GlobalFoundries公司的20nm工藝：將與臺積電同樣采用后柵極方式

日前，美國GLOBALFOUNDRIES公司首席執(zhí)行官Douglas Grose就今后的發(fā)展戰(zhàn)略及工藝開發(fā)等問題闡述了該公司的觀點。這是在“世界半導體高層論壇＠東京2011～半導體產業(yè)發(fā)展宣言～”（2011年1月24日在“日經禮堂”舉行，《日經電子》主辦）上發(fā)表演講的Grose，在該會場接受日經BP社采訪時談到的內容（參閱本站報道1、本站報道2、本站報道3）。

——請介紹一下貴公司2010年的業(yè)績以及今后的目標。

Grose首先必須聲明一下的是，我們是非上市企業(yè)，財務等相關信息是不公開的。不過我可以說，估計2010年硅芯片代工（Foundry）業(yè)界總體的平均增長率為40％/年左右。而我們實現了超過這一業(yè)界平均值的增長（注：Grose在《日經電子》2010年6月14日號的采訪中曾表示，2009年的銷售額約為25億美元。由此可以推斷2010年的銷售額為35億美元以上）。2011年，預計硅芯片代工業(yè)界總體的平均增長率為11～15％/年。在此，我們將實現超過業(yè)界平均值率作為了目標。將來，硅芯片代工業(yè)界有望實現超過半導體業(yè)界平均值的高增長率。在此過程中，我們將繼續(xù)保持超過硅芯片代工業(yè)界平均增長率的增長。

——為了保持這種高增長，已決定2011年進行54億美元的設備投資。雖然對于貴公司而言是上一年的2倍的大規(guī)模投資，但還是遠遠低于業(yè)界最大廠商臺積電（Taiwan Semiconductor Manufacturing，TSMC）的水平。請就作為實現超過業(yè)界平均值增長的發(fā)動機的54億美元的金額作一下說明。

Grose2011年的設備投資額的確迅速增加到上一年的2倍，但并不是基于2011年一年所作的判斷。為了長期穩(wěn)定地確?？蓾M足用戶要求的生產能力，我們是以數年為跨度考慮設備投資額的。還有，對于2011年，因近幾年我們接連在德累斯頓（德國）擴充量產生產線、在紐約（美國）新設量產生產線等，因此，設備投資定為這一金額。另一方面，關于與臺積電的差距，他們確實會實施巨大的設備投資。但其中部分原因是源于于企業(yè)規(guī)模的差距等，就此作單純對比又有多大的意義呢？我們權衡了用戶要求與自己的企業(yè)實力，為了實現健全增長，而確定了這一投資額。

——工藝技術方面，目前以45nm以后工藝為主力不斷增長，28nm工藝也在逐步建立。繼這些之后，將跳過22nm而至20nm工藝。在這種20nm工藝上，貴公司決定不采用此前一直采用的先行柵極（Gate First）方式高介電率柵極絕緣膜＋金屬柵極（HKMG），而采用美國英特爾及臺積電采用的后柵極（Gate Last）方式HKMG。請介紹一下作出這些選擇的理由。

Grose首先，之所以跳過22nm工藝，是因為我們判斷，與28nm工藝相比，22nm工藝的性能提升以及減少芯片面積的效果較小，因此對用戶而言優(yōu)點較小。與此不同，如果采用20nm則可獲得充分的性能提升及面積縮減效果。在20nm工藝上，我們已開始與首批客戶開展合作，計劃2011年下半年開始“共乘服務”（Shuttle Service），從2012年下半年開始少量量產。

接下來談一下變更為后柵極方式的理由，我們之所以在32nm及28nm工藝采用先行柵極方式的HKMG，是因為其可實現穩(wěn)定制造，與后柵極方式相比有較大優(yōu)勢。事實上，我們在32nm工藝上受托生產美國（Advanced Micro Devices，AMD）的微處理器，已供貨了數萬個樣品芯片。作為優(yōu)點，例如后柵極方式可將28nm工藝下的芯片面積縮小10～20％。然而，在20nm工藝下，先行柵極方式的優(yōu)勢會變小，而且工藝上的裕度也會變小。在缺乏優(yōu)勢的情況下，工藝分為先行柵極方式及后柵極方式兩種系統，對用戶而言并非好事?？紤]到用戶的方便性，我們決定采用與臺積電等廠商相同的后柵極方式。

——在20nm以后工藝光刻技術的選擇方面，貴公司是怎樣考慮的？

Grose在光刻技術開發(fā)方面，我們一直是通過共同開發(fā)而領先于業(yè)界的。關于EUV曝光，位于德累斯頓的掩模工廠（Mask Shop）已開始供貨60以上的EUV掩模，2012年下半年將在紐約的晶圓處理生產線上導入量產級EUV曝光裝置。另一方面，就延長ArF液浸曝光壽命，我們也將采取共同開發(fā)措施。考慮到這些技術開發(fā)的現狀，我們將盡量延長ArF液浸曝光的壽命，當難以做到這一點時，也許會轉而采用EUV曝光。

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