GlobalFoundries公司的20nm工藝:將與臺(tái)積電同樣采用后柵極方式
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日前,美國(guó)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(wèn)題闡述了該公司的觀點(diǎn)。這是在“世界半導(dǎo)體高層論壇@東京2011~半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展宣言~”(2011年1月24日在“日經(jīng)禮堂”舉行,《日經(jīng)電子》主辦)上發(fā)表演講的Grose,在該會(huì)場(chǎng)接受日經(jīng)BP社采訪時(shí)談到的內(nèi)容(參閱本站報(bào)道1、本站報(bào)道2、本站報(bào)道3)。
——請(qǐng)介紹一下貴公司2010年的業(yè)績(jī)以及今后的目標(biāo)。
Grose首先必須聲明一下的是,我們是非上市企業(yè),財(cái)務(wù)等相關(guān)信息是不公開的。不過(guò)我可以說(shuō),估計(jì)2010年硅芯片代工(Foundry)業(yè)界總體的平均增長(zhǎng)率為40%/年左右。而我們實(shí)現(xiàn)了超過(guò)這一業(yè)界平均值的增長(zhǎng)(注:Grose在《日經(jīng)電子》2010年6月14日號(hào)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(yù)計(jì)硅芯片代工業(yè)界總體的平均增長(zhǎng)率為11~15%/年。在此,我們將實(shí)現(xiàn)超過(guò)業(yè)界平均值率作為了目標(biāo)。將來(lái),硅芯片代工業(yè)界有望實(shí)現(xiàn)超過(guò)半導(dǎo)體業(yè)界平均值的高增長(zhǎng)率。在此過(guò)程中,我們將繼續(xù)保持超過(guò)硅芯片代工業(yè)界平均增長(zhǎng)率的增長(zhǎng)。
——為了保持這種高增長(zhǎng),已決定2011年進(jìn)行54億美元的設(shè)備投資。雖然對(duì)于貴公司而言是上一年的2倍的大規(guī)模投資,但還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于業(yè)界最大廠商臺(tái)積電(Taiwan Semiconductor Manufacturing,TSMC)的水平。請(qǐng)就作為實(shí)現(xiàn)超過(guò)業(yè)界平均值增長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的54億美元的金額作一下說(shuō)明。
Grose2011年的設(shè)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(zhǎng)期穩(wěn)定地確??蓾M足用戶要求的生產(chǎn)能力,我們是以數(shù)年為跨度考慮設(shè)備投資額的。還有,對(duì)于2011年,因近幾年我們接連在德累斯頓(德國(guó))擴(kuò)充量產(chǎn)生產(chǎn)線、在紐約(美國(guó))新設(shè)量產(chǎn)生產(chǎn)線等,因此,設(shè)備投資定為這一金額。另一方面,關(guān)于與臺(tái)積電的差距,他們確實(shí)會(huì)實(shí)施巨大的設(shè)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(duì)比又有多大的意義呢?我們權(quán)衡了用戶要求與自己的企業(yè)實(shí)力,為了實(shí)現(xiàn)健全增長(zhǎng),而確定了這一投資額。
——工藝技術(shù)方面,目前以45nm以后工藝為主力不斷增長(zhǎng),28nm工藝也在逐步建立。繼這些之后,將跳過(guò)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(guó)英特爾及臺(tái)積電采用的后柵極(Gate Last)方式HKMG。請(qǐng)介紹一下作出這些選擇的理由。
Grose首先,之所以跳過(guò)22nm工藝,是因?yàn)槲覀兣袛?,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(duì)用戶而言優(yōu)點(diǎn)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(jì)劃2011年下半年開始“共乘服務(wù)”(Shuttle Service),從2012年下半年開始少量量產(chǎn)。
接下來(lái)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?yàn)槠淇蓪?shí)現(xiàn)穩(wěn)定制造,與后柵極方式相比有較大優(yōu)勢(shì)。事實(shí)上,我們?cè)?2nm工藝上受托生產(chǎn)美國(guó)(Advanced Micro Devices,AMD)的微處理器,已供貨了數(shù)萬(wàn)個(gè)樣品芯片。作為優(yōu)點(diǎn),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(shì)會(huì)變小,而且工藝上的裕度也會(huì)變小。在缺乏優(yōu)勢(shì)的情況下,工藝分為先行柵極方式及后柵極方式兩種系統(tǒng),對(duì)用戶而言并非好事??紤]到用戶的方便性,我們決定采用與臺(tái)積電等廠商相同的后柵極方式。
——在20nm以后工藝光刻技術(shù)的選擇方面,貴公司是怎樣考慮的?
Grose在光刻技術(shù)開發(fā)方面,我們一直是通過(guò)共同開發(fā)而領(lǐng)先于業(yè)界的。關(guān)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(chǎn)線上導(dǎo)入量產(chǎn)級(jí)EUV曝光裝置。另一方面,就延長(zhǎng)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(shù)開發(fā)的現(xiàn)狀,我們將盡量延長(zhǎng)ArF液浸曝光的壽命,當(dāng)難以做到這一點(diǎn)時(shí),也許會(huì)轉(zhuǎn)而采用EUV曝光。
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