内部FD-SOI和扩展

首席技术官加里•巴顿GlobalFoundries与半导体工程讨论FD-SOI坐下,IC缩放、过程技术和其他话题。以下是摘录的谈话。

SE:逻辑,GlobalFoundries航运14 nm finFETs 7海里的作品。该公司还准备22纳米FD-SOI与12海里FD-SOI研发技术。为什么要开发finFETs和FD-SOI呢?

巴顿:我们是为我们的客户提供技术,非常适合他们的应用程序。我们不是试图从高端服务器电池驱动的设备适合每个人到一个技术的味道。

SE:有一些困惑,FD-SOI finFETs参与市场的竞争。你能详细吗?

巴顿:我是一个大的粉丝finFETs。我花了很多时间在7海里。我们想准备客户tape-outs明年初。如果你是这是一个伟大的技术 专注于性能。如果你正在大芯片和你有很多线电容,你爱finFET设备的驱动电流。但是如果你制造更小的芯片,栅电容是一个更大的问题,然后finFET一点缺点。同时,它是一个更复杂的过程。不是每个人都让一百万晶圆他们的产品。这是一个昂贵的过程。它有更多的复杂性双,三倍,四倍,啪嗒啪嗒,以及射频和模拟电路设计的复杂性finFET设备。

SE: FD-SOI呢?

巴顿:FD-SOI真的是一个低成本技术优化吗物联网电池供电,低端手机和汽车应用。

在另一个SE:你把一种技术?

巴顿:我们是不可知论者。我们没有告诉客户,你必须做finFETs或FD-SOI。我们希望客户使用适合他们的应用程序的技术。

SE:谁是22纳米的早期采用者FD-SOI吗?

巴顿:汽车无疑是强大的。相机空间是另一个,和一些电池的物联网。

SE:在汽车发生了什么?

巴顿:在汽车某些应用更好的优化等FD-SOI雷达。其他的应用程序可能使用finFETs。所以我们会通过汽车资格马耳他fab 14 nm。同样,汽车制造商可以选择。

SE: GlobalFoundries宣布22纳米FD-SOI计划添加更多的技术能力,对吧?

巴顿:基本技术。基础知识产权开发完成。现在,我们正在扩展。我们相信一个杀手级应用程序这是能够为物联网空间做一个单片机的解决方案。射频和一切。

与FD-SOI SE:你在做什么?

巴顿:嵌入式内存。我们有MRAM,我们将引进。当然,我们有12海里的工作。

FD-SOI SE:知识产权是关键,对吗?

巴顿:收益率基本上是在28 nm收益率。性能高于我们的目标。它是完全合格的。现在的重点是继续建立知识产权生态系统。我们有基础和应用IP。

SE: 22纳米的新战场铸造业务。首先,GlobalFoundries推出22纳米FD-SOI。然后,台积电推出22纳米批量过程。和英特尔推出了新版本的22纳米finFET技术。这里发生了什么?如何22纳米FD-SOI与其他技术?

巴顿:突然间,22纳米已经成为一个大战场。当然,如果你正在寻找任何与射频要求,我甚至不会把finFET的游戏,因为finFETs没有相同的平面设备射频功能。所以它变成了大部分与FD-SOI。和FD-SOI真的是这个低功耗优化的空间。散货,你没有能力做body-bias。

图1:大部分CMOS vs FD-SOI。来源:GlobalFoundries

图2:7海里finFET。来源:GlobalFoundries

SE:还有一种看法认为,只有少数客户采用了FD-SOI。FD-SOI越来越采用的挑战是什么?

巴顿:我们曾与引导顾客针对fd - soi和他们现在理解的问题。首先,有历史或执行的担忧。我们都过了。人们理解22 nm。坚实的技术和它的收益很好。我们执行我们的计划。我们知道IP是关键,因为FD-SOI是新的和不同的人们。所以我们一直在投资从一开始的IP的生态系统。我们最初的合作伙伴Invecas帮助建立基本的IP。自那时以来,我们已经取得了大幅增加和投资在所有的IP技术。

SE:还有什么?

巴顿:顺便问一下,多源。我们有一个工厂出现在成都,中国。同时,我们知道FD-SOI中国将是一个很大的市场。很清楚的从转换我们的客户在中国。所以,我们会有两个大工厂FD-SOI-Dresden和成都。

SE:一些分析师说你需要更多IC设计资源,使芯片FD-SOI左右,比散装CMOS。是这样吗?

巴顿:这是一些FUD(恐惧,不确定和怀疑)传播我们的竞争对手。我们有项目,帮助教客户如何使用反偏压。许多人开始没有反偏压。他们,在他们的腰带,然后他们可以利用反偏压产品更上一层楼。我们的一些生态系统合作伙伴把工具,所以它很容易与反偏压设计。你必须思考你想如何系统架构师。这就是他们提供价值的分化和如何他们想要利用这个东西叫body-bias电路,块或芯片级。

SE:为什么设计师需要反偏压FD-SOI吗?

巴顿:你可以用几个不同的方式。您可以调整电压在一个给定的筹码。所以你可以加强产品的分布。或者你可以把一块节流。我有一个例子的介绍我给芯片,在一块总是。一个处理器,是监控环境中发生了什么。和使用超低泄漏设备。和其他的高性能设备,但是他们被body-bias压制下来。所以一旦你发现无论在房间,你关心权力的一部分。此外,你有射频集成在芯片上。 You send the signal, finish the communications, shut that part back down, and you go back into sleep mode. That’s really optimized for battery-powered applications. The part that’s always on uses ultra-low leakage devices. The other parts use body-bias to turn it on or off.

图3:body-bias是什么?

SE:约12海里FD-SOI什么?为什么不提供,在10纳米?

巴顿:它仍然是平面,我们必须去双模式。10 nm重演历史上20海里。10纳米,你需要的东西三重模式。所以我们放弃了与掩模成本很大比例的减少。我们不调用或triple-patterning水平的两倍。如果你把它比作10 nm, 12海里FD-SOI面具低40%。和我们的面具22纳米大约是40%低于14 nm / 16 nm。

SE:还有一种认为FD-SOI基质成本上升。任何想法吗?

巴顿:这只是等式的一部分。当你得到一个大面具节约成本,节省蚀刻步骤,沉积步骤等等。它可以弥补它。

SE:让我们搬到芯片扩展。行业跟上缩放或吗摩尔定律吗?

巴顿:过去简单。行业比例50%,增加10%或15%的复杂性的模具成本提高30%至35%。但是现在要添加25%的复杂性。让我们选择,作为一个号码。现在,你只有20%的模具成本改善。这并不是那么令人兴奋的人做设计,尤其是如果你看曲线设计成本。以指数速度设计成本一直在上升,所以人们必须花更多的设计在这个新技术。

GlobalFoundries 7 SE:纳米技术?

巴顿:我们的7海里了,与14 nm,约0.37 x。我们也知道面具多于14 nm。在一天结束的时候,当你把收缩和复杂性增加,我们给客户一个好的模具成本改善投资他们的设计。

图4:7海里的关键创新。来源:GlobalFoundries

SE: GlobalFoundries决定跳过10 nm,搬到7海里。为什么?

巴顿:10 nm的比例因子很谦虚。这更像是一个节点的一半。我们听到的一切从客户10 nm的性能改进是相当边际过去16 nm / 14 nm节点。对于7海里,如果你看看扩展和成本,达到成本目标30%到35%的成本提高而死。

SE: 7海里最大的挑战是什么?

巴顿:显然,复杂性是正确的。你谈论的是在80年代中期面具,这是相当惊人的。middle-of-line也是一个关键的挑战。性能目标是第三个关键的挑战。

SE: 7海里,GlobalFoundries表示将和多个成像最初使用193 nm液浸式光刻技术,而不是EUV。这还是如此吗?

巴顿:是的,当然。我们有一些产品明年录制,包括第一个在明年初。时间框架和EUV还没有做好。我们确实有EUV工具进入马耳他。我们要准备好过渡,因为它显然提供了优势。明年我们有两种EUV工具进来,然后我们会有另一个两个工具后的一年。所以我们将配备EUV工具。我们有EUV工具,当然,在奥尔巴尼,我们使用IBM发展。生产我们将EUV能力。然后我们会过渡客户和产品,当它准备好了。 It will give us a cycle time and a defect density improvement. And we’ll use it for a shrink on 7nm.

SE:那么你打算7点插入EUV纳米点吗?

巴顿我们将推出7海里浸泡。我们将确保我们的基本规则是为了迁移水平EUV兼容。然后,我们来看看一个收缩在正确的时间。

在7海里SE:鱼翅吗?你需要让他们高来提高驱动电流呢?

巴顿:我们已经有点高鳍。高鳍,有一些缺点。翅片形状可能是最关键的一个。得到鳍剖面形状是至关重要的。同时,获得结隔离是关键。你的鳍是孤立的,但如果你得到太多的重叠source-drain,它增加了很多电容。这减缓了晶体管。

SE: GlobalFoundries与三星合作7纳米技术?

巴顿:我们完全靠自己。我们有14 nm合作。我们仍然与他们合作在奥尔巴尼我所说的寻路。与IBM作为交易的一部分,奥尔巴尼all-joint-development联盟。拆分成两个部分。一半的设备继续做联合开发的工作,IBM领导。认为这是寻路5海里。,另一半是一个专有IBM-GlobalFoundries走廊,这是专门致力于加速到马耳他的事情。这些可以为7和7 nm +表现元素。事实上,我会想象我们有一堆性能衍生7海里。 This will be a long node.

SE:所以finFET至少将持续到7海里。5海里呢?

巴顿:我们有工作。我们有工作在新设备结构gate-all-around在奥尔巴尼。一些人认为你可以去与finFETs 3海里。我有点怀疑这个话题。我们需要一些新设备结构。

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