在去年特殊背景下,芯片行业一路高歌猛进,国内诸多城市更是遍地开花纷纷投资建设集成电路产业化基地。但是行业变化之快,就连国际芯片巨头公司都难以适应,纷纷调整战略规划,以求更稳的发展。有着世界第二大纯晶圆代工公司之称的格芯,早已于去年宣布放弃7nm芯片生产项目,主攻12nm等能满足大部分市场需要的芯片。
格芯为何放弃7nm转攻3d封装
1、3d封装成半导体巨头发展重点
同为半导体巨头的英特尔、台积电在3d封装上投入更早,投入的精力也更大。去年年底,英特尔在其“架构日”上首次推出全球第一款3d封装技术foveros,在此后不久召开的ces2019大展上展出了采用foveros技术封装而成的lakefield芯片。根据英特尔的介绍,该项技术的最大特点是可以在逻辑芯片上垂直堆叠另外一颗逻辑芯片,实现了真正意义上的3d堆叠。
而在日前召开的semicon west大会上,英特尔再次推出了一项新的封装技术co-emib。这是一个将emib和foveros技术相结合的创新应用。它能够让两个或多个foveros元件互连,并且基本达到单芯片的性能水准。设计人员也能够利用co-emib技术实现高带宽和低功耗的连接模拟器、内存和其他模块。
台积电在3d封装上的投入也很早。业界有一种说法,正是因为台积电对先进封装技术的重视,才使其在与三星的竞争中占得优势,获得了苹果的订单。无论这个说法是否为真,封装技术在台积电技术版图中的重要性已越来越突出。
2、封装子系统“ip”或将成趋势之一
产品功能、成本与上市时间是半导体公司关注的最主要因素。随着需求的不断增加,如果非要把所有电路都集成在一颗芯片之上,必然导致芯片的面积过大,同时增加设计成本和工艺复杂度,延长产品周期,因此会增大制造工艺复杂度,也会让制造成本越来越高。这也是异构计算时代,人们面临的主要挑战。因此,从技术趋势来看,主流半导体公司依托3d封装技术,可以对复杂的系统级芯片加以实现。
人们还在探索采用多芯片异构集成的方式把一颗复杂的芯片分解成若干个子系统,其中一些子系统可以实现标准化,然后就像ip核一样把它们封装在一起。这或许成为未来芯片制造的一个发展方向。当然,这种方式目前并非没有障碍,首先要解决的就是散热问题。
格芯“瘦身”后的重心转移
关于格芯,近来最多的新闻就是“卖厂”、“瘦身”,从今年1月份起,格芯已经出售了多座晶圆厂和相关业务。
由于投资先进制程需要的资金太大,格芯在1年前宣布暂停开发7nm制程工艺、把精力放到更加成熟的技术。据相关数据显示,2019年二季度台积电的市场份额为49.2%,紧随其后的分别为三星(18.0%)、格芯(8.7%)、联电(7.5%)和中芯国际(5.1%)。格芯的市占率从原本第二的位置下滑到了第三位,被三星拉开了两倍多。
同时,格芯与台积电的差距也越来越远。但格芯也有自己的规划,逐渐把重心格芯聚焦在物联网 (iot)及射频(rf)科技领域。
在物联网领域,格芯参与投资成立了一家物联网芯片公司,为客户提供基于格芯 22fdx技术的高集成度、节能且经济高效的传感器系统。
在射频方面,格芯拥有丰富的产品组合。例如,rf fdx针对窄带物联网以实现深度覆盖、大规模连接和低功耗,而rf finfet技术可提供出色的扩展和功耗性能。rf soi使客户能够为射频前端模块、相控阵和毫米波波束成形构建先进的lna/开关与控制功能的集成。格芯的各种sige射频产品经过性能优化,适用于大量低功率和高功率应用,包括汽车雷达/激光雷达、基站、有线/光纤/毫米波通信和相控阵通信。
而本次对台积电及相关企业发起诉讼,看起来都是格芯认为不太可能成为未来客户的企业。格芯方面表示,申请的禁制令不会影响到消费者,三星、索尼、lg电子等公司已经取得了授权,不会面临诉讼。值得一提的是,诉讼的企业名单中没有华为。
格芯推出12纳米arm架构3d芯片
晶圆代工大厂格芯,近日宣布,开发出基于arm架构的3d高密度测试芯片,将实现更高水准的性能和功效。
由于当前芯片封装一直是芯片制造中的一个关键点,使得在传统的2d封装技术已经发展到瓶颈之后,半导体制造商们把目光转向3d堆叠技术上。
除了看到大量的3d nand flash快闪存储器的应用,英特尔和amd也都有提出关于3d芯片的研究报告。如今,arm和格芯也加入这领域。
格芯指出,新开发出基于arm架构的3d高密度测试芯片,是采用格芯的12纳米finfet制程所制造,采用3d的arm网状互连技术,允许资料更直接的传输到其他内核,极大化的降低延迟性。
而这样的架构,这可以降低资料中心、边缘运算以及高端消费者应用程式的延迟,并且提升数据的传输速度。
格芯强调,新开发出基于arm架构的3d高密度测试芯片,可以进一步在每平方公厘上达成多达100万个3d的连接,使其具有高度可扩展性,并有望延展12纳米制成的寿命。
另外,3d封装解决方案(f2f)不仅为设计人员提供了异构逻辑和逻辑/存储器整合的途径,而且可以使用最佳生产节点制造,以达成更低的延迟、更高的频宽,更小芯片尺寸的目标。
格芯表示,因为当前的12纳米制程成熟稳定,因此目前在3d空间上开发芯片更加容易,而不必担心新一代7纳米制程所可能带来的问题。
然而,台积电、三星和英特尔能够在比格芯小得多的节点上开发3d芯片,而且也已经相关的报告。而何时推出,就只是时间上的问题。届时,格芯是否能以较低廉的价格优势,进一步与其他晶圆生产厂商竞争,就有待后续的观察。
