格芯為什么要放棄先進(jìn)制程？未來格芯將何去何從？

在今年八月底，全球第二大晶圓代工廠格芯正式宣布，放棄7nm和更先進(jìn)制程的研發(fā)，這個(gè)決定公布之后，引發(fā)了市場(chǎng)上的廣泛討論。大家關(guān)注的重點(diǎn)就在于格芯為什么要放棄先進(jìn)制程?未來格芯將何去何從?

針對(duì)這些問題，格芯的相關(guān)高層日前在上海舉辦的2018格芯技術(shù)大會(huì)上做了詳細(xì)解析，并向我們講述了他們做出這些決定背后的邏輯。

放棄7nm先進(jìn)制程的原因

按照格芯全球銷售和業(yè)務(wù)發(fā)展的高級(jí)副總裁Mike Cadigan的說法，之所以他們做出了放7nm等先進(jìn)制程的研發(fā)，主要是由客戶的需求還有產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀兩個(gè)方面的原因決定的。

首先，Mike表示，公司新CEO Tom Caulfield在今年三月上任之后，首先做的第一件事就是去拜訪了公司的所有客戶。根據(jù)Caulfield從客戶處得到的結(jié)論，格芯的客戶希望格芯做的投入、投資和發(fā)展方向都符合客戶技術(shù)的發(fā)展方向。同時(shí)，客戶還希望格芯的財(cái)務(wù)上保持穩(wěn)健性，在他們看來，只有穩(wěn)健的格芯才能滿足他們未來十來年的芯片生產(chǎn)需求。因?yàn)楦裥镜拇蟛糠挚蛻舯磉_(dá)出了對(duì)現(xiàn)有工藝差異化技術(shù)提供的強(qiáng)烈需求，這就促使了格芯走出這樣的決定。

Caulfield在早前官方的新聞稿中也說到，現(xiàn)在絕大多數(shù)無晶圓廠客戶都希望從每一代技術(shù)中獲得更多價(jià)值，以充分利用設(shè)計(jì)每個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)所需的大量投資。從本質(zhì)上講，這些節(jié)點(diǎn)正在向?yàn)槎鄠€(gè)應(yīng)用領(lǐng)域提供服務(wù)的設(shè)計(jì)平臺(tái)過渡，從而為每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供更長(zhǎng)的使用壽命。這一行業(yè)動(dòng)態(tài)導(dǎo)致設(shè)計(jì)范圍到達(dá)摩爾定律外部界限的無晶圓廠客戶越來越少。

從實(shí)際上看，Caulfield的這種說法也是非常有根據(jù)的。近年來，在摩爾定律的指導(dǎo)下演進(jìn)的半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)開始逐漸失效，先進(jìn)工藝芯片的研發(fā)支出也開始飆升，高昂的成本壓力讓芯片廠商喪失了進(jìn)入先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的興趣;

再者，按照Mike的說法，較之7nm等先進(jìn)工藝產(chǎn)品，12nm以前節(jié)點(diǎn)還有很大的市場(chǎng)，且這種現(xiàn)象將會(huì)在未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)存在，這就進(jìn)一步夯實(shí)了格芯的信心。

格芯首席技術(shù)官兼全球研發(fā)高級(jí)副總裁Gary Patton博士也進(jìn)一步指出，能夠追隨更小的節(jié)點(diǎn)的公司數(shù)量會(huì)越來越少，所以他們對(duì)發(fā)展創(chuàng)新的路線圖進(jìn)行了重新的調(diào)整和定義。

基于以上的種種考慮，格芯宣布中止了7nm等先進(jìn)工藝的研發(fā)，把資金投入到客戶需求迫切的物聯(lián)網(wǎng)、IoT、5G行業(yè)和汽車等市場(chǎng)上，為他們提供更好的支持。

未來聚焦

四大平臺(tái)的差異化發(fā)展

在談到晶圓廠未來的發(fā)展的時(shí)候，Mike告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察的記者，格芯未來將會(huì)聚焦在FinFET、FDX、RF和Analog Mixed Signal等四個(gè)方向的研發(fā)。

眾所周知，自2009年成立以來，格芯通過收購特許半導(dǎo)體、IBM晶圓廠等交易和自主研發(fā)和收購獲得的“外援”的支持下，格芯確定了FinFET和FD-SOI兩條腿走路的發(fā)展方針。在FinFET方面，公司更是已經(jīng)將工藝推進(jìn)到了12nm，滿足了大部分客戶的需求。

至于FD-SOI，格芯也取得了不錯(cuò)的成果。今年7月，格芯官方宣布，憑借產(chǎn)品本身的優(yōu)勢(shì)，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，而中標(biāo)收入已逾20億美元?；谏鲜龌A(chǔ)，格芯提出了其四大平臺(tái)的發(fā)展戰(zhàn)略。

首先在FinFET方面。

Gary Patton表示，因?yàn)楦咝阅軕?yīng)用的存在，格芯必然還將繼續(xù)推動(dòng)FinFET工藝的發(fā)展。但不同于過往只是關(guān)注晶體管微縮，他們會(huì)根據(jù)現(xiàn)在的半導(dǎo)體制造工藝發(fā)展現(xiàn)狀，在開發(fā)的時(shí)候融入一些新的特征，引入像FR技術(shù)以及嵌入式的內(nèi)存以及先進(jìn)的三維封裝等技術(shù)，在晶體管微縮難以持續(xù)的情況下，持續(xù)提升芯片性能，滿足開發(fā)者需求。

來到FDX方面，在格芯看來，這個(gè)擁有低功耗、低成本和高性能的工藝和FinFET互補(bǔ)，將會(huì)在未來的集成電路世界來做出優(yōu)越的貢獻(xiàn)。Gary Patton也指出，如果說FinFET追求的是大的芯片、高的性能，那么FDX技術(shù)則主要是聚焦在一些小型的芯片，讓他們?cè)谛阅?、功耗、成本之間達(dá)到一個(gè)平衡。

“這個(gè)技術(shù)可以讓晶體管疊加，通過這樣的方式整合芯片，就可以減少光罩的使用，降低成本”，Gary Patton補(bǔ)充說。

在射頻方面，格芯也有全球領(lǐng)先的技術(shù)。他們率先推出的，包括高性能以及功率放大技術(shù)在內(nèi)的鍺硅技術(shù)受到市場(chǎng)一致好評(píng)。現(xiàn)在市場(chǎng)上流行的RF SOI技術(shù)也是格芯首創(chuàng)的。據(jù)介紹，到目前為止，硅鍺PA芯片總的共出貨達(dá)到了80億片，使用RF SOI工藝的芯片更是高達(dá)300億片。

格芯甚至還嘗試將其射頻技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有的CMOS和先進(jìn)的14nm和12nm工藝上。這個(gè)可以適用于那些有大量數(shù)字內(nèi)容，但同時(shí)需要連接性應(yīng)用的一些客戶。針對(duì)一些小功耗的的射頻應(yīng)用，那就是格芯FDX平臺(tái)所擅長(zhǎng)的。

格芯差異化服務(wù)的另外一個(gè)支柱就是模擬混合信號(hào)AMS這一塊。Mike表示，公司在這一塊依會(huì)強(qiáng)調(diào)關(guān)注幾個(gè)方面：高壓CMOS、嵌入式閃存、BCD以及BCD Lite。這也將會(huì)是他們未來發(fā)展的一個(gè)重要?jiǎng)恿碓础?/p>

全資ASIC

子公司的是動(dòng)力來源

在格芯的技術(shù)大會(huì)上，他們還宣布了一項(xiàng)重大決定，那就是宣布成一個(gè)專注于提供定制ASIC業(yè)務(wù)的全資子公司Avera Semi。據(jù)官方的說法，Avera Semi擁有無與倫比的ASIC專業(yè)知識(shí)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)。

格芯表示，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，具有十分顯著的優(yōu)勢(shì)，為客戶在廣泛的市場(chǎng)上開發(fā)產(chǎn)品，包括有線和無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心和存儲(chǔ)、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，以及航空航天和國(guó)防。

事實(shí)上，格芯在芯片設(shè)計(jì)方面也的確擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。Gary Patton也表達(dá)了同樣的觀點(diǎn)。他告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察的記者，格芯在設(shè)計(jì)方面擁有出色的能力，這些能力讓他們的芯片在流片過程當(dāng)中能夠獲得成功。在面對(duì)晶體管微縮，摩爾定律推進(jìn)困難這個(gè)問題，格芯還在封裝，3D 芯片方面有深入的研發(fā)，幫助客戶提高產(chǎn)品的性能。而豐富的IP資源，也是格芯這部分業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)力之一。

至于在ASIC服務(wù)與晶圓廠的合作方面，格芯方面表示，在12nm、14nm之前的工藝，格芯會(huì)建議客戶使用格芯本身的晶圓廠進(jìn)行生產(chǎn)。因?yàn)檫^去格芯是基于這些工藝和產(chǎn)線進(jìn)行IP開發(fā)，這樣做出來的產(chǎn)品和性能也會(huì)有最優(yōu)的組合。

來到先進(jìn)工藝方面，正如前面所說，由于格芯停止了先進(jìn)工藝的研發(fā)，在7nm之后的定制ASIC業(yè)務(wù)方面，格芯也會(huì)和其客戶一起，選擇三星或者臺(tái)積電作為其生產(chǎn)合作伙伴。最終目的也是為客戶提供全方位更好的服務(wù)。

在官方新聞稿中，也說到，新的ASIC公司業(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(cè)試和封裝團(tuán)隊(duì)補(bǔ)充內(nèi)部資源;

縱觀Foundry產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，無論是創(chuàng)意之于臺(tái)積電，還是智原之于聯(lián)電，定制ASIC業(yè)務(wù)都為晶圓廠帶來了大力的支持，格芯這次獨(dú)立ASIC業(yè)務(wù)，也必將為公司帶來更大的推動(dòng)。

Avera Semi領(lǐng)導(dǎo)人O’Buckley也表示：“現(xiàn)在是成立新公司，專注于提供定制ASIC解決方案的最好時(shí)機(jī)。隨著數(shù)據(jù)流量和帶寬需求的激增，下一代云和通信系統(tǒng)必須提供更高的性能，處理前所未有的復(fù)雜性。Avera Semi擁有專業(yè)知識(shí)與技術(shù)的完美結(jié)合，可幫助客戶設(shè)計(jì)和構(gòu)建性能卓越、高度優(yōu)化的半導(dǎo)體解決方案。”

持續(xù)與中國(guó)同盟

拓展FD-SOI生態(tài)

與中國(guó)的合作，也是格芯工作重要的部分之一。尤其是在上月底宣布對(duì)成都工廠的合作戰(zhàn)略進(jìn)行了調(diào)整之后，格芯與成都合資的新工廠的走勢(shì)，更成為了大家關(guān)注的熱點(diǎn)。在問到這個(gè)工廠未來如何規(guī)劃的時(shí)候。格芯全球副總裁兼大中華區(qū)總經(jīng)理白農(nóng)先生告訴記者，格芯成都的首要任務(wù)將是加快22 FDX乃至整個(gè)FD SOI生態(tài)圈的建設(shè)。

他表示，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)工藝需求的量將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，格芯會(huì)跟成都會(huì)緊密關(guān)注這個(gè)需求的變化，做好調(diào)整，但目前來說，他們雙方合作最積極的第一步就是打造生態(tài)系統(tǒng)，尤其是針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)需要的生態(tài)系統(tǒng)，具體的則是打造IP這方面。

“我們要加速這方面的布局，因?yàn)橹袊?guó)的客戶跟海外一些大的客戶需求不一樣。海外的客戶很多靠自己的研發(fā)能力把芯片設(shè)計(jì)完成，而中國(guó)的客戶絕大部分是需要第三方提供這些IP，這就促使格芯在國(guó)內(nèi)去搭建這樣一個(gè)相對(duì)來說完整的平臺(tái)。”

一個(gè)全新的格芯正在蓄勢(shì)，迎接下一波成長(zhǎng)勢(shì)能。