去年，正在三星和臺(tái)積電的7nm工藝臨陣待發(fā)時(shí)，GF突然公布了一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，決定停止在7nm工藝技術(shù)的所有工作及后續(xù)制程的研發(fā)，將專注于為新興高增長市場(chǎng)的客戶提供專業(yè)的制造工藝，包括射頻芯片和嵌入式存儲(chǔ)芯片等低功耗領(lǐng)域。

不過，先進(jìn)半導(dǎo)體制程的提升難度越來越大，無論英特爾還是臺(tái)積電，都在通過先進(jìn)封裝技術(shù)進(jìn)一步提升性能。目前看來，GF也加入其中。這可能意味著半導(dǎo)體先進(jìn)工藝的競(jìng)爭(zhēng)，正在進(jìn)入一個(gè)新的階段。

GF（GlobalFoundries，格羅方德）本周宣布，它已采用其12nm FinFET工藝制造出高性能3D ARM芯片。GF認(rèn)為，這些高密度3D芯片將為計(jì)算應(yīng)用提供“新級(jí)別“的系統(tǒng)性能和能耗，例如AI / ML以及高端設(shè)備和無線解決方案?！?/p>

3D芯片的競(jìng)賽

測(cè)試芯片采用GF的12nm（12LP）FinFET工藝制造，同時(shí)在3D面中使用Arm的網(wǎng)狀互連技術(shù)。這使得芯片更容易擴(kuò)展出更多的核心數(shù)量，并且數(shù)據(jù)能夠更直接地從一個(gè)內(nèi)核移動(dòng)到另一個(gè)內(nèi)核。而3D芯片可以在數(shù)據(jù)中心、邊緣計(jì)算以及高端消費(fèi)設(shè)備中降低延遲，提升數(shù)據(jù)傳輸速度。

“在大數(shù)據(jù)和認(rèn)知計(jì)算時(shí)代，先進(jìn)的封裝技術(shù)正在發(fā)揮比以往更大的作用。人工智能的發(fā)展對(duì)高能效，高吞吐量互連的需求，正在通過先進(jìn)的封裝技術(shù)的加速發(fā)展來滿足。 “GF的平臺(tái)首席技術(shù)專家John Pellerin在一份聲明中表示。

“我們很高興與Arm等創(chuàng)新合作伙伴合作，提供先進(jìn)的封裝解決方案，進(jìn)一步集成各種節(jié)點(diǎn)，優(yōu)化邏輯尺寸，提高內(nèi)存帶寬和射頻性能。這項(xiàng)工作將使我們對(duì)采用先進(jìn)的封裝技術(shù)產(chǎn)生新的見解，使我們共同的客戶能夠更有效地創(chuàng)建完整、差異化的解決方案?！?/p>

兩家公司已經(jīng)使用GF的晶圓級(jí)邦定（wafer-to-wafer bonding），驗(yàn)證了3D設(shè)計(jì)測(cè)試（DFT，3D Design-for-Test）方法。GF表示，該技術(shù)每平方毫米可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)100萬個(gè)3D連接，使其具有高度可擴(kuò)展性，并有望延長12納米3D芯片的使用壽命。

Arm是最近一家對(duì)3D芯片表現(xiàn)出興趣的IP公司之一。英特爾去年宣布了其對(duì)3D芯片堆疊的研究，AMD也討論了在其芯片上的3D堆疊DRAM和SRAM，當(dāng)然，閃存NAND公司已經(jīng)生產(chǎn)了3D存儲(chǔ)芯片。業(yè)界似乎致力在不久的將來制造更多3D芯片。

先進(jìn)節(jié)點(diǎn)滯后，GF專注3D芯片

GF最近不得不承認(rèn)它無法為AMD推出Zen 2芯片提供7nm工藝。這極大地影響了兩家公司之間長達(dá)十年的關(guān)系。當(dāng)然，AMD仍然是GF的客戶，但比以前小得多。

GF不得不為未來重塑自我，因?yàn)槟柖梢呀?jīng)放緩，縮小半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)變得越來越困難和昂貴。轉(zhuǎn)向3D芯片制造似乎有助于GF保持與客戶的關(guān)系，因?yàn)槠淇蛻粢竺磕曛圃斐龈咝阅艿男酒?/p>

由于12nm工藝更加成熟，因此在3D面上開發(fā)芯片應(yīng)該更容易，而不必?fù)?dān)心新的7nm工藝可能帶來的問題。然而，臺(tái)積電、三星和英特爾能夠在比GF小得多的節(jié)點(diǎn)上開發(fā)3D芯片只是時(shí)間問題。如果是這樣的話，GF可能不得不繼續(xù)專注于生產(chǎn)具有“老技”的高價(jià)值3D芯片。