挑戰(zhàn)Intel！GLOBALFOUNDRIES發(fā)展探秘
[導(dǎo)讀]第1頁：大型化是GLOBALFOUNDRIES發(fā)展目標(biāo)
●GLOBALFOUNDRIES的改變
AMD公司計(jì)劃將會在今年年中的時候推出基于32nm工藝的系列CPU。不過當(dāng)年AMD賣掉其旗下半導(dǎo)體工廠的時候，當(dāng)時曾有猜測該公司尖端CPU生產(chǎn)能力將會
第1頁：大型化是GLOBALFOUNDRIES發(fā)展目標(biāo)
●GLOBALFOUNDRIES的改變
AMD公司計(jì)劃將會在今年年中的時候推出基于32nm工藝的系列CPU。不過當(dāng)年AMD賣掉其旗下半導(dǎo)體工廠的時候，當(dāng)時曾有猜測該公司尖端CPU生產(chǎn)能力將會變?nèi)?。從目前的情況來看，AMD依然保持著同樣的步調(diào)，繼續(xù)以遲于Intel公司一年左右的時候推出新一代CPU。在推出32nm工藝之后，22nm工藝已經(jīng)進(jìn)入我們的視野。而接下AMD生產(chǎn)工廠的GLOBALFOUNDRIES目前正大張旗鼓得提升產(chǎn)能。
如果AMD所有的產(chǎn)能用于生產(chǎn)面向PC的CPU產(chǎn)品，那么其產(chǎn)能應(yīng)該是足夠的?？墒乾F(xiàn)在GLOBALFOUNDRIES的產(chǎn)能并不是只考慮AMD，而是考慮面向更多的市場，因此這個原屬于AMD的芯片生產(chǎn)工廠已經(jīng)與過去不同了。
目前GLOBALFOUNDRIES正在投入巨資用于先進(jìn)工藝的開放與產(chǎn)能的提升，在金錢方面有來自阿拉伯聯(lián)合酋長國最富有的阿布扎比(Abu Dhabi)政府所有的投資企業(yè)Advanced Technology Investment Company (ATIC)的強(qiáng)力支持。
●阿布扎比的國家生存戰(zhàn)略
當(dāng)前由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新工廠和新工藝開發(fā)的成本日益膨脹，今后規(guī)模不大的企業(yè)很難維持這方面的資金投入。因此目前半導(dǎo)體工廠正進(jìn)行著大型化的競賽。而GLOBALFOUNDRIES為了能夠在這場競爭中笑到最后，為此ATIC投入了重金。
阿布扎比擁有著豐富的石油和天然氣，可是地下埋藏的資源會在不知不覺中干涸。因此阿布扎比決定以擺脫石油作為目標(biāo)，開始了包括新產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)在內(nèi)的國家戰(zhàn)略「The Abu Dhabi Economic Vision 2030」。阿布扎比計(jì)劃在2030年之前使本國的GDP(國內(nèi)生產(chǎn)總值)提高到2006年的5倍，并計(jì)劃其中64％來自非石油產(chǎn)業(yè)。
作為該戰(zhàn)略的一環(huán)，阿布扎比認(rèn)為有必要長期投巨資于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。因此阿布扎比是以培養(yǎng)未來國家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來的態(tài)度來投資發(fā)展GLOBALFOUNDRIES。
總之，GLOBALFOUNDRIES想要在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中生存就必須實(shí)現(xiàn)大型化，而阿布扎比的資金就成為了構(gòu)建這個藍(lán)圖所不可缺少的重要環(huán)節(jié)。為此阿布扎比決定不惜代價得向GLOBALFOUNDRIES投入資金。
第2頁：不斷上漲的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資
據(jù)說AMD之所以會出售芯片生產(chǎn)工廠的一個主要原因就難以承受日益膨脹的投資負(fù)擔(dān)。這里包括有新工藝的開發(fā)，新工廠建設(shè)的花費(fèi)等。而且如果不能很快投入數(shù)十億美元用于投資的話，那么就將無法跟上生產(chǎn)工藝的發(fā)展。因此只有擁有足夠的資金與規(guī)模的企業(yè)才能夠保持行業(yè)的先進(jìn)水平。
那么究竟是哪些方面需要投資呢。在去年6月召開的芯片設(shè)計(jì)會議「DAC(Design Automation Conference)」上，GLOBALFOUNDRIES公司CEO Douglas Grose曾經(jīng)做過下列展示。
通過相關(guān)的圖片可以看到，每代工廠的啟動成本的增長幅度很大。從這里我們也不難理解AMD為什么會選擇賣掉芯片工廠。
GLOBALFOUNDRIES CEO
DAC上的演示
GLOBALFOUNDRIES還是AMD分公司時的發(fā)展圖
●新技術(shù)發(fā)展成本
如果再仔細(xì)觀察的話，就會更加清楚。我們可以看到90nm～65nm過渡時(2003～2007年)R&D成本為3億～4億美元，這還在AMD所能承受的范圍之內(nèi)。然而在45nm～32nm轉(zhuǎn)換時(2008～2011年)，R&D成本就跳至6億～9億美元。2代工藝4年時間，成本提高約2倍。在這個世代，半導(dǎo)體工廠經(jīng)歷了引入High-K/Metal Gate(HKMG)，沉浸光刻等，而這也是成本提升的主要原因。
據(jù)說工藝進(jìn)一步提升至22nm～12nm(2012年以后)，R&D成本將會進(jìn)一步膨脹至13億美元。因此如果沒有足夠的資金是無法支持先進(jìn)工藝的開發(fā)的。同時到了那個時候，廠商們將會推出立體晶體管。Grose先生曾表示20nm時代將有可能推出3D FIN型晶體管。
另外工廠的建設(shè)與啟動成本也在不斷上升。比如90nm～65nm時代(2003～2007年)相關(guān)工廠的啟動資金約需要25億～30億美元。然而到了45nm～32nm時代(2008～2011年)，成本提升30-40％至35億～45億美元。而等到了22nm～12nm時代(2012年以后)，工廠的啟動成本將會進(jìn)一步提升至45億～65億美元。GLOBALFOUNDRIES預(yù)計(jì)將會在2012年后引入EUV裝置，因此還要面臨高額的EUV的引進(jìn)成本。
Intel估計(jì)的開發(fā)成本
這樣的金額并不只是GLOBALFOUNDRIES估計(jì)，這個似乎已經(jīng)成為整個業(yè)界的共識的。Intel公司在去年(2010年)的Investor Meeting上，Andy Bryant先生(Executive Vice President，F(xiàn)inance and Enterprise Services，Chief Administrative Officer，INTEL)就曾經(jīng)做過相似的介紹。當(dāng)時Intel估計(jì)著工廠建設(shè)成本約45億美元，生產(chǎn)線需要10-20億美元，生產(chǎn)工藝的開發(fā)需要5～10億美元。
第3頁：維持摩爾法則的成本提高了
這樣看的話，雖然摩爾法則仍在繼續(xù)，但是與之而來的就是相當(dāng)程度的犧牲。為了維持摩爾法則，除了需要不斷的技術(shù)創(chuàng)新以外，花費(fèi)大量的資金也是目前面臨的現(xiàn)實(shí)，因?yàn)榫S持摩爾法則的成本也在不斷提升。
這樣隨著開發(fā)和工廠建設(shè)成本的提升，如果不能夠提供所需的資金，那么企業(yè)就會因此跟不上發(fā)展。對此GLOBALFOUNDRIES(AMD)和Intel都曾經(jīng)做過說明。下面是AMD對GLOBALFOUNDRIES進(jìn)行介紹時所進(jìn)行的演示：
AMD于2008年展示的工廠發(fā)展路線圖
半導(dǎo)體企業(yè)的兩個發(fā)展趨勢,有工廠和無工廠
那么在這種情況下，什么樣的企業(yè)才能夠生存下去呢？Intel表示銷售需要達(dá)到一定規(guī)模才行。通過下面的演示可以看到，為了維持尖端的工廠，70億至100億美元的銷售規(guī)模是必須的。
Intel展示的70億美元～100億美元銷售額底線
那么在此生存線以下的廠商就只有旁觀的份。如果手上有資金，那么可以選擇投資提升產(chǎn)能，而如果沒有資金就難以獲得擴(kuò)展，因此最后只有選擇將產(chǎn)品交由大公司代工生產(chǎn)。這樣一來，半導(dǎo)體公司就會朝兩極化發(fā)展，而勝利者則有能力持續(xù)得投入巨資發(fā)展，始終保持最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝。而隨著客戶的增加，銷售額不斷上升，才有可能繼續(xù)后面的投資。[!--empirenews.page--]
第4頁：急速擴(kuò)張的GLOBALFOUNDRIES
因此在這個當(dāng)前以規(guī)模為王的時代，現(xiàn)在的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)同樣也會因此而在從中獲益。下面這張圖展示了GLOBALFOUNDRIES的所有工廠。從AMD手上，GLOBALFOUNDRIES繼承了德國德累斯頓的Fab36。這家公司是AMD生產(chǎn)300mm晶元的主力廠商，使用的是45nm工藝。
GLOBALFOUNDRIES所有的工廠
GLOBALFOUNDRIES合并轉(zhuǎn)換了從AMD繼承而來的Fab36和Fab30工廠，并且建設(shè)了新的廠房，其總產(chǎn)量提升至了8萬張晶元/月。同時GLOBALFOUNDRIES已經(jīng)開始建設(shè)新工廠Fab8。其中「Fab2 Module1」將會在明年(2012年)開始生產(chǎn)。根據(jù)介紹，F(xiàn)ab2的無塵室面積增加至了230萬平方英尺，其產(chǎn)能最終會達(dá)到6萬張/月，同時新工廠還有進(jìn)一步增加面積的空間。
Fab2擁有擴(kuò)張的余地
加上GLOBALFOUNDRIES在2009年收購了Chartered Semiconductor Manufacturing，而Fab7也轉(zhuǎn)型成300mm工廠。因此GLOBALFOUNDRIES的生產(chǎn)能力現(xiàn)在的規(guī)模達(dá)到了AMD時代的數(shù)倍，因此其完全達(dá)到了生存線之上。而通過阿布扎比的資金，GLOBALFOUNDRIES的計(jì)劃也都將會順利實(shí)現(xiàn)。
●GLOBALFOUNDRIES的改變
AMD公司計(jì)劃將會在今年年中的時候推出基于32nm工藝的系列CPU。不過當(dāng)年AMD賣掉其旗下半導(dǎo)體工廠的時候，當(dāng)時曾有猜測該公司尖端CPU生產(chǎn)能力將會變?nèi)?。從目前的情況來看，AMD依然保持著同樣的步調(diào)，繼續(xù)以遲于Intel公司一年左右的時候推出新一代CPU。在推出32nm工藝之后，22nm工藝已經(jīng)進(jìn)入我們的視野。而接下AMD生產(chǎn)工廠的GLOBALFOUNDRIES目前正大張旗鼓得提升產(chǎn)能。
如果AMD所有的產(chǎn)能用于生產(chǎn)面向PC的CPU產(chǎn)品，那么其產(chǎn)能應(yīng)該是足夠的?？墒乾F(xiàn)在GLOBALFOUNDRIES的產(chǎn)能并不是只考慮AMD，而是考慮面向更多的市場，因此這個原屬于AMD的芯片生產(chǎn)工廠已經(jīng)與過去不同了。
目前GLOBALFOUNDRIES正在投入巨資用于先進(jìn)工藝的開放與產(chǎn)能的提升，在金錢方面有來自阿拉伯聯(lián)合酋長國最富有的阿布扎比(Abu Dhabi)政府所有的投資企業(yè)Advanced Technology Investment Company (ATIC)的強(qiáng)力支持。
●阿布扎比的國家生存戰(zhàn)略
當(dāng)前由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新工廠和新工藝開發(fā)的成本日益膨脹，今后規(guī)模不大的企業(yè)很難維持這方面的資金投入。因此目前半導(dǎo)體工廠正進(jìn)行著大型化的競賽。而GLOBALFOUNDRIES為了能夠在這場競爭中笑到最后，為此ATIC投入了重金。
阿布扎比擁有著豐富的石油和天然氣，可是地下埋藏的資源會在不知不覺中干涸。因此阿布扎比決定以擺脫石油作為目標(biāo)，開始了包括新產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)在內(nèi)的國家戰(zhàn)略「The Abu Dhabi Economic Vision 2030」。阿布扎比計(jì)劃在2030年之前使本國的GDP(國內(nèi)生產(chǎn)總值)提高到2006年的5倍，并計(jì)劃其中64％來自非石油產(chǎn)業(yè)。
作為該戰(zhàn)略的一環(huán)，阿布扎比認(rèn)為有必要長期投巨資于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。因此阿布扎比是以培養(yǎng)未來國家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來的態(tài)度來投資發(fā)展GLOBALFOUNDRIES。
總之，GLOBALFOUNDRIES想要在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中生存就必須實(shí)現(xiàn)大型化，而阿布扎比的資金就成為了構(gòu)建這個藍(lán)圖所不可缺少的重要環(huán)節(jié)。為此阿布扎比決定不惜代價得向GLOBALFOUNDRIES投入資金。
第2頁：不斷上漲的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資
據(jù)說AMD之所以會出售芯片生產(chǎn)工廠的一個主要原因就難以承受日益膨脹的投資負(fù)擔(dān)。這里包括有新工藝的開發(fā)，新工廠建設(shè)的花費(fèi)等。而且如果不能很快投入數(shù)十億美元用于投資的話，那么就將無法跟上生產(chǎn)工藝的發(fā)展。因此只有擁有足夠的資金與規(guī)模的企業(yè)才能夠保持行業(yè)的先進(jìn)水平。
那么究竟是哪些方面需要投資呢。在去年6月召開的芯片設(shè)計(jì)會議「DAC(Design Automation Conference)」上，GLOBALFOUNDRIES公司CEO Douglas Grose曾經(jīng)做過下列展示。
通過相關(guān)的圖片可以看到，每代工廠的啟動成本的增長幅度很大。從這里我們也不難理解AMD為什么會選擇賣掉芯片工廠。
GLOBALFOUNDRIES CEO
DAC上的演示
GLOBALFOUNDRIES還是AMD分公司時的發(fā)展圖
●新技術(shù)發(fā)展成本
如果再仔細(xì)觀察的話，就會更加清楚。我們可以看到90nm～65nm過渡時(2003～2007年)R&D成本為3億～4億美元，這還在AMD所能承受的范圍之內(nèi)。然而在45nm～32nm轉(zhuǎn)換時(2008～2011年)，R&D成本就跳至6億～9億美元。2代工藝4年時間，成本提高約2倍。在這個世代，半導(dǎo)體工廠經(jīng)歷了引入High-K/Metal Gate(HKMG)，沉浸光刻等，而這也是成本提升的主要原因。
據(jù)說工藝進(jìn)一步提升至22nm～12nm(2012年以后)，R&D成本將會進(jìn)一步膨脹至13億美元。因此如果沒有足夠的資金是無法支持先進(jìn)工藝的開發(fā)的。同時到了那個時候，廠商們將會推出立體晶體管。Grose先生曾表示20nm時代將有可能推出3D FIN型晶體管。
另外工廠的建設(shè)與啟動成本也在不斷上升。比如90nm～65nm時代(2003～2007年)相關(guān)工廠的啟動資金約需要25億～30億美元。然而到了45nm～32nm時代(2008～2011年)，成本提升30-40％至35億～45億美元。而等到了22nm～12nm時代(2012年以后)，工廠的啟動成本將會進(jìn)一步提升至45億～65億美元。GLOBALFOUNDRIES預(yù)計(jì)將會在2012年后引入EUV裝置，因此還要面臨高額的EUV的引進(jìn)成本。
Intel估計(jì)的開發(fā)成本
這樣的金額并不只是GLOBALFOUNDRIES估計(jì)，這個似乎已經(jīng)成為整個業(yè)界的共識的。Intel公司在去年(2010年)的Investor Meeting上，Andy Bryant先生(Executive Vice President，F(xiàn)inance and Enterprise Services，Chief Administrative Officer，INTEL)就曾經(jīng)做過相似的介紹。當(dāng)時Intel估計(jì)著工廠建設(shè)成本約45億美元，生產(chǎn)線需要10-20億美元，生產(chǎn)工藝的開發(fā)需要5～10億美元。
第3頁：維持摩爾法則的成本提高了
這樣看的話，雖然摩爾法則仍在繼續(xù)，但是與之而來的就是相當(dāng)程度的犧牲。為了維持摩爾法則，除了需要不斷的技術(shù)創(chuàng)新以外，花費(fèi)大量的資金也是目前面臨的現(xiàn)實(shí)，因?yàn)榫S持摩爾法則的成本也在不斷提升。
這樣隨著開發(fā)和工廠建設(shè)成本的提升，如果不能夠提供所需的資金，那么企業(yè)就會因此跟不上發(fā)展。對此GLOBALFOUNDRIES(AMD)和Intel都曾經(jīng)做過說明。下面是AMD對GLOBALFOUNDRIES進(jìn)行介紹時所進(jìn)行的演示：
AMD于2008年展示的工廠發(fā)展路線圖
半導(dǎo)體企業(yè)的兩個發(fā)展趨勢,有工廠和無工廠
那么在這種情況下，什么樣的企業(yè)才能夠生存下去呢？Intel表示銷售需要達(dá)到一定規(guī)模才行。通過下面的演示可以看到，為了維持尖端的工廠，70億至100億美元的銷售規(guī)模是必須的。
Intel展示的70億美元～100億美元銷售額底線
那么在此生存線以下的廠商就只有旁觀的份。如果手上有資金，那么可以選擇投資提升產(chǎn)能，而如果沒有資金就難以獲得擴(kuò)展，因此最后只有選擇將產(chǎn)品交由大公司代工生產(chǎn)。這樣一來，半導(dǎo)體公司就會朝兩極化發(fā)展，而勝利者則有能力持續(xù)得投入巨資發(fā)展，始終保持最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝。而隨著客戶的增加，銷售額不斷上升，才有可能繼續(xù)后面的投資。[!--empirenews.page--]
第4頁：急速擴(kuò)張的GLOBALFOUNDRIES
因此在這個當(dāng)前以規(guī)模為王的時代，現(xiàn)在的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)同樣也會因此而在從中獲益。下面這張圖展示了GLOBALFOUNDRIES的所有工廠。從AMD手上，GLOBALFOUNDRIES繼承了德國德累斯頓的Fab36。這家公司是AMD生產(chǎn)300mm晶元的主力廠商，使用的是45nm工藝。
GLOBALFOUNDRIES所有的工廠
GLOBALFOUNDRIES合并轉(zhuǎn)換了從AMD繼承而來的Fab36和Fab30工廠，并且建設(shè)了新的廠房，其總產(chǎn)量提升至了8萬張晶元/月。同時GLOBALFOUNDRIES已經(jīng)開始建設(shè)新工廠Fab8。其中「Fab2 Module1」將會在明年(2012年)開始生產(chǎn)。根據(jù)介紹，F(xiàn)ab2的無塵室面積增加至了230萬平方英尺，其產(chǎn)能最終會達(dá)到6萬張/月，同時新工廠還有進(jìn)一步增加面積的空間。
Fab2擁有擴(kuò)張的余地
加上GLOBALFOUNDRIES在2009年收購了Chartered Semiconductor Manufacturing，而Fab7也轉(zhuǎn)型成300mm工廠。因此GLOBALFOUNDRIES的生產(chǎn)能力現(xiàn)在的規(guī)模達(dá)到了AMD時代的數(shù)倍，因此其完全達(dá)到了生存線之上。而通過阿布扎比的資金，GLOBALFOUNDRIES的計(jì)劃也都將會順利實(shí)現(xiàn)。
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