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格芯的前十年:找到中心

10月 11, 2019

作者: Dave Lammers

系列文章中的第二部分(共三部分):回顾格芯的前十年、展望未来十年以及更远的将来。

在格芯发展的前十年中,代工厂遭遇了前所未有的挑战,从考验全体员工勇气的技术转型到如何将格芯与其他竞争对手区分开来的决策。

从2009年仅仅可为AMD提供一些技术解决方案到如今的发展规模,格芯是如何借助一系列基于RF的解决方案占据市场主导地位,并在全耗尽式SOI中大力发展,这无疑是过去十多年间半导体行业最有意思的事情。

打造规模化全球半导体制造商之旅 资料来源:格芯

我和Gregg Bartlett谈过此事,他从公司成立就进公司了,现在是格芯的工程和技术主管。Bartlett记得,2009年他刚加入格芯就立即投入到新代工厂的严苛工作中。但正是在这一时期,管理层学会了评估技术和产品转型可以承担的风险,这是一次宝贵的经验。

富有挑战的开始

2009年初,在阿布扎比穆巴达拉投资基金的资金支持下,格芯从AMD中剥离出来,并立即受命利用新的32nm高k/金属栅极工艺推出新AMD产品架构。结果发现这两者组合很难实现大规模量产。

Bartlett回忆说,AMD的旗舰新品“APU”率先将图形处理引擎和CPU内核结合在一个芯片上,需要在格芯位于德国德累斯顿的旗舰晶圆厂集中生产。Bartlett说:“这是一段相当令人沮丧的时期,非常艰难,但我们坚持了下来。”

Patrick Moorhead现在是Moor Insights & Strategy的行业分析师,十年前他是AMD管理团队的成员。“如果从历史的角度来看,Llano拥有与APU集成的首批大型图形IP之一。当时,没有任何一款智能手机处理器能够提供类似功能。但是事情进展并不顺利,要继续坚持下去就得面临超乎寻常的挑战。”

Bartlett说,格芯管理层学到的主要经验就是管理好所承担的风险。“刚走出困境,格芯又试图攻克新的难题,推出一种革命性的新硅技术。我们设法改变芯片架构,同时进行技术创新。看看今天我们的公司,可以说我们学到了很多,与客户合作以及通过客户设计创新更好地管理技术创新。”

从3个客户到300个客户

2010年,在穆巴达拉基金领导层的支持下,格芯的管理层收购了Chartered Semiconductor。格芯和德累斯顿晶圆厂只为一小部分客户生产了几种不同的产品,这些客户需要晶圆厂能提供前沿技术。Bartlett说格芯的管理层意识到,要学会运用各种不同的工艺技术来满足不同的客户需要。

“然后我们问自己:如何将一家只有3个客户的晶圆厂发展成拥有30个客户,然后是300个客户的晶圆厂?如何改变业务流程?答案当然是:不容易。Chartered为我们带来了同时为数百名客户服务的技能和流程,”Bartlett说道,并称赞Chartered新加坡团队将“客户导向”文化引入格芯。

格芯于2010年1月13日收购了Chartered Semiconductor新加坡晶圆厂。Chartered Semiconductor最初于1995年开设了这家晶圆厂。它是最早的200mm晶圆厂之一。资料来源:格芯

他说:“Chartered规划出如何为客户制定应急计划,以确保他们能成功打入市场。”

Bartlett赞扬了穆巴达拉投资基金的领导人,称他们“愿意在收购Chartered方面进行大笔投资,因为他们知道这项收购具有相当大的变革意义”。此次收购为格芯增添了位于新加坡的200mm和300mm晶圆厂,以及大约200家客户。收购标志着新代工厂转型的开始,也创造了服务众多客户的流程。

“这是一种非有机转变,加速了我们作为全球代工厂的运作能力。目前,新加坡是我们公司非常成功的一部分,其工艺技术和人才迅速发展,”Bartlett说。

一次非常偶然的合作

借助德累斯顿在32/28nm节点的工作经验,五年后,新的马耳他晶圆厂在面临14nm节点的挑战时首次引入了FinFET。

这次,格芯和AMD顺利度过了难关,Moorhead描绘了完美的结局:“当Ryzen的第一个版本(AMD 14nm)面世时,作为一名行业分析师,我不得不问自己,‘有什么是不可能的?’样品出货几千件是一回事,但出货几十万件甚至几百万件则是另一回事。至少可以这么说,这是一次了不起的进步。而要做到这一点,缓存单元尺寸、晶体管性能、功耗和散热方面都要优于英特尔的许多产品,确实是了不起。”

在纽约萨拉托加县,格芯奠基仪式的正式举行标志着2号行政办公大楼作为8号晶圆厂的一部分开始建设。资料来源:格芯
学会合作

为了取得14nm的成功,格芯进行了客观的自我评估。当时担任格芯首席技术官的Bartlett回忆说,当时IBM技术联盟的成员对14nm节点有着不同的看法。IBM正研究一种基于SOI的工艺,包括其深沟槽嵌入式DRAM,而格芯和三星则分别采用不同的方法朝着体硅CMOS FinFET 14nm工艺发展。

格芯和三星就是否合作以及如何合作的讨论时断时续,但他们都意识到对于移动领域的大客户来说,合作是管理供应风险的有利办法。这推动格芯和三星就单一技术的部署展开了合作。

“很明显这时就需要开始合作了,结果证明这是非常有益的。”Bartlett说。通过与三星在14nm上的合作,格芯加速了向高量产制造的转型。与此同时,格芯在马耳他的技术开发团队得以发展壮大,该团队目前正为更多的应用程序和客户针对平台实施差异化。

借助FD-SOI进行差异化的第一步

Bartlett说,在收购IBM微电子业务的过程中,管理层得出结论,格芯需要技术多样化战略,以区别其主要竞争对手在28nm节点的工作。

“FD-SOI是我们进行技术平台差异化的第一个有意识的选择。我们决定面向我们认为需要物联网和集成射频等FD-SOI的细分市场推出卓越的技术解决方案,而不是去模仿行业领先者,”Bartlett说。

格芯的22FDX平台技术依赖于平面晶体管和全耗尽式SOI晶圆 资料来源:格芯

去年,由Tom Caulfield领导的格芯新管理团队认为要从7nm转向与我们的客户建立更紧密的联系,这需要我们能够做出艰难决定并灵活变通。这种转变释放了开发资源,从而在格芯大多数客户群使用的技术平台上进行更多投资,包括12nm FinFET、22FDX®、RF、硅光子和其他平台。

Moorhead说,他相信22FDX工艺在边缘处理方面具有功耗优势,并且随着5G RF和数据处理趋于一致,边缘处理将发挥主要作用。“格芯面临着很大的机会。5G以及所有相关电路将从根本上与物联网相连。这将定义未来十年。它让我们实现超连接,”Moorhead说。

我问Bartlett,格芯在前十年的经历是否塑造了一支经得起战斗考验的员工队伍,并能更从容地应对未来的挑战。

“我们从成立的前十年中学到了很多,明白了哪些决定是正确的,哪些决定是错误及其错误原因。当我们作出错误决定时,格芯能够作为一个团队一起面对,这意味着我们能够更好地应对未来的挑战。”他说。

“我们以后还会犯错吗?很有可能,但不会是因为我们没有考虑风险。公司发展到现在,我们从中学到了很多,例如,如何支持我们的客户,如何管理自己所承担的风险,最重要的是当客户的需求与我们的核心能力一致时,与客户保持紧密联系。我们对自已有清醒的认识,清楚地知道自己的核心竞争力,并希望借助这些能力在未来的道路上奋力前行。”

在本系列文章的最后一部分,我们将探讨格芯的未来,以及它的差异化产品组合将如何帮助客户并改变这个影响世界的行业。

关于作者

Dave Lammers

 

Dave Lammers是固态技术特约撰稿人,也是格芯的Foundry Files的特约博客作者。他于20世界80年代早期在美联社东京分社工作期间开始撰写关于半导体行业的文章,彼时该行业正经历快速发展。他于1985年加入E.E. Times,定居东京,在之后的14年内,足迹遍及日本、韩国和台湾。1998年,Dave与他的妻子Mieko以及4个孩子移居奥斯丁,为E.E Times开设德克萨斯办事处。Dave毕业于美国圣母大学,获得密苏里大学新闻学院新闻学硕士学位。

 

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