12 nanométeres gyártástechnológiát fejleszt a GlobalFoundries

Bejelentette legújabb, 12FDX jelölésű, 12 nanométeres félvezetőgyártási eljárását a GlobalFoundries. A bérgyártó továbbra is kitart SOI (Silicon-On-Insulator – szilícium a szigetelőn) technológia mellett, a szóban forgó fejlesztés a cég hasonló alapokon nyugvó 22 nanométeres, 22FDX termékét váltja majd, várhatóan 2019-ben. A költséghatékony megoldást elsősorban IoT-s és rádiós lapkák gyártásához szánja a GlobalFoundries.

A fejlesztés az elődhöz hasonlóan a kedvezőbb paramétereket kínáló, de nehezebben kivitelezhető FD-SOI-ra (Fully-Depleted) épül, mely mentes a szivárgási áramot növelő lebegőtest-effektustól. A bérgyártó állítása szerint a planáris tranzisztorokat alkalmazó 12FDX nagyjából a jelenlegi 14/16 nanométeres FinFET gyártástechnológiák teljesítményét hozza majd kétszeres tranzisztorsűrűség, illetve 50 százalékkal alacsonyabb fogyasztás mellett. Az úgynevezett body-biasing (vagy back-biasing) technikával megtámogatva akár a 10 nanométeres FinFET eljárások teljesítménye is elérhető lehet, lényegesen olcsóbban.

A GlobalFoundries szerint ugyanis a 12FDX kétmenetes levilágítással is kivitelezhető, miközben a FinFET-alapú 10 nanométeres technológiák egyes rétegeit már csak hárommenetes levilágítással lehet megfelelően megrajzolni, ami növeli a költségeket. Ugyancsak a SOI-alapú technológia mellett szól, hogy az a 10 nanométeres FinFET-hez képest nagyjából 40 százalékkal kevesebb maszkkal is beéri, illetve az alkalmazott (planáris) tranzisztorok nem térnek el jelentősen a korábbi, úgynevezett bulk eljárásoknál használtaktól, ami a(z) (át)tervezési folyamatot könnyítheti meg.

Rust? Kubernetes? FinOps? Melyiket válasszam? Egy jó karrierdöntéshez sok apróság szükséges. Egy alapos hazai technológiai körkép azoban még hiányzott. Végre van ilyen, és a 21. kraftie adásban kidumáltuk.

A megoldásnak ugyanakkor van egy nagy hátránya is, a gyártáshoz speciális ostyákra van szükség, melyeken a megmunkált szilíciumréteget egy rendkívül vékony szigetelőréteg választja el a szilícium szubsztrátumtól. Ez az alapanyag pedig 10-15 százalékkal drágább az alternatív (bulk vagy FinFET) eljáráshoz szükséges ostyáknál, de a FinFET-hez képest még ezzel együtt is alacsonyabbak a költségek.

A felhasználási területet tekintve ugyancsak előny, hogy az FD-SOI jobban illeszkedik kisebb fogyasztású, akár néhány 100 milliwatt fogyasztású áramkörök kivitelezéséhez, a minimum feszültség küszöbe a FinFET értékénél alacsonyabb. Többek között ez is vonzóvá teheti az IoT-s cégek körében a gyártástechnológiát, mely az RF in FD-SOI technológiával kiegészítve ideális alapot nyújt analóg rádiófrekvenciás részegységek integrálásához - ellentétben a FinFET-tel. Utóbbi a jelenleginél magasabb frekvenciatartományokat (is) célzó 5G modemek gyártásánál jöhet majd kapóra, melyek piaca nagyjából az évtized végén pöröghet fel.

A GlobalFoundries a 12FDX-szel a nagy teljesítményre kihegyezett, de komplexebb és költségesebb FinFET technológiáknak szeretne a jövőben is alternatívát állítani, kisebb fogyasztást kínálva, alacsonyabb költségek mellett. Ennek többek között a kínai gyártók örülhetnek, akik folytathatják (vagy elkezdhetik) a technológiára építkező tervezési munkálatokat. A Tsinghua Egyetem professzora már legalább egy éve hiányolta a 22 nanométernél kisebb csíkszélességekre vonatkozó terveket, amire válaszul a GlobalFoundries képviselője tavaly még csak annyit mondott, hogy hosszútávra terveznek az FD-SOI-val, melynek skálázódása technikailag biztosított, így a további csak a partnerek igényein múlik. Úgy fest utóbbi elérte a kívánt szintet, a bérgyártó jelenleg nagyjából 50 ügyféllel dolgozik különféle projekteken, melyek a technológia 22 nanométeres verziójára épülnek.

A bérgyártó tehát a FinFET vonal mellett az FD-SOI-t is továbbviszi, abban bízva, hogy a IoT-s és modemes igények az évtized végére megfelelő szintre emelkednek, ugyanis az első, 12FDX-re épülő lapkák gyártása 2019-ben kezdődhet meg. A konkurensek közül jelenleg csak a Samsung kínál FD-SOI-alapú eljárást (28 nanométeren), a dél-koreai vállalat pedig egyelőre nem ismertette ez irányú terveit, így nem tudni, lesz-e közvetlen konkurense a GlobalFoundries technológiájának.