CeBIT: Globalfoundries-Update

ProzessorenNeben vielen anderen Terminen stand auch Globalfoundries auf unserer Interview-Liste. Dabei haben wir von Michael Schmid und Jon Carvill einige interessante Neuigkeiten zur Fertigung in Dresden und Singapur, zum Baufortschritt der Fab 8 in den USA und die zukünftigen Planungen erfahren.

Einer der wichtigsten Punkte ist derzeit sicherlich der Ausbau der Fertigungskapazitäten. In Dresden wird die Fertigungsfläche der Fab 1 erweitert, was zukünftig 80.000 Waferstarts pro Monat möglich machen soll. Dies ist dringend notwendig, da in Dresden nun nicht mehr nur AMD-CPUs vom Band laufen, sondern auch einige Multi-Core-ARM-SoCs und Produkte anderer Kunden. Die 32 nm-SOI-Fertigung ist inzwischen in voller Produktion und der Prozess ist "very healthy", läuft also offenbar nach anfänglichen Verzögerungen inzwischen sehr gut. Zudem darf man - auch dank HKMGs - von sehr hohen Taktfrequenzen ausgehen und eine Effizienzsteigerung gerade bei diesen höheren Taktraten, aber auch im Idle, erwarten. Das dürften gute Nachrichten für all diejenigen sein, die auf die neuen AMD-Prozessoren warten. Die Erfahrungen mit 32 nm fließen direkt in die 28 nm-Fertigung ein, was hier deutliche Vorteile gegenüber der Konkurrenz bringen soll. Der 28 nm-HKMG-Bulk-Prozess soll aber erst gegen Ende des Jahres erste Produkte liefern, während das große Jahr für 28 nm aber wohl erst 2012 sein wird.

2012 soll auch der Start der Fab 8 in Saratoga County, USA, dafür sorgen, dass die Produktionskapzitäten nochmals erhöht werden können. Ziel ist derzeit eine Produktion von bis zu 60.000 Waferstarts bei Vollausbau in diesem Werk, wobei sich schon in Dresden gezeigt hat, dass spätere Vergrößerungen nicht ausgeschlossen sind. In der Fab 8 wird auch ein Tool für EUV-Lithografie installiert, wovon sich Globalfoundries zukünftig Verbesserungen bei der Belichtung der Masken in noch kleineren Strukturgrößen verspricht. Das ist besonders in Zeiten von Double-Patterning unerlässlich, um weiterhin in der Lage zu sein, kleinere Strukturgrößen zuverlässig ausbelichten zu können. Fab 8 wird für Prozessgrößen von 28 nm und darunter ausgestattet.

Die ehemaligen Chartered-Fabs in Singapur produzieren in Strukturgrößen von 40 nm und darüber. Fab 7 belichtet dabei 300 mm-Wafer aus, während die anderen Fabriken noch auf die kleineren 200 mm-Wafer setzen. Besonders wichtig ist hier die Herstellung von MEMs - Microelectromechanical Systems -, also zum Beispiel den Gyroskopen und Neigungssensoren für Smartphones und ähnliches. Auch in Singapur sind die Fabriken voll ausgelastet und Globalfoundries arbeitet an der weiteren Optimierung, um mehr Waferstarts zu ermöglichen.

Zukünftig ist noch ein Werk in Abu Dhabi geplant, wobei man hier noch am Anfang steht. Schon 2014 oder 2015 könnte aber auch dort die Fertigung aufgenommen werden. Größte Schwierigkeit dabei und für die Halbleiterindustrie allgemein ist jedoch der Aufbau einer soliden Infrastruktur und das Anwerben von hochqualifiziertem Personal.

Für das 2. Halbjahr 2012 ist die Risikoproduktion der 22 nm-Fertigung geplant. Gegenüber früheren Roadmaps wird man hier jedoch auf die auch von Intel favorisierte Gate-Last-Fertigung wechseln. Das ist insofern zu diesem Zeitpunkt günstig, dass für 22/20 nm in jedem Falle neue Design-Rules gelten, "einfache" Shrinks von 32/28 nm also für die Kunden sowieso nicht mehr möglich sind. Zudem ermöglicht Gate-Last hier eine stärkere Reduktion der Transistorgrößen als Gate-First. Bei 32/28 nm war dies noch umgekehrt.

Für die weitere Zukunft werden vor allem Technologien wie 3D-Stacking eine große Rolle spielen. Hier liegen große Chancen für neue Ansätze der Chipdesigns. So könnte zum Beispiel der Einsatz größerer Zwischenspeicher direkt auf einer CPU oder dem SoC möglich werden, ohne die Fläche enorm zu vergrößern, indem man - vereinfacht gesagt - mehrere Chip-Schichten übereinander stapelt. Ab Fertigungsgrößen von 16 nm bestehen größere Herausforderungen, um die Verkleinerungen der Strukturen konsequent weiterführen zu können. Hier wird intensiv an neuen Technologien und Ansätzen geforscht. Der Einsatz von komplett neuen Materialien wie z.B. Graphen als Ersatz für Silizium scheint aber für die nähere Zukunft noch nicht greifbar, auch wenn die Forschung natürlich auch in diese Richtung geht.

Ein weiteres Thema waren 450 mm-Wafer, für die Intel in seiner Fab D1X erste Tests durchführen will. Die Vorteile der größeren Wafern sind zwar enorm, gerade für die effiziente Ausbelichtung größere Chips, allerdings sind auch hier die Hürden recht hoch, weil dafür die gesamte Infrastruktur der Fertigung angepasst werden muss, was enorme Kosten mit sich bringt. Letztlich ist es somit eine reine Kosten-Nutzen-Rechnung, wann wir 450 mm-Wafer sehen werden. Einige Jahre werden aber mit Sicherheit noch vergehen, ehe großflächig die größeren Siliziumscheiben zum Einsatz kommen.


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2 Kommentare

2.) N1truX 03.03.2011 - 09:11 Uhr
Vielen Dank für das positive Feedback. Wir werden noch einige tage brauchen bis wir all' das material von der CeBIT aufgearbeitet haben.
Es wird also noch so einiges an Input von uns kommen :)
1.) Exey 03.03.2011 - 08:57 Uhr
Kompliment an die Autoren, eure News sind ausführlich und trotzdem leicht verständlich geschrieben. Auch auf dem Handy (2.8" Display) ist alles gut zu lesen.