0
| 本文作者： 任然 | 2018-08-29 10:51 |
GF（GlobalFoundries，格羅方德），此前曾是AMD自家的半導(dǎo)體工廠，后由于AMD資金問(wèn)題而拆分獨(dú)立，被中東土豪穆巴達(dá)拉投資公司收入囊中。一直以來(lái)，GF、三星和臺(tái)積電都是晶圓代工廠中擁有尖端工藝的三駕馬車(chē)，雷鋒網(wǎng)此前詳細(xì)解讀7nm制程的文章中，也曾介紹過(guò)GF在7nm制程節(jié)點(diǎn)的部署情況。
然而就在三星和臺(tái)積電的7nm工藝以臨陣待發(fā)時(shí)，GF突然決定退群不玩了。
雷鋒網(wǎng)消息，GF昨天公布了一項(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)，與AMD和IBM重新談判其WSA和IP相關(guān)交易，并裁員5％。今后GF將專(zhuān)注于為新興高增長(zhǎng)市場(chǎng)的客戶提供專(zhuān)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。
GF的CTO Gary Patton稱，GF本有望在今年第四季度使用7nm工藝生產(chǎn)出客戶的首批芯片，但“幾周前”公司決定實(shí)施激烈的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。他強(qiáng)調(diào)，做出該決定并非是GF遇到了重大技術(shù)問(wèn)題，而是對(duì)其7nm平臺(tái)以及財(cái)務(wù)問(wèn)題的商業(yè)考慮。
雖然Gary Patton稱停止7nm工藝的開(kāi)發(fā)并非遇到了重大技術(shù)問(wèn)題，但回顧GF近幾年的情況，Gary Patton這種說(shuō)法頗有些欲蓋彌彰之嫌。即便是GF如今乃至接下來(lái)賴以生存的14/12nm工藝，相比隔壁臺(tái)積電的16nm FF也要差一大截。
2016年底，AMD推出了堪稱“咸魚(yú)翻身”的Ryzen銳龍?zhí)幚砥?，同頻性能大跨步追平了Intel。然而受制于GF 14nm制程的電氣性能，Ryzen能沖擊的最高頻率大幅低于Intel處理器：7系酷睿的睿頻頻率高達(dá)4.5GHz，超頻“基本盤(pán)”高達(dá)4.8GHz甚至5GHz，而Ryzen卻只能睿頻到4.1GHz，超頻則普遍止步于4.2GHz。
巨大的頻率差距讓Ryzen在玩家圈里吃了不小的虧，即便二代銳龍換用了GF 12nm制程也沒(méi)能改變這一點(diǎn)。8系酷睿在Intel 14nm++工藝的加持下已經(jīng)開(kāi)始“保5.2GHz爭(zhēng)5.5GHz”，Ryzen 2還在4.4GHz前徘徊。
近幾日逐漸開(kāi)始有AMD三代銳龍可能換用臺(tái)積電7nm工藝的消息留出，AMD的股價(jià)居然一個(gè)星期內(nèi)上漲了35%。而就在昨天AMD宣布所有7納米產(chǎn)品都交由臺(tái)積電代工后，玩家群體甚至顯示出一幅普天同慶奔走相告的態(tài)勢(shì)。
要知道GF此前曾是AMD自家的半導(dǎo)體工廠，拆分后也為AMD代工生產(chǎn)過(guò)數(shù)代CPU和GPU產(chǎn)品，一直被稱為AMD的“女友”，如今出現(xiàn)這樣的市場(chǎng)情況，GF在14nm工藝上的劣勢(shì)可見(jiàn)一斑。
到了7nm階段，GF的進(jìn)展依然不算順利。2016年9月首次公布其名為7LP的7nm平臺(tái)時(shí)，GF曾表示將于2018年初開(kāi)始使用該技術(shù)進(jìn)行處理器的風(fēng)險(xiǎn)量產(chǎn)，這意味著第一批芯片應(yīng)該在此之前就試產(chǎn)完畢。但當(dāng)GF在2018年6月詳細(xì)介紹7nm工藝時(shí)，又表示“預(yù)計(jì)將在2018年下半年開(kāi)始批量生產(chǎn)”，這就意味著想要在第四季度如期產(chǎn)出首批芯片已經(jīng)幾乎不可能了。
盡管GF的7nm工藝在量產(chǎn)方面落后于臺(tái)積電，但其制造工藝本身并沒(méi)有問(wèn)題，這一決定背后有著更深層次的經(jīng)濟(jì)原因。
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，GF的前任CEO Sanjay Jha未能夠讓公司盈利，新任CEO的主要任務(wù)是增加GF的銷(xiāo)售額，提高公司的整體效率，并確保其路線圖的執(zhí)行。
此前，Sunjay Jha為滿足GF傳統(tǒng)客戶AMD的需求，并確保公司能與其他晶圓代工廠競(jìng)爭(zhēng)，他讓GF獲取了三星的14nm制造技術(shù)。這一策略成功的使GF獲得了許多新客戶，半導(dǎo)體晶圓的銷(xiāo)售額也從2013年的41.21億美元增加到2017年的61.76億美元。
為了確保GF能夠與三星和臺(tái)積電進(jìn)行長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)，Sunjay Jha從IBM獲得了知識(shí)產(chǎn)權(quán)和開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，并投入數(shù)十億美元開(kāi)發(fā)7LP平臺(tái)。雷鋒網(wǎng)曾經(jīng)在詳細(xì)解讀7nm制程的文章中分析過(guò)，GF的7LP將從7nm DUV開(kāi)始，隨后再使用EUV光刻進(jìn)行兩次升級(jí)迭代。
在7LP平臺(tái)的發(fā)展中，GF將面臨兩個(gè)問(wèn)題。首先如果GF使用初代7nm DUV制造工藝開(kāi)始生產(chǎn)，需要先期解決所有問(wèn)題，并為客戶提供未來(lái)7nm EUV甚至5nm和3nm工藝的路線圖。其次，開(kāi)發(fā)尖端工藝技術(shù)非常昂貴，每個(gè)新節(jié)點(diǎn)都需要數(shù)十億美元的投資。
為了防止高昂的研發(fā)成本推高芯片價(jià)格，晶圓代工廠需要生產(chǎn)更多的芯片以攤薄研發(fā)成本，這就需要增加建廠（100億美元+）或者為現(xiàn)有晶圓廠擴(kuò)容（200億美元+）。而GF月產(chǎn)能達(dá)到60K的晶元廠只有Fab 8一個(gè)，這使得其7nm芯片的成本難以做低，并將在與其它代工廠的競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，除非GF犧牲利潤(rùn)率來(lái)為成本填坑。
最關(guān)鍵的是，過(guò)去的十年里GF已經(jīng)在尖端工藝領(lǐng)域砸進(jìn)去了200多億美元，而其所有者M(jìn)ubadala的CEO Khaldoon Al Mubarak在今年早些時(shí)候接受彭博社采訪時(shí)說(shuō)，Mubadala的投資文化是“積累資產(chǎn)然后維持資產(chǎn)”，他們并不希望繼續(xù)砸錢(qián)搞尖端研發(fā)以期有朝一日能實(shí)現(xiàn)盈利，只希望GF能購(gòu)盡快止損。
GF的CTO Gary Patton也承認(rèn)，公司從未計(jì)劃成為7nm芯片的領(lǐng)先生產(chǎn)商，相反他們看到各種新興設(shè)備的設(shè)計(jì)人員越來(lái)越多地采用其14/12nm工藝，F(xiàn)ab 8晶圓廠長(zhǎng)期處于飽和狀態(tài)，沒(méi)有更多精力來(lái)更替到7LP平臺(tái)。
因此GF決定完全轉(zhuǎn)向?qū)Ｗ⒂谛屡d高增長(zhǎng)市場(chǎng)的工藝技術(shù)，這一戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變使其能夠減少研發(fā)支出，減緩新設(shè)備的采購(gòu)，減少5％的勞動(dòng)力負(fù)擔(dān)，并可以避免與其他晶圓代工廠直接競(jìng)爭(zhēng)。
隨著7LP的取消，GF也基本上凍結(jié)了之后5nm和3nm工藝節(jié)點(diǎn)的研發(fā)。雖然GF將與全球IBM制造技術(shù)聯(lián)盟繼續(xù)合作至今年年底，但AMD的首個(gè)7nm產(chǎn)品Zen2架構(gòu)處理器從一開(kāi)始就是為T(mén)SMC的7nm FF工藝而設(shè)計(jì)，而GF的其他主要客戶卻對(duì)7nm這種尖端工藝并沒(méi)有什么需求，因而GF并不確定是否有必要繼續(xù)投資研發(fā)尖端工藝。
GF表示，未來(lái)將繼續(xù)與IMEC（Interuniversity Microelectronics Centre，微電子研究中心）合作，IMEC致力于更廣泛的技術(shù)，將有助于GF即將推出的專(zhuān)業(yè)制造工藝。
上面已經(jīng)提到，GF將采取多方面的收入和盈利戰(zhàn)略，包括針對(duì)將在5G時(shí)代出現(xiàn)的各種需求擴(kuò)展其14/12nm平臺(tái)、繼續(xù)發(fā)展FD-SOI（全耗盡絕緣硅）平臺(tái)、剝離其ASIC開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)，以及其他一些事情。
此前，為幫助客戶開(kāi)發(fā)各種SoC，GF建立了ASIC解決方案部門(mén)。除了常規(guī)的PDK（工藝開(kāi)發(fā)套件）、各種設(shè)計(jì)庫(kù)、接口等必要的東西之外，ASIC還提供芯片設(shè)計(jì)、方法、測(cè)試和封裝團(tuán)隊(duì)的支持。為了讓該部門(mén)能保持并擴(kuò)大業(yè)務(wù)合作，GF將它拆分成一個(gè)獨(dú)立部門(mén)，并使其能夠與其他晶圓代工廠進(jìn)行合作。
GF名為14LPP的14nm制造工藝最初是為移動(dòng)SoC和其他一些芯片而設(shè)計(jì)的，使用了多達(dá)13個(gè)金屬層和9T庫(kù)。而后GF基于14LPP工藝設(shè)計(jì)了兩種變體，其中14HP制造工藝專(zhuān)為IBM開(kāi)發(fā)，以晶體管密度為代價(jià)換取更高的性能，使用了多達(dá)17個(gè)金屬層和12T庫(kù)；12LP制造工藝則可用于包括AMD CPU、車(chē)用芯片等其他領(lǐng)域，使用了13個(gè)金屬層和7.5T庫(kù)，相比14LPP，能耗比可提高10％，芯片面積可減少15％。
GF將在未來(lái)基于14納米節(jié)點(diǎn)提供更廣泛的技術(shù)，目前已確認(rèn)其未來(lái)FinFET技術(shù)的主要市場(chǎng)為射頻芯片和嵌入式存儲(chǔ)芯片等低功耗領(lǐng)域。GF還將利用其在7nm制造工藝上的一些研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)優(yōu)化其14/12nm制造工藝，以提供增強(qiáng)的性能和更高的晶體管密度（以降低成本），不過(guò)目前Gary Patton不愿透露任何實(shí)際目標(biāo)。
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，現(xiàn)有的射頻解決方案仍在使用非常落后的工藝制造，如果GF可以成功將RF功能集成到基于FinFET的芯片中，將比現(xiàn)有的射頻解決方案有顯著優(yōu)勢(shì)。且除常規(guī)射頻功能外，GF還計(jì)劃在芯片中加入毫米波無(wú)線電功能，而將FinFET技術(shù)用于嵌入式存儲(chǔ)芯片的制造也尚屬于世界首次。
目前，使用FinFET技術(shù)的射頻芯片和嵌入式存儲(chǔ)芯片仍處于探索階段，GF仍在組建新的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，這些項(xiàng)目將最快于2020年落實(shí)，并于2021年進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)階段，但在2019年至2020年期間，AMD會(huì)降低對(duì)14/12nm工藝的需求量，這顯然將減少GF的收入和利潤(rùn)。
除了開(kāi)發(fā)基于FinFET技術(shù)的專(zhuān)業(yè)制造工藝外，GF還將繼續(xù)投資其基于FDX品牌的FD-SOI平臺(tái)，如22FDX和12FDX。Gary Patton沒(méi)有提前公布FD-SOI制造工藝的任何新版本，但明確表示FDX對(duì)GF仍然非常重要，因?yàn)镚F和三星是唯二可以提供此技術(shù)的晶元代工廠。
而對(duì)于購(gòu)置并安裝在Fab 8晶圓廠中的兩臺(tái)ASML Twinscan NXE EUV光刻機(jī)，GF尚未作出任何決定，據(jù)悉GF希望通過(guò)咨詢ASML來(lái)決定其未來(lái)用途。從理論上講，GF可以利用它們加速原型制作，但由于它們需要特殊處理，因此如果不能用于大規(guī)模量產(chǎn)的話，白養(yǎng)著這么兩臺(tái)“大爺”并不是一個(gè)好主意。
一直以來(lái)，GF、三星和臺(tái)積電都是晶圓代工廠中擁有尖端工藝的三駕馬車(chē)，隨著GF的退出，三星和臺(tái)積電將成為唯二的選擇。
對(duì)于GF來(lái)說(shuō)，此舉有利有弊。根據(jù)Gartner的調(diào)查結(jié)果，即便到2022年，使用12nm及更先進(jìn)工藝制造的芯片也將獲得大部分半導(dǎo)體行業(yè)收入。通過(guò)退出在尖端工藝領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)，GF憑借為特定客戶量身定制的專(zhuān)業(yè)制造工藝，可以更好地避免直接與三星和臺(tái)積電競(jìng)爭(zhēng)，并可以降低研發(fā)成本，將EUV工廠的建造時(shí)間推延至2020年以后。
雖然看到GF離開(kāi)尖端工藝領(lǐng)域令人遺憾，但顯而易見(jiàn)的是，GF在與三星和臺(tái)積電的競(jìng)賽中表現(xiàn)出的弱勢(shì)，讓管理層不愿意繼續(xù)承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。因此，發(fā)展提供專(zhuān)業(yè)制造工藝可能是GF更好，甚至是唯一的選擇。
而關(guān)于GF如何開(kāi)發(fā)和管理多項(xiàng)新制造工藝，以及是否能招攬足夠多的新業(yè)務(wù)訂單填補(bǔ)AMD“移情別戀”可能造成的Fab 8產(chǎn)能空虛，尚需要一些時(shí)間來(lái)觀察。
相關(guān)文章：
詳細(xì)解讀7nm制程，看半導(dǎo)體巨頭如何拼了老命為摩爾定律延壽
雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見(jiàn)轉(zhuǎn)載須知。
