GlobalFoundries執行長Sanjay Jha在加入該公司之前,曾經擔任摩托羅拉行動公司的董事長兼CEO。

GlobalFoundries是全球領先的半導體代工廠之一,生產基地橫跨三大洲。該公司正不斷加強其於全球的佈局,並規劃了全耗盡型絕緣上覆矽(FD-SOI)和鰭式場效電晶體(FinFET)雙軌發展的道路:在中國,透過與成都合資建設一座300mm晶圓廠,引進其22FDX製程技術,攻佔低功耗物聯網(IoT)等應用,並承諾了下一代技術12FDX;在美國,約3月前,宣佈推出7nm FinFET (7LP)技術,針對高階行動處理器、雲端伺服器和網路基礎設施等場景。同時,5nm以及後續技術也在開發之中。

在最近一次與Jha的面對面會談中,他分享了對於電子產業和半導體代工業的觀察和展望,重點在於FD-SOI。

20171013_globalfoundries_NT61P1 GlobalFoundries執行長Sanjay Jha

你認為未來的熱點應用有哪些?實現的順序如何排列?

我認為主要是行動、物聯網、射頻(RF)和汽車。其中,行動、物聯網、射頻,這三個難分先後,但是汽車的應用可能會稍微晚一點。

我想聲明的一點是汽車應用的滯後是從我們的絕緣上覆矽(SOI)技術角度而論,但從FinFET的角度來看結果會有所不同。在這裡我主要針對的是SOI。

GlobalFoundries已在22FDX上建樹多年,為何最近英特爾(Intel)以及台積電(TSMC)等都相繼關注22nm這個製程節點?

首先這是300mm晶圓,如果是單一步驟光罩製程的話,22nm應該是一個最小的節點,原來是28nm。再往下走的話可能需要用多步的製程。

所以現在三家公司都在進入22nm節點,但每家在這個節點的製程側重點不一樣:台積電是22ULP (22nm Ultra Low Power)技術;我們側重的是22nm FD-SOI技術;而英特爾採用了FFL (FinFET Low Power)技術。這三種技術從性能以及複雜度來看各有不同。我們認為FDX技術應該是最優的。

英特爾認為FinFET將是未來的主流技術,你如何看待這個觀點?

FinFET跟FDX技術各有千秋,我們也做14nm和7nm的FinFET。

FinFET的應用跟FDX的應用有所不同,因為它的特點是高電流、高電容,所以它適用於大功率伺服器等,而用於行動的、以電池供電的、小功率、低成本的應用,比如說影像處理、還有物聯網採用的晶片以及感測器等,這些可能採用FDX的技術更為合適。

從製造的複雜度方面可以看到FDX的光罩是36層,而FFL至少要47層。從不同的應用來講,針對英特爾的技術,可能更適合用於伺服器的這些大電流、大電容的晶片,而物聯網、射頻還有影像處理,這些更適合採用FDX技術。

現在,在FD-SOI的發展藍圖中,出現了28nm、22nm、18nm和12nm不同的節點,你如何看待這個現象?

我覺得在FD-SOI這一領域,大家都在不斷地推動,對這個產業的發展來說是有益的。我們希望打造一個FD-SOI生態鏈,如果整個產業的發展能夠趨於一致,包括你說的節點,應該是一個好事情。

從我們的角度來講,FD-SOI產業要做好,其中之一是規模,而且代工廠需要不斷地投資,就像我們在成都建新的晶圓廠。

成都廠我自己去看過。如果你去看一下的話,建設的速度真的非常震撼,另外我們和政府之間的夥伴關係也非常好。

業界為什麼對FD-SOI的體偏壓功能還抱有一定的疑問?

其實並不是很難,可以給你畫個圖,訊號來了就打開閘(圖略)。

業界為什麼認為其是一個挑戰呢?比如說你原來只要考慮三件事情,現在需要考慮第四件事,有人會認為額外的東西對他是負擔、是挑戰。但是,透過體偏壓去控制閘是非常好的思路,會讓整個控制更為簡單。

這種思維一直都存在。舉一些例子,在半導體產業,我們克服過的重大挑戰非常多,難度上一點都不遜色於此,只是說以前沒有選擇去做。現在,是否採用體偏壓你是可以選擇的。在這種情況下,有些人對是不是走這條路會覺得非常的畏懼,覺得麻煩,因為你有其它路可以走。

那麼,你的建議是什麼?

我認為最終解決這個問題,還是要提供給客戶經過驗證和奏效的解決方案。做到了,他自然就會接受,讓我們客戶的工作更為簡單。

對於工程師來講有三大訴求:更快、低成本、高性能。如果只考慮前面兩個,可能體偏壓這個問題他無需太關注。但如果除了速度、成本還要加上高性能的話,一定會考慮這個功能。

業界對FD-SOI晶圓矽片的供應和成本也有所顧慮。如何加快這個環節的佈局?

這個問題並不是很難。因為任何一個新事物出來的時候,不願意走這一條路的人,總會說這裡有毛病、那裡有困難。

回顧一下,塊材矽(bulk silicon)一開始也是這樣的,後來量上去了,成本就下降了。對於FDX,我們感覺這個產業有一個明確的、明顯的推動態勢。從供應鏈來講,這個技術的確增加了複雜度,但是製程步驟會比原來少10到15步。

現在,三家供應商都在提供晶圓,同時也在不斷地投資,增加自己的產能,所以從製程的角度來看並沒有太大的問題。癥結在於半導體產業發展過程當中一直碰到的問題:新的事物出來總是有人不願意接受,總是從壞的方面去看這個問題,從消極的方面去看這個問題。

FDX相對於FFL等,在成本上是否具有優勢?

要從兩個方面看待這個問題:一個是售價、一個是成本。

從成本上面來說,22nm FinFET如果採用平面技術,製程步驟會多一些,製程控制的複雜度很高。對於FDX,底層的基板成本可能會高一點。確實很難同類的去比較各自成本的結構,但是考慮到我們在中國晶圓廠的建設投資以及規模產生的成本效應,從生產的成本來說,相對於英特爾的技術來講,可能略有優勢。但是,這個不一定反映在最終的市場售價上。我們也知道現在英特爾賣什麼樣的價格,因為這還是商業策略的驅動,所以從成本上面來說,我的判斷是FDX略有一點優勢。

注意到FDX的生態鏈夥伴已從數年前的7家增加到現在的30多家。新增加的主要是什麼廠商?

這些新增加的生態鏈夥伴主要是IP供應商。他們很明智、很理性的看到客戶有這個需求,願意針對IP進行投資。

這些IP主要是針對設計領域。比如說USB 3.0,原來用於28nm的晶片,如果客戶提出要重新設計做到FD-SOI,有這樣一些需求之後晶片設計公司就有動力設計這些東西。IP來自於這種需求,但背後是整個產業的市場需求。

20171013_globalfoundries_NT61P2 FDX的生態鏈

你如何看待FD-SOI的投資策略?

從投資上來講,FD-SOI需要的投資更少,但是市場成長更快。其實,我們在FinFET上面投資的絕對金額比FD-SOI大,但是FD-SOI的產能卻高過FinFET。

現在GlobalFoundries正在成都建設工廠,是否有計劃也在新加坡建立FD-SOI工廠?

沒有。但我們在新加坡有RF-SOI工廠。GlobalFoundries在射頻領域的市場份額位居第一,迄今為止,RF SOI晶片出貨量達到了320億片。

請預測FD-SOI在中國和全球的未來。

對於FD-SOI技術,我個人是充滿信心、非常樂觀,至少是針對我們專注的這些市場,而這些細分市場正好是發展非常快的市場。在可比的性能情況下,整個成本、複雜度都會下降,製程步驟會減少。

針對這樣的市場,我有信心,不只是中國,包括全球都是這樣。

你還有什麼想法願意分享?

針對摩爾定律,每個節點實現的速度在放緩,很多人認為唯一的出路是不斷地針對微縮進行投資,其實這不是唯一的考量。

針對這個真實世界中的應用,比如說物聯網、射頻、感測器等,這些未必需要5nm、7nm節點的技術。所以針對這些行動的應用,我覺得FD-SOI是一個非常有前景的技術。