GlobalFoundries收购IBM资产后，双方技术、晶圆厂、人力进行大规模的整合。已经在半导体产业有超过30年资历，之前服务IBM约8年时间的GaryPatton，在2015年7月加入GlobalFoundries担任技术长一职后，一肩扛起7纳米制程的研发重任，整合IBM资产后的GlobalFoundries发展的方向更明确，先进的FinFET制程与低成本的FD-SOI制程并进，本报记者特地专访Patton讲述未来GlobalFoundries发展的蓝图规划。

　　记者：GlobalFoundries收购IBM资产后，公司有什么样的转变?

　　答：我过去在IBM服务8年，去年7月到GlobalFoundries担任技术长一职，感受到我们执行长在过去两年半的时间中，做了很多的改变，加上IBM在45/30/22/14纳米制程技术上都有参与，且强项一直是在服务器运算技术上，这正是半导体产业未来最需要的关键技术，双方的整合会让GlobalFoundries在技术发展上有更清楚的蓝图。

　　产业未来的发展从电脑、网路、手机、移动运算一路走来，看似市场已经趋近饱和，未来十年5G会是重要的成长推手，以及移动运算、物联网(IoT)、汽车电子等，尤其是网路和5G时代和资料中心要支援高效能运算，都是半导体产业发展的重点。

　　记者：GlobalFoundries的技术蓝图朝FinFET和FD-SOI并进，可否分别谈一下两者技术的规划，先从主流的FinFET技术谈起。

　　答：我们的FinFET制程分为两个世代，包括14纳米和7纳米。过去我们的14纳米是和三星电子(SamsungElectronics)合作，在7纳米上我们选择不同技术，加上收购IBM资产后，我们的研发资源变广，因此决定自己开发7纳米制程技术。

　　之所以从14纳米直接跳到7纳米，而跳过10纳米制程，是因为我们认为10纳米对于客户的功耗、成本等帮助都有限，比较像是一个半制程世代，像是过去的20纳米一样，客户也认为10纳米表现不佳。

　　再者，我们听到许多客户的反馈，对于7纳米技术需求孔急，因此决定倾所有技术资源到7纳米制程上，由我亲自领军督导，细数我们7纳米的研发人员，除了GlobalFoundries既有的200人以外，还加入来自IBM约500名人员，总共有超过700名研发人员都是集中在7纳米制程研发，研发基地主要在Albany，同时在Malta也有部分研发人员，会互相整合。

　　根据我们内部规划，7纳米预计在2018年在年上半量产，已经公布的客户有IBM和超微(AMD)，7纳米制程的优势包括多核、高速的I/O、相对14纳米的耗电降低60%、效能提升30%、成本降低30%，同时每片晶圆产出多出一倍，同时也提供2.5D/3D封装技术服务。

　　记者：为什么在7纳米世代上没计划导入极紫外光(EUV)技术?

　　答：由于EUV技术要到2019年才能成熟，但我们7纳米的主要客户要求2018年初量产，因此在该制程世代上，我们仍是沿用光学技术，而不会使用EUV技术。

　　严格来说，我们不确定EUV技术究竟何时能成熟，且客户也无法等待，至于三星选择在7纳米制程上提前导入EUV技术，代表我们和三星是采用不同的7纳米制程技术，但对方的状况我们并不了解。

　　记者：除了FinFET技术之外，又推广FD-SOI技术的用意?

　　答：FinFET是非常好的技术，但也相对复杂且成本高，因为需要多2~4次的多重曝光程序，然而有些客户不需要这么好的产品性能，尤其是中小型的IC设计公司无法负担FinFET的昂贵光罩开发成本，不但对于成本要求敏感，又希望在效能上达到平衡，多半是物联网装置的客户，这时后，FD-SOI技术就是最合适的选择。

　　GlobalFoundries在FD-SOI技术上已经有两个世代的规划，首波是22FDX，其制程设计套件(PDK)0.5版在2016年第2季已完成，已经和50个客户有接触，预计第4季进入风险试产，2017年第1季量产。

　　22FDX与28纳米的效能相当，但功耗比28纳米HKMG制程减少70%，且单一芯片可整合RF功能，上述这些特色都非常适合物联网装置。

　　再者，我们的22FDX与会加入embeddedMRAM技术，其中的MRAM来自于存储器供应商EVERSPIN;会在22纳米制程世代上加入embeddedMRAM技术，是因为embeddedFlash从28纳米制程后会有瓶颈，因此用embeddedMRAM取代，未来在FinFET也会用MRAM技术，包括12FD-SOI也会用。

　　另外，我们也开始第二代的FD-SOI技术的开发，称为12FDX，预计12FDX技术会在2019年量产。从这样的规划可看出我们在技术选择上不走20/10纳米，而是走22/12纳米FD-SOI，是为了减少2~4次的曝光，可降低光罩成本。

　　12FDX相较于16/14纳米FinFET制程可减少50%功耗，相较于22FDX制程是完成的世代制程微缩，相较于10纳米FinFET制程减少40%光罩。

　　目前大陆IC设计客户对于FD-SOI技术的接受度十分高，未来GlobalFoundries会是全球FD-SOI技术当中，主要的核心供应商。

　　记者：你们14纳米制程已经开始出货，进度如何?

　　答：我们的14纳米制程已经在2015年第4季进入量产，拥有超过30个客户，出货上百个units，包括数十种产品，同时提供晶圆代工和ASIC给客户使用。

　　记者：GlobalFoundries也类似台积电的OIP有自己的生态系统，可否谈一下此部分?

　　答：我们的生态系统圈称为FDXcelerator，目的是缩短产品问世的时间，伙伴们有益华电脑(Cadence)、Synaptics、芯原(Verisilicon)、Invecas、EncoreSemi等。

　　记者：怎么看与台积电、三星、英特尔等同业的竞争态势?

　　答：走到7纳米制程技术世代，全球只剩下四家半导体厂可以供应，就是GlobalFoundries、台积电、三星、英特尔，但其中只有两家是纯晶圆代工厂，我们非常看重7纳米制程技术，认为这会是半导体产业非常重要且长寿的制程世代，而且我们已经有客户在手，彼此配合研发，对于7纳米制程技术世代的竞争，我们深具信心。

10纳米制程工艺手机涌现 7纳米还会远吗？

在智能手机行业蓬勃发展的今日，手机为我们的生活乃至工作协助了太多，不可否认手机制造业从每五年的大跨步到现如今每年都有黑科技产出，并且在厂商的相互竞争下还在高速向前，飞速进步之中。这其中让手机性能提升最为显著的因素就要数处理器了，回首以往，处理器方面的进步确实历历在目。

对于广大国产手机来说，常用的处理器无非高通骁龙、联发科以及麒麟这三大阵营。以高通骁龙为例，回顾以往产品可以看到从最初的骁龙430，逐渐进步到骁龙625，后来提升到骁龙652以及650，最后来到了现在的骁龙820和821。在这其中，CPU的架构也是不断提升的，主频从最高1.4GHz提升到了2.2GHz。我们发现随着型号的升级，性能的数值也不断加强，但是有一项工艺却越做越小。

这项工艺就是处理器的制程，从最初的90nm，到后来65nm、45nm、32nm，以及后来比较常见的28nm，又逐步提升到了20nm，再到目前性能配置较高的16nm、14nm，并且少数10nm的制程工艺也出现在了机身上。这项工艺不同于我们的惯性思维，认为往往尺寸越大的功能就越强。

　　制程工艺回顾

　　制程工艺作为处理器芯片的一项技术，它发挥的作用是让处理器能够承载更多电子元件。一般来说处理器要承载例如晶体管、电阻器以及电容等等一系列的电子元件，这些元件由于体积过于渺小，需要显微镜才能看到。而这些精密的电子元件之间通常用纳米来计算距离，纳米距离越小，意味着承载的元件就越多，如此一来手机的功能也就越全面。

　　能够尽可能多的承载电子元件是其中一方面，缩小电子元件的间距还有另一个作用那就是能使不同晶体管终端的电流容量降低，从而提升他们的交换频率。因为每个晶体管在切换电子信号的时候，所消耗的动态功耗会直接和电流容量相关，从而使得运行速度加快，能耗变小。明白了这一点，也就不难理解为什么制程的数值越小，制程就越先进;元器件的尺寸越小，处理器的集成度越高，因此性能加强，处理器的功耗反而越低的道理了。

　　从目前的手机市场上看，大多数旗舰机型在处理器方面还是维持了14nm以及16nm制程，但是在三星10nm制程处理器准备在年底量产的消息公布后，14nm以及16nm显然已经过了鼎盛时期。比如高通骁龙825、828和830处理器，预计这三款处理器都会采用10nm工艺制造，高通825将采用三核心的设计，骁龙828则是六核心，两个Kryo架构大核心、四个小核心，最高频率为2.4GHz。除了高通，联发科的Helio X系列的芯片也试图冲击高端市场，在年底Helio X30将采用台积电的10nm FinFET Plus工艺，并于2017年第一季度进行量产。

　　Helio X30处理器

　　三星的Exynos 8895预计会配备到明年的三星Galaxy S8之上，采用10nm工艺，标准主频达3.0GHz，同时搭配全新GPU Mali-G71。而后的三星Exynos 9据网友爆料，将采用三星全新自主设计的CPU架构，或许会有10nm和7nm两个版本。除了安卓，苹果也会在A11处理器方面全权由台积电包揽，采用10nm制程。

　　处理器已经从28nm逐步提升到现在普遍的14nm，那么除了10nm以外，电子元件的极限尺寸是多少呢?其实现在也已经有7nm的概念出现了，但业内专家们表示7nm的产品起码要到2020年才能正式面世，今后甚至还会有5nm工艺，在2028年还会实现1nm工艺制程处理器。

　　我们也不能在此断定极限的尺寸到底是多少，毕竟这项工艺需要各个方面的共同协作，精密的电子元件是十分复杂的，需要考虑以何种方式存在能够更强劲有效，保持稳定状态的同时又不因为体积太小，紊乱了电流。在技术层面上，还有很长的一段路需要走，还要不断探索和开发新的途径和元件材料，寻觅更简单有效的方法。