裁Gary Patton在兩年前演講時(shí)的PPT,可以看出,當(dāng)時(shí)格芯的戰(zhàn)略是致力于在先進(jìn)節(jié)點(diǎn)演進(jìn)、系統(tǒng)級差異化和制造技術(shù)差異化三個(gè)維度方面的積極推進(jìn)。相比之下,在最新的PPT中,先進(jìn)節(jié)點(diǎn)演進(jìn)這一維度已經(jīng)被刪除,其它兩方面成為新的發(fā)力方向。

 

 

Gary Patton表示,終止7nm技術(shù)并不意味著格芯對FinFET工藝的放棄。只不過,在推動(dòng)FinFET工藝從28nm-14nm-12nm發(fā)展的同時(shí),相比以往更關(guān)注晶體管微縮,格芯會更專注差異化發(fā)展,持續(xù)提升芯片性能,滿足開發(fā)者需求。

眾所周知,F(xiàn)inFET和FD-SOI一直是格芯發(fā)展的雙翼。在格芯看來,F(xiàn)D-SOI這個(gè)擁有低功耗、低成本和高性能的工藝將和FinFET形成優(yōu)勢互補(bǔ),前者幫助用戶在芯片性能、功耗、成本之間實(shí)現(xiàn)平衡,后者則幫助用戶實(shí)現(xiàn)更高性能。未來,數(shù)字射頻/模擬、毫米波、eMRAM、超低功耗/超低泄露、以及反向體偏差技術(shù),都將是FDX重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。

22FDX是格芯最重要的技術(shù)平臺之一。采用22納米FD-SOI技術(shù),相較于標(biāo)準(zhǔn)的28nm節(jié)點(diǎn)技術(shù),裸晶尺寸可以縮小高達(dá)40%。此外,22FDX還提供第二代FD-SOI 晶體管,相比28nm降低近70%的功耗,且具有與FinFET技術(shù)類似的功耗效率。

在Gary Patton展示的路線圖上,22FDX接下來會繼續(xù)向12FDX工藝演進(jìn)。在被問及是否會像FinFET技術(shù)一樣在更小尺寸節(jié)點(diǎn)上面臨挑戰(zhàn)時(shí),他表示,隨著工藝節(jié)點(diǎn)越做越小,兩種技術(shù)都會遇到一樣的挑戰(zhàn)。但目前在22nm基礎(chǔ)之上,“我們還有很多文章可做”,12nm工藝估計(jì)在2-3年之后才會有客戶流片,還比較遙遠(yuǎn)。

 

 

射頻方面,格芯會在現(xiàn)有半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ)之上引入RF CMOS、RF SOI、毫米波、SiGe PA、SiGe HP等技術(shù),重點(diǎn)關(guān)注4G/5G射頻前端模組中的低噪聲放大器(LNA)、開關(guān)(Switcher)和調(diào)諧器(Tuner)應(yīng)用,代表性技術(shù)則包括面向LTE&sub-6GHz 8SW和面向毫米波的45RFSOI工藝。目前為止,格芯硅鍺PA芯片累計(jì)出貨達(dá)到80億片,使用RF SOI工藝的芯片更是高達(dá)300億片。而在模擬混合信號AMS方面,高壓CMOS、嵌入式閃存eNVM、BCD/BCD Lite、MEMS將會成為格芯未來面向消費(fèi)市場的主要利器。

設(shè)立全資ASIC子公司

成立專注于提供定制ASIC業(yè)務(wù)的全資子公司Avera Semi是格芯的又一項(xiàng)重大決定。

在格芯的官方介紹中,Avera Semi被描述為一家“擁有無與倫比的ASIC專業(yè)知識傳承,充分利用世界一流團(tuán)隊(duì),在過去25年中完成了2,000多項(xiàng)復(fù)雜設(shè)計(jì)”的優(yōu)秀公司,能夠提供14/12nm以及更成熟技術(shù)的ASIC產(chǎn)品,同時(shí)為客戶提供7nm及以下的新能力和替代代工工藝,具體業(yè)務(wù)包括:

• ASIC產(chǎn)品基于先進(jìn)且經(jīng)過驗(yàn)證的工藝技術(shù)(包括新建立的7nm晶圓廠合作關(guān)系)

• 豐富的IP產(chǎn)品組合,包括高速SerDes、高性能嵌入式TCAM、ARM®內(nèi)核以及經(jīng)過性能和密度優(yōu)化的嵌入式SRAM

• 經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)證的全面設(shè)計(jì)方法,基于眾多的一次成功結(jié)果,有助于降低開發(fā)成本并加快上市時(shí)間

• 先進(jìn)封裝選項(xiàng)可增加帶寬,消除I/O瓶頸,減少內(nèi)存面積、延遲和功耗

• 靈活的ASIC業(yè)務(wù)參與模式,使客戶能夠根據(jù)支持需求從經(jīng)驗(yàn)豐富的芯片設(shè)計(jì)、方法、測試和封裝團(tuán)隊(duì)補(bǔ)充內(nèi)部資源

目前,Avera Semi擁有850多名員工,年收入超過5億美元,14nm設(shè)計(jì)收入預(yù)計(jì)超過30億美元,為客戶在有線和無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心和存儲、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí),以及航空航天和國防等廣泛的市場上開發(fā)產(chǎn)品。

Gary Patton表示,之所以要成立這樣一家獨(dú)資的子公司,一是希望能夠通過這個(gè)獨(dú)資子公司把格芯ASIC業(yè)務(wù)拓展到新的細(xì)分市場,同時(shí)也給他們新的選擇,使其在12納米以下節(jié)點(diǎn)能夠和其他替代的廠家進(jìn)行合作。未來,ASIC解決方案會整合來自于格芯ASIC團(tuán)隊(duì)自己研發(fā)的IP以及來自于第三方的IP,用模組模塊化的形式交付給客戶。

FD-SOI工藝:“西方冷,東方熱”

盡管FD-SOI號稱有上述諸多優(yōu)勢,但在一些媒體報(bào)道中,對于該工藝的生產(chǎn)良率、專用晶圓片價(jià)格與供應(yīng)來源穩(wěn)定性,還有大量生產(chǎn)確切時(shí)程、整體技術(shù)支持生態(tài)系統(tǒng)完整性,產(chǎn)業(yè)界仍有諸多疑慮,歐美支持者也只有ST、NXP、格芯等少數(shù)幾家大廠。但在東方,尤其是在中國,情景完全不一樣,無論是政府還是產(chǎn)業(yè)都給予了極大的支持和關(guān)注,并且認(rèn)為這是一劑能夠幫助中國趕上世界先進(jìn)水平的良方。

那么,事實(shí)是否果真如此?FD-SOI工藝正在遭遇“西方冷,東方熱”的情形?

Mike Cadigan告訴《電子工程專輯》記者,F(xiàn)DX平臺無論從性能還是功耗方面來看,對意在提供差異化解決方案的用戶來說絕對是非常不錯(cuò)的選擇,那些已經(jīng)采用FDX平臺成功進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)的客戶就是最好的例證。今年7月,格芯官方就曾宣布,其22nm FD-SOI (22FDX®50)技術(shù)已經(jīng)獲得了全球五十多家公司的設(shè)計(jì)采用,中標(biāo)收入逾20億美元,良品率達(dá)到80%-90%。

目前,有6家中國公司的8款產(chǎn)品用了FDX平臺進(jìn)行設(shè)計(jì),包括最新宣布的云天勵(lì)飛和瑞芯微電子采用格芯22FDX技術(shù)自主研發(fā)設(shè)計(jì)的AI芯片,以及芯原面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推出基于格芯22FDX FD-SOI工藝的超低功耗BLE 5.0 RF IP。

 

 

“FDX的發(fā)展和邊緣計(jì)算的發(fā)展息息相關(guān)。”Mike Cadigan說格芯沒有選擇通過對FinFET技術(shù)進(jìn)行“修修補(bǔ)補(bǔ)”的微調(diào)以適應(yīng)邊緣計(jì)算的需求,而是從一開始就決定打造一個(gè)針對邊緣應(yīng)用優(yōu)化的全新平臺,因?yàn)槿谋MFD-SOI技術(shù)實(shí)現(xiàn)了性能、功耗以及成本之間的優(yōu)化,再結(jié)合正向體偏差和射頻技術(shù),比FinFET更為適合物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算。盡管后者可能會在某些低功耗應(yīng)用中與SOI相競爭,但從全局來看,仍然無法與之匹敵。

成都工廠的未來

10月26日,格芯官方宣布,基于市場條件變化、近期宣布的重新專注于差異化解決方案,以及與潛在客戶的商議,格芯與成都合作伙伴簽署了投資合作協(xié)議修正案,將取消對成熟工藝技術(shù)(180nm/130nm)的原項(xiàng)目一期投資。同時(shí),將修訂項(xiàng)目時(shí)間表,以更好地調(diào)整產(chǎn)能,滿足基于中國的對差異化產(chǎn)品的需求,包括格芯業(yè)界領(lǐng)先的22FDX技術(shù)。

格芯全球副總裁兼大中華區(qū)總經(jīng)理白農(nóng)在本刊接受采訪時(shí)表示,自去年2017年面世以來,很多客戶都在22 FDX進(jìn)行了正式的流片,且開始有了大量的生產(chǎn),隨著發(fā)展,這個(gè)工藝的需求量將會持續(xù)增長,接下來,格芯會跟成都方面重新規(guī)劃具體的時(shí)間表和產(chǎn)能。

但就目前來看,雙方合作最積極的第一步將是打造FD-SOI生態(tài)系統(tǒng),尤其是針對中國市場所需要的IP。“中國客戶與國外大客戶的需求存在差異。海外的客戶很多依靠自己的研發(fā)能力把芯片設(shè)計(jì)完成,中國客戶更傾向于使用第三方提供的IP和完整的設(shè)計(jì)平臺,因此我們必須加速這方面的工作進(jìn)度。”他說。

截至目前,F(xiàn)DX IP提供商的數(shù)量已經(jīng)從開始時(shí)的7家增加到現(xiàn)在的54家,RF IP提供商也從2018年初的7家增加到現(xiàn)在的16家。

 

 

針對外界流傳的“格芯德累斯頓工廠產(chǎn)能目前都還沒有完全到達(dá)100%的滿載狀況,不可能將產(chǎn)能轉(zhuǎn)移到成都廠”的傳言,白農(nóng)回應(yīng)稱,F(xiàn)DX技術(shù)目前正處于爬坡期,德累斯頓工廠依舊需要有額外的生產(chǎn)能力。按照之前的規(guī)劃,成都工廠第二期已經(jīng)預(yù)見到會在一定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)承接德累斯頓工廠的產(chǎn)能,只是目前還沒有開始籌建成都工廠FDX的產(chǎn)能,但背后的驅(qū)動(dòng)原因完全沒有發(fā)生改變。

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