整裝待發(fā)：GlobalFoundries德累斯頓Fab1工廠探秘
[導(dǎo)讀]對(duì)GlobalFoundries公司設(shè)在德國(guó)德累斯頓的Fab1工廠的總經(jīng)理Udo Nothelfer和他的員工來(lái)說(shuō)，今年可以說(shuō)是任務(wù)繁重的一年。今年， 他管理的這間工廠要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的翻倍，其月晶圓產(chǎn)能要從3萬(wàn)片增加到6萬(wàn)片。同時(shí)，F(xiàn)ab1工廠
對(duì)GlobalFoundries公司設(shè)在德國(guó)德累斯頓的Fab1工廠的總經(jīng)理Udo Nothelfer和他的員工來(lái)說(shuō)，今年可以說(shuō)是任務(wù)繁重的一年。今年， 他管理的這間工廠要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的翻倍，其月晶圓產(chǎn)能要從3萬(wàn)片增加到6萬(wàn)片。同時(shí)，F(xiàn)ab1工廠的生產(chǎn)任務(wù)也將從過(guò)去單單為AMD公司代工MPU芯片，轉(zhuǎn)為 現(xiàn)在的還需要為其它多家公司代工芯片產(chǎn)品。不僅如此，今年Fab1還要盡量提升采用新款32/28nm HKMG制程技術(shù)制作的芯片產(chǎn)品的產(chǎn)量。
Udo Nothelfer
不過(guò)挑戰(zhàn)正是德累斯頓前進(jìn)的動(dòng)力。這個(gè)原屬共產(chǎn)東德的科技城市在冷戰(zhàn)時(shí)代便是前蘇聯(lián)的微電子科技重鎮(zhèn)，同時(shí)這里還是德國(guó)的文化中心，兩德統(tǒng)一前的最后5 年，俄羅斯總理普京便曾在這里從事克格勃活動(dòng)。在GlobalFoundries一年前從AMD那里分拆出來(lái)以前，在AMD手下的這間設(shè)在德累斯頓的 Fab工廠仍處在長(zhǎng)期虧損的經(jīng)營(yíng)狀態(tài)下。
不久，同樣位于德累斯頓的另一家內(nèi)存芯片公司奇夢(mèng)達(dá)宣布破產(chǎn)倒閉。不過(guò)這家公司及其Fab工廠的倒閉卻給 GlobalFoundries帶來(lái)了一些意外的收獲，他們從倒閉的奇夢(mèng)達(dá)那里挖來(lái)了100名左右的奇夢(mèng)達(dá)前工程師。而且在近年德國(guó)的光伏工業(yè)境況不佳的情況影響下,部分離開奇夢(mèng)達(dá)前往這些光伏半導(dǎo)體公司就職的工程師也選擇了再次跳槽。GlobalFoundries德雷斯頓廠方的發(fā)言人Karin Raths表示：“成為一家純粹的獨(dú)立芯片代工廠，這不僅為我們德累斯頓工廠的員工帶來(lái)了新的動(dòng)力，而且我們也感到非常興奮，而且這種興奮會(huì)一直延續(xù)下去?！?br>
這種動(dòng)力很可能就是驅(qū)使GlobalFoundries度過(guò)這關(guān)鍵一年的最大支柱力量。據(jù) Nothelfer表示，德雷斯頓工廠的工程師們每周都會(huì)就如何更好地整合Fab1下屬的兩所車間（Module1/Module2）召開討論例會(huì).在 Fab1工廠中，2號(hào)車間（Module2）是從原屬AMD的Fab30/38工廠升級(jí)而來(lái)，原來(lái)擺設(shè)在Fab30/38中的一個(gè)C4凸焊產(chǎn)線后來(lái)被移往別處，以便為2號(hào)車間留出更多的空間來(lái)負(fù)責(zé)前段工步的生產(chǎn)。而原屬AMD的較新Fab36工廠則被改名為1號(hào)車間，目前大部分晶圓處理工步都在1號(hào)車間里面完成。
CUB:中央公用廠房，指專為芯片生產(chǎn)車間提供水，化學(xué)藥劑和氣體等材料的車間。EC:能源中心，專門為工廠提供電能供應(yīng)的設(shè)施。 BTF:芯片凸焊測(cè)試產(chǎn)線。
據(jù) Nothelfer介紹，由于現(xiàn)在兩個(gè)車間里的芯片生產(chǎn)線和芯片凸焊產(chǎn)線采用了彼此整合的布置方式，因此車間里的現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備需要重新布置，有大約250 套新的生產(chǎn)設(shè)備需要在車間中安裝，另外，兩個(gè)車間之間還會(huì)連接一個(gè)自動(dòng)化材料處理系統(tǒng)（automated material handling system (AMHS) ）。
德累斯頓Fab1工廠的新產(chǎn)品未來(lái)規(guī)劃：
德累斯頓Fab1很快便要開始提升32nm制程MPU產(chǎn)品：代號(hào)Llano的AMD四核Fusion集顯處理器的產(chǎn)能，這款MPU的集顯性能將十分強(qiáng)勁。而 OEM廠商則將于明年開始上市使用了這款MPU的產(chǎn)品。據(jù)Nothelfer表示，由于這款MPU的性能要比其它同類產(chǎn)品要高出不少，因此負(fù)責(zé)生產(chǎn)這款產(chǎn)品的GlobalFoundries將比其它代工對(duì)手在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力方面更有優(yōu)勢(shì)，他認(rèn)為“我們這款MPU的產(chǎn)量會(huì)像火箭速度那樣飆升?！?br>
這間位于德累斯頓的芯片工廠從1995年便開始建造，2000年，這里的廠房開始正式生產(chǎn)0.18微米制程芯片，這間工廠擁有自己的電廠，電廠的供電能力足以照亮全城。目前，GlobalFoundries德累斯頓Fab1工廠的員工總數(shù)已經(jīng)達(dá)到2600人，而GlobalFoundries全公司的雇員總數(shù)為1萬(wàn)人（這里已經(jīng)計(jì)入了剛剛與他們合并的新加坡特許半導(dǎo)體的員工數(shù)量）。德雷斯頓Fab1工廠將負(fù)責(zé)45/40nm，以及32/28nm制程芯片的生產(chǎn)，而原屬特許，位于新加坡的300mm Fab7廠則主要負(fù)責(zé)65nm制程芯片的生產(chǎn)。在GlobalFoundries公司的發(fā)展計(jì)劃圖中，我們可以看到其超高性能（SHP）SOI芯片將于今年第三季度開始生產(chǎn)，而第四季度他們會(huì)開始28nm高性能（HP）芯片的生產(chǎn)。到明年，德累斯頓Fab1則將開始40nm通用級(jí)（G）芯片和28nm超低功耗(SLP)芯片的生產(chǎn)。
明年將有多款基于28nm SLP制程的高產(chǎn)量芯片產(chǎn)品推出（打*號(hào)表示將采用HKMG工藝技術(shù)）
GlobalFoundries的設(shè)計(jì)部門副總裁Subramani Kengeri表示：“屆時(shí)設(shè)計(jì)方委托我們?cè)嚠a(chǎn)的G型芯片在種類方面會(huì)相對(duì)較多，不過(guò)SLP芯片則將是產(chǎn)量最大的一種產(chǎn)品?！?br>
Nothelfer 表示：“我們的主要策略是讓新加坡的Fab7工廠繼續(xù)將65nm制程發(fā)揚(yáng)光大。而德累斯頓Fab1則將為我們40nm制程新款G型產(chǎn)品的客戶負(fù)責(zé)代工芯片，至于40nm舊工藝產(chǎn)品的客戶則將仍由新加坡工廠負(fù)責(zé)。”另外，新加坡的300mm芯片廠目前也在進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)充，計(jì)劃從現(xiàn)有的3.7萬(wàn)片提升到 2011年的4.8萬(wàn)片月產(chǎn)能。至于今年GlobalFoundrie 25億美元的投資預(yù)算，Nothelfer表示：“投資的絕大部分金額都將用于這間工廠的產(chǎn)能提升?！?br>
對(duì) Fab1工廠而言，目前最大的考驗(yàn)就是需要為多家客戶的多種產(chǎn)品提供代工服務(wù)，由于產(chǎn)品的種類變多和芯片總產(chǎn)能的提升，廠房之間的自動(dòng)化材料處理系統(tǒng) AMHS也需要進(jìn)行擴(kuò)建，這樣才能減少生產(chǎn)成本和生產(chǎn)時(shí)間。
在芯片3D立體互聯(lián)技術(shù)方面的進(jìn)展：
當(dāng)被問(wèn)及有關(guān)3D芯片立體互聯(lián)技術(shù)的有關(guān)進(jìn)展時(shí)，Nothelfer則表示GlobalFoundries公司目前已經(jīng)在與德國(guó)柏林弗朗霍夫研究院合作開發(fā)一種適用于將處理器和內(nèi)存芯片集成在一起的3D芯片立體互聯(lián)封裝技術(shù)。而且這項(xiàng)研究還是在德國(guó)薩克森自由州（德雷斯頓是這個(gè)州的首府）州政府和歐盟的贊助下進(jìn)行的，有關(guān)方面一共為這個(gè)項(xiàng)目贊助了590萬(wàn)歐元的資金。這項(xiàng)研究項(xiàng)目的初步計(jì)劃是在內(nèi)存芯片與處理器芯片之間制作轉(zhuǎn)接板，然后將這兩種芯片通過(guò)轉(zhuǎn)接板封裝在一起，不過(guò)項(xiàng)目的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)真正芯片級(jí)的交錯(cuò)式立體封裝。Nothelfer表示：“按照原來(lái)的計(jì)劃，使用這種技術(shù)的芯片產(chǎn)品定于2011 年進(jìn)行生產(chǎn)，不過(guò)現(xiàn)在看來(lái)實(shí)現(xiàn)的日期可能要后推到2012年?！?；另外他還表示使用這種封裝技術(shù)后有關(guān)的前段和后段工藝頁(yè)需要進(jìn)行一些調(diào)整。
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GlobalFoundries的優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)設(shè)施到位狀況：
據(jù)Open-Silicon公司的CEO Naveed Sherwani表示，GlobalFoundries的Fab1工廠在芯片代工市場(chǎng)中將具備兩大優(yōu)勢(shì)。首先，阿聯(lián)酋的ATIC公司已經(jīng)公開承諾稱會(huì)再向 GlobalFoundries公司注入180億美元的資金；而且，GlobalFoundries公司Fab1工廠生產(chǎn)的AMD處理器MPU等產(chǎn)品的產(chǎn)量相比臺(tái)積電的同類產(chǎn)品更大，“在半導(dǎo)體業(yè)界，AMD和Intel公司設(shè)計(jì)的芯片產(chǎn)品一般需求量要比臺(tái)積電代工的Altera FPGA等產(chǎn)品要大得多，而這則是GlobalFoundries相比臺(tái)積電的又一大優(yōu)勢(shì)?！?br>
德累斯頓Fab1工廠的高管 Markus Keil表示，目前Fab1廠房中生產(chǎn)設(shè)備的布局可謂相當(dāng)?shù)木o湊，為此他們采用了5S管理系統(tǒng)來(lái)保證廠房?jī)?nèi)部的清潔和整齊。目前這間工廠使用尼康和 ASML兩家公司生產(chǎn)的光刻機(jī)設(shè)備， 之所以采用這種設(shè)備搭配方式，一部分原因是更為節(jié)省設(shè)備成本。另外，為了適應(yīng)32/28nm制程HKMG柵極淀積工藝的需要，工廠內(nèi)眼下正在安裝多部 Anelva公司生產(chǎn)的ALD原子沉積設(shè)備，這套設(shè)備是實(shí)現(xiàn)HKMG新淀積工藝的重要設(shè)備之一。
32/28nm制程所需的新光刻等設(shè)備方面，盡管外界有傳言稱這些設(shè)備的訂貨-交貨時(shí)間間隔相當(dāng)長(zhǎng)，但Nothelfer表示Fab1工廠“在保證設(shè)備及時(shí)到位方面沒(méi)有任何問(wèn)題，我們會(huì)如期開始新工藝產(chǎn)品的生產(chǎn)制造?！?br>
Udo Nothelfer
不過(guò)挑戰(zhàn)正是德累斯頓前進(jìn)的動(dòng)力。這個(gè)原屬共產(chǎn)東德的科技城市在冷戰(zhàn)時(shí)代便是前蘇聯(lián)的微電子科技重鎮(zhèn)，同時(shí)這里還是德國(guó)的文化中心，兩德統(tǒng)一前的最后5 年，俄羅斯總理普京便曾在這里從事克格勃活動(dòng)。在GlobalFoundries一年前從AMD那里分拆出來(lái)以前，在AMD手下的這間設(shè)在德累斯頓的 Fab工廠仍處在長(zhǎng)期虧損的經(jīng)營(yíng)狀態(tài)下。
不久，同樣位于德累斯頓的另一家內(nèi)存芯片公司奇夢(mèng)達(dá)宣布破產(chǎn)倒閉。不過(guò)這家公司及其Fab工廠的倒閉卻給 GlobalFoundries帶來(lái)了一些意外的收獲，他們從倒閉的奇夢(mèng)達(dá)那里挖來(lái)了100名左右的奇夢(mèng)達(dá)前工程師。而且在近年德國(guó)的光伏工業(yè)境況不佳的情況影響下,部分離開奇夢(mèng)達(dá)前往這些光伏半導(dǎo)體公司就職的工程師也選擇了再次跳槽。GlobalFoundries德雷斯頓廠方的發(fā)言人Karin Raths表示：“成為一家純粹的獨(dú)立芯片代工廠，這不僅為我們德累斯頓工廠的員工帶來(lái)了新的動(dòng)力，而且我們也感到非常興奮，而且這種興奮會(huì)一直延續(xù)下去?！?br>
這種動(dòng)力很可能就是驅(qū)使GlobalFoundries度過(guò)這關(guān)鍵一年的最大支柱力量。據(jù) Nothelfer表示，德雷斯頓工廠的工程師們每周都會(huì)就如何更好地整合Fab1下屬的兩所車間（Module1/Module2）召開討論例會(huì).在 Fab1工廠中，2號(hào)車間（Module2）是從原屬AMD的Fab30/38工廠升級(jí)而來(lái)，原來(lái)擺設(shè)在Fab30/38中的一個(gè)C4凸焊產(chǎn)線后來(lái)被移往別處，以便為2號(hào)車間留出更多的空間來(lái)負(fù)責(zé)前段工步的生產(chǎn)。而原屬AMD的較新Fab36工廠則被改名為1號(hào)車間，目前大部分晶圓處理工步都在1號(hào)車間里面完成。
CUB:中央公用廠房，指專為芯片生產(chǎn)車間提供水，化學(xué)藥劑和氣體等材料的車間。EC:能源中心，專門為工廠提供電能供應(yīng)的設(shè)施。 BTF:芯片凸焊測(cè)試產(chǎn)線。
據(jù) Nothelfer介紹，由于現(xiàn)在兩個(gè)車間里的芯片生產(chǎn)線和芯片凸焊產(chǎn)線采用了彼此整合的布置方式，因此車間里的現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備需要重新布置，有大約250 套新的生產(chǎn)設(shè)備需要在車間中安裝，另外，兩個(gè)車間之間還會(huì)連接一個(gè)自動(dòng)化材料處理系統(tǒng)（automated material handling system (AMHS) ）。
德累斯頓Fab1工廠的新產(chǎn)品未來(lái)規(guī)劃：
德累斯頓Fab1很快便要開始提升32nm制程MPU產(chǎn)品：代號(hào)Llano的AMD四核Fusion集顯處理器的產(chǎn)能，這款MPU的集顯性能將十分強(qiáng)勁。而 OEM廠商則將于明年開始上市使用了這款MPU的產(chǎn)品。據(jù)Nothelfer表示，由于這款MPU的性能要比其它同類產(chǎn)品要高出不少，因此負(fù)責(zé)生產(chǎn)這款產(chǎn)品的GlobalFoundries將比其它代工對(duì)手在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力方面更有優(yōu)勢(shì)，他認(rèn)為“我們這款MPU的產(chǎn)量會(huì)像火箭速度那樣飆升?！?br>
這間位于德累斯頓的芯片工廠從1995年便開始建造，2000年，這里的廠房開始正式生產(chǎn)0.18微米制程芯片，這間工廠擁有自己的電廠，電廠的供電能力足以照亮全城。目前，GlobalFoundries德累斯頓Fab1工廠的員工總數(shù)已經(jīng)達(dá)到2600人，而GlobalFoundries全公司的雇員總數(shù)為1萬(wàn)人（這里已經(jīng)計(jì)入了剛剛與他們合并的新加坡特許半導(dǎo)體的員工數(shù)量）。德雷斯頓Fab1工廠將負(fù)責(zé)45/40nm，以及32/28nm制程芯片的生產(chǎn)，而原屬特許，位于新加坡的300mm Fab7廠則主要負(fù)責(zé)65nm制程芯片的生產(chǎn)。在GlobalFoundries公司的發(fā)展計(jì)劃圖中，我們可以看到其超高性能（SHP）SOI芯片將于今年第三季度開始生產(chǎn)，而第四季度他們會(huì)開始28nm高性能（HP）芯片的生產(chǎn)。到明年，德累斯頓Fab1則將開始40nm通用級(jí)（G）芯片和28nm超低功耗(SLP)芯片的生產(chǎn)。
明年將有多款基于28nm SLP制程的高產(chǎn)量芯片產(chǎn)品推出（打*號(hào)表示將采用HKMG工藝技術(shù)）
GlobalFoundries的設(shè)計(jì)部門副總裁Subramani Kengeri表示：“屆時(shí)設(shè)計(jì)方委托我們?cè)嚠a(chǎn)的G型芯片在種類方面會(huì)相對(duì)較多，不過(guò)SLP芯片則將是產(chǎn)量最大的一種產(chǎn)品?！?br>
Nothelfer 表示：“我們的主要策略是讓新加坡的Fab7工廠繼續(xù)將65nm制程發(fā)揚(yáng)光大。而德累斯頓Fab1則將為我們40nm制程新款G型產(chǎn)品的客戶負(fù)責(zé)代工芯片，至于40nm舊工藝產(chǎn)品的客戶則將仍由新加坡工廠負(fù)責(zé)。”另外，新加坡的300mm芯片廠目前也在進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)充，計(jì)劃從現(xiàn)有的3.7萬(wàn)片提升到 2011年的4.8萬(wàn)片月產(chǎn)能。至于今年GlobalFoundrie 25億美元的投資預(yù)算，Nothelfer表示：“投資的絕大部分金額都將用于這間工廠的產(chǎn)能提升?！?br>
對(duì) Fab1工廠而言，目前最大的考驗(yàn)就是需要為多家客戶的多種產(chǎn)品提供代工服務(wù)，由于產(chǎn)品的種類變多和芯片總產(chǎn)能的提升，廠房之間的自動(dòng)化材料處理系統(tǒng) AMHS也需要進(jìn)行擴(kuò)建，這樣才能減少生產(chǎn)成本和生產(chǎn)時(shí)間。
在芯片3D立體互聯(lián)技術(shù)方面的進(jìn)展：
當(dāng)被問(wèn)及有關(guān)3D芯片立體互聯(lián)技術(shù)的有關(guān)進(jìn)展時(shí)，Nothelfer則表示GlobalFoundries公司目前已經(jīng)在與德國(guó)柏林弗朗霍夫研究院合作開發(fā)一種適用于將處理器和內(nèi)存芯片集成在一起的3D芯片立體互聯(lián)封裝技術(shù)。而且這項(xiàng)研究還是在德國(guó)薩克森自由州（德雷斯頓是這個(gè)州的首府）州政府和歐盟的贊助下進(jìn)行的，有關(guān)方面一共為這個(gè)項(xiàng)目贊助了590萬(wàn)歐元的資金。這項(xiàng)研究項(xiàng)目的初步計(jì)劃是在內(nèi)存芯片與處理器芯片之間制作轉(zhuǎn)接板，然后將這兩種芯片通過(guò)轉(zhuǎn)接板封裝在一起，不過(guò)項(xiàng)目的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)真正芯片級(jí)的交錯(cuò)式立體封裝。Nothelfer表示：“按照原來(lái)的計(jì)劃，使用這種技術(shù)的芯片產(chǎn)品定于2011 年進(jìn)行生產(chǎn)，不過(guò)現(xiàn)在看來(lái)實(shí)現(xiàn)的日期可能要后推到2012年?！?；另外他還表示使用這種封裝技術(shù)后有關(guān)的前段和后段工藝頁(yè)需要進(jìn)行一些調(diào)整。
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GlobalFoundries的優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)設(shè)施到位狀況：
據(jù)Open-Silicon公司的CEO Naveed Sherwani表示，GlobalFoundries的Fab1工廠在芯片代工市場(chǎng)中將具備兩大優(yōu)勢(shì)。首先，阿聯(lián)酋的ATIC公司已經(jīng)公開承諾稱會(huì)再向 GlobalFoundries公司注入180億美元的資金；而且，GlobalFoundries公司Fab1工廠生產(chǎn)的AMD處理器MPU等產(chǎn)品的產(chǎn)量相比臺(tái)積電的同類產(chǎn)品更大，“在半導(dǎo)體業(yè)界，AMD和Intel公司設(shè)計(jì)的芯片產(chǎn)品一般需求量要比臺(tái)積電代工的Altera FPGA等產(chǎn)品要大得多，而這則是GlobalFoundries相比臺(tái)積電的又一大優(yōu)勢(shì)?！?br>
德累斯頓Fab1工廠的高管 Markus Keil表示，目前Fab1廠房中生產(chǎn)設(shè)備的布局可謂相當(dāng)?shù)木o湊，為此他們采用了5S管理系統(tǒng)來(lái)保證廠房?jī)?nèi)部的清潔和整齊。目前這間工廠使用尼康和 ASML兩家公司生產(chǎn)的光刻機(jī)設(shè)備， 之所以采用這種設(shè)備搭配方式，一部分原因是更為節(jié)省設(shè)備成本。另外，為了適應(yīng)32/28nm制程HKMG柵極淀積工藝的需要，工廠內(nèi)眼下正在安裝多部 Anelva公司生產(chǎn)的ALD原子沉積設(shè)備，這套設(shè)備是實(shí)現(xiàn)HKMG新淀積工藝的重要設(shè)備之一。
32/28nm制程所需的新光刻等設(shè)備方面，盡管外界有傳言稱這些設(shè)備的訂貨-交貨時(shí)間間隔相當(dāng)長(zhǎng)，但Nothelfer表示Fab1工廠“在保證設(shè)備及時(shí)到位方面沒(méi)有任何問(wèn)題，我們會(huì)如期開始新工藝產(chǎn)品的生產(chǎn)制造?！?br>
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