GlobalFoundries推出12nm FD-SOI工艺，2019年上半年流片

目前业界已量产的最先进的半导体工艺是14/16nm FinFET，下一个节点将是10nm FinFET，预计将于明年到来，其主要竞争者是Intel、三星和TSMC。而AMD和GlobalFoundries则似乎要一起跳过10nm，未来直接进入7nm工艺。不过7nm工艺量产至少要到2020年之后，难道AMD和GlobalFoundries接下来的五年都会停留在14nm，依靠14nm与其他家的10nm抗衡？显然这并不现实！

上周，AMD宣布与GlobalFoundries达成新的晶圆供应协议(WSA)，一方面确认正在GlobalFoundries纽约州的Fab 8工厂里制造14nm Polaris GPU、Zen CPU，并会继续开发更多14nm产品，另一方面将会联合GlobalFoundries跳过10nm，直接进军7nm。根据协议，AMD将向GlobalFoundries支付1亿美元，分四个季度付清，另外还会拿出约2.35亿美元的保证金，合计3.35亿美元。不过双方的采购协议并非排他性的，2017年开始AMD还会向其他代工厂采购晶圆，并为此向GlobalFoundries支付一定的款项。

也就是说，AMD可能还是会采用其他家的10nm工艺。但是，GlobalFoundries肯定是不会再推10nm工艺了，不过在其14nm工艺向7nm过渡的漫长过程当中，GlobalFoundries还是会推出12nm FD-SOI工艺参与市场竞争。

昨天，GlobalFoundries正式发布了全新的12nm FD-SOI半导体工艺平台12FDX，专为未来的移动计算、5G连接、人工智能、无人驾驶汽车等各类应用智能系统而设计。

对于半导体工艺，目前主流的选择是从2D晶体管走向3D晶体管，也就是FinFET鳍式晶体管，Intel最为领先，从22nm节点就开始用FinFET工艺了。现在TSMC、三星及GlobalFoundries的16nm、14nm也使用FinFET技术了，未来也会继续坚持下去。

之前了解过AMD处理器的玩家可能知道，AMD处理器在半导体工艺上虽然一直落后Intel，但却有独特的技术——SOI（绝缘体上硅），这是跟蓝色巨人IBM合作的，有个说法认为SOI技术可将制程工艺提升半代水平，可见其性能之优秀。

不过AMD从32nm工艺之后就放弃了SOI工艺，但GlobalFoundries一直有SOI工厂（尽管制程已经落后），后来还收购了IBM的晶圆厂，后者的Power 8处理器就是SOI工艺生产的，前不久发布的Power 9处理器依然会使用10nm级别SOI工艺生产，所以不论从哪方面来看，GlobalFoundries都还是会继续保留SOI工艺。

去年年中GlobalFoundries宣布将向外界提供22nm FD-SOI（全耗尽型SOI工艺，简称22FDX）工艺代工，虽然22nm线宽听上去比目前16/14nm工艺要落后，但GlobalFoundries表示其22FDX工艺能提供22nm FinFET工艺级别的性能、功耗，但制造成本与28nm工艺相当，适用于IoT物联网、主流移动芯片、RF射频及网络芯片等。

具体数值来看：
1、16nm/14nm FinFET工艺成本相当于28nm的两倍
2、16nm/14nm FinFET工艺设计周期是28nm的2.4倍，7nm是28nm的5倍，而GlobalFoundries目前成熟的22FDX与16nm/14nm FinFET工艺相比可以减少50%的MOL设计规则，可以减少曝光切割50%以上，可以减少40%掩膜成本，而且无Fin-specific规则。

目前22FDX可以在2016年4Q启动风险生产，在2017 1Q启动量产，这都比原计划提前，FD-SOI生态合作伙伴也的基础/复杂IP已经就绪。他透露目前已经有50位客户采用22FDX进行原型设计。

此次GlobalFoundries推出的的12nm FD-SOI工艺，它是22nm FD-SOI工艺的后续，能够以低于16nm FinFET的功耗和成本提供等同于10nm FinFET的性能。该平台支持全节点缩放，性能比现有FinFET工艺提升了15%，功耗降低了50%。而掩膜成本则比少于10nm FinFET工艺减少40%！

根据官方消息，12nm FD-SOI工艺将提供业界最宽泛的动态电压，通过软件控制晶体管能力可带来无与伦比的设计弹性，在需要时提供最高性能，静态时则会具备更高能效。

由于上述优点，12nm FD-SOI工艺适合各种移动芯片、5G、RF射频、嵌入式存储及汽车电子芯片等。GlobalFoundries正在德国德累斯顿Fab 1晶圆厂推进12FDXTM工艺研发，预计2019年上半年有客户芯片流片。

值得注意的是，GlobalFoundries拉来为12nm FD-SOI工艺站台的公司和单位有中科院上海微电子研究所所长Xi Wang博士、NXP半导体、VeriSilicon半导体、CEA Tech及Soitec等。

GlobalFoundries公布12nm FD-SOI工艺之后，这也能解释他们为什么放弃10nm FinFET工艺了，因为已经有了性能类似的12nm SOI工艺了，但是GlobalFoundries的SOI工艺客户主要是低功耗芯片厂商，并没有见到AMD的身影，但AMD也不可能一直用14nm撑到2020年甚至更久之后的7nm工艺。