Sicherstellung der Versorgung mit vertrauenswürdigen Chips für kritische Bedürfnisse

von Ezra Hall
Senior Director des Geschäftsbereichs Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, GlobalFoundries 

GlobalFoundries (GF) gab kürzlich bekannt dass sein Werk in Malta, New York, vom US-Verteidigungsministerium als "Trusted Foundry " akkreditiert wurde und damit in der Lage ist, sichere Halbleiter für eine Reihe kritischer Luft- und Raumfahrt- sowie Verteidigungsanwendungen herzustellen. Warum ist das wichtig? Lesen Sie unten, um mehr zu erfahren. 

Der Einsatz von Technologie ist in unserem Alltag allgegenwärtig, nicht nur auf persönlicher Ebene, sondern auch in kritischen Systemen und Infrastrukturen, die wir für selbstverständlich halten: Strom, Wasser, Verkehr, Gesundheitswesen, Telekommunikation, Banken, Verteidigung und vieles mehr.  

Alle diese Endanwendungen sind auf die Halbleitertechnologie angewiesen, um zu funktionieren. Und während Fortschritte bei einstelligen Nanometerknoten die meisten Schlagzeilen machen, ist die Realität, dass die meisten dieser Anwendungen mit 12nm und größeren Knoten hergestellt werden - und dies auch in Zukunft tun werden - um wichtige Chips zu liefern, die 70 % des adressierbaren Marktes bedienen. Dank unseres Engagements für technologische Innovation und Differenzierung ist dies genau der Bereich, auf den sich GlobalFoundries (GF) spezialisiert hat und der die überwiegende Mehrheit des Bedarfs an Chips für Anwendungen in den Bereichen Verteidigung und kritische Infrastruktur abdeckt.  

Es ist nicht nur wichtig, die Verfügbarkeit dieser Chips zu gewährleisten, sondern auch dafür zu sorgen, dass sie auf vertrauenswürdige und sichere Weise entwickelt, hergestellt und getestet werden, um die potenziell schändliche Einführung von Sicherheitsrisiken zu vermeiden, die sich negativ auf den Betrieb kritischer Systeme auswirken könnten. Bei Chips, die diesen Ansatz nicht verfolgen, besteht die Gefahr, dass sie kompromittiert werden und anschließend - aus der Ferne oder auf andere Weise - ein System abschalten oder andere schädliche Aktionen von Personen mit bösen Absichten durchführen. Wir müssen dies verhindern, um die nationale und wirtschaftliche Sicherheit zu schützen. 

Daher muss die Elektronikindustrie die Sicherheit von Design, Fertigung und Tests zu einer Anforderung machen, die genauso wichtig ist wie die traditionellen Kriterien Größe, Gewicht, Leistung und Kosten(SWaPc). Wir müssen die Sicherheit in unsere Programmanforderungen einbeziehen, ein entsprechendes Budget einplanen und von unseren Lieferketten verlangen, dass sie den gesamten "CIA"-Dreiklang erfüllen. Dieses Modell legt den Schwerpunkt auf Vertraulichkeit(Schutz vor Offenlegung), Integrität(nur das enthalten, was beabsichtigt war, nichts anderes) und Verfügbarkeit(Sicherstellung des Zugriffs auf das, was und wann es benötigt wird).

Ein vertrauenswürdiger Partner mit einer breiten Palette an differenzierten Technologien 

Niemand versteht sich besser auf die Sicherheit von Chips als GF, ein langjähriger Partner des US-Verteidigungsministeriums (DoD), und die fortschrittlichste und einzige vertrauenswürdige Foundry in den USA. 

Trusted Foundry ist eine DoD-Kennzeichnung, die bescheinigt, dass GF die strengen Anforderungen der US-Regierung für alle Aspekte der Entwicklung und Produktion von klassifizierten, sicheren Halbleiterkomponenten, sowohl physisch als auch digital, erfüllt. Der Akkreditierungsstatus Trusted Foundry ermöglicht es der US-Regierung, sich auf uns als sichere Bezugsquelle zu verlassen und das gesamte geistige Eigentum und die Designs der Regierung zu schützen. Trusted Foundry ist heute die Sicherheitslösung, die alle drei Faktoren des CIA-Dreiklangs in vollem Umfang berücksichtigt.

Einige plädieren für eine Aufweichung der Anforderungen von Trusted Foundry in dem Glauben, dass dadurch Kosten gespart werden können. Ich sehe das anders: Die Verwendung von weniger sicher hergestellten Chips in sensiblen Anwendungen wird nur zu erheblichen Problemen führen, sei es zu Lieferunterbrechungen aufgrund von geologischen, wetterbedingten oder zukünftigen Pandemie-Problemen, oder in zunehmendem Maße zur Realisierung geopolitischer Bedrohungen. Das ist ein Preis, den wir uns letztlich nicht leisten können. Wir sollten das nicht zulassen. 

Die differenzierten Technologien von GF bieten Merkmale wie die Fähigkeit, mit extrem niedrigem Stromverbrauch und/oder bei niedrigen oder hohen Temperaturen sowie in anderen extremen Umgebungen zu arbeiten. Zu diesen Merkmalen gehören: klassenführende Millimeterwellen-Kommunikationsfähigkeiten; Kommunikation mit Photonen anstelle von Elektronen für extreme Leistung bei geringstmöglichem Stromverbrauch, Bereitstellung fortschrittlicher Power-Management-Funktionen; Integration von nichtflüchtigem Speicher; und die bahnbrechende Fähigkeit, Kombinationen aus Hochleistungs-Signalverarbeitung, Energieversorgung, HF-Kommunikation und Speicher auf einem System-on-a-Chip (SoC) zu integrieren. 

Anstelle großer, schwerer, stromfressender Racks, die aus vielen Platinen mit vielen Chips bestehen, können diese Systeme in einem oder mehreren Chips untergebracht werden, die nicht nur dieselbe Funktion erfüllen, sondern auch die Fähigkeiten und die Reichweite erhöhen sowie Größe, Gewicht und Stromverbrauch verringern. Das ist ein entscheidender Vorteil, vor allem für die immer kleiner werdenden und immer weiter verbreiteten Verteidigungsanwendungen der Zukunft. 

Skalierung ist notwendig, um die Versorgung sicherzustellen 

Die Halbleiterherstellung ist eine kapitalintensive Branche mit erheblichen Kosten für Technologieentwicklung, Produktion und Ökosystem. Um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten, muss die Fertigung in großem Maßstab erfolgen, damit ein Hersteller die Technologien entwickeln und die von den Kunden geforderten Erträge und Qualitäten erzielen kann und ein nachhaltiges Geschäftsmodell realisieren kann, um wettbewerbsfähig zu bleiben. 

Nehmen Sie GF als Beispiel. Wir haben unseren Hauptsitz in den USA und verfügen über eine globale Präsenz mit Produktionsstätten in New York, Vermont, Deutschland und Singapur. Da wir auf drei Kontinenten tätig sind, verfügen wir über drei verschiedene Lieferketten, was uns zu einem äußerst widerstandsfähigen Lieferanten macht. Tatsächlich hat GF während der Pandemie keinen einzigen Wafer nicht produziert. 

Darüber hinaus haben unsere Teams ein umfassendes Supply Chain Mapping und die Rückverfolgbarkeit von Chips in die Abläufe von GF integriert. Diese garantierte Sicherheit verändert bereits die Lieferketten der Automobilindustrie.  

Um die Versorgung mit sicheren Chips für die Luft- und Raumfahrt, die Verteidigung, kritische Infrastrukturen und andere Anwendungen, die für die wirtschaftliche und nationale Sicherheit entscheidend sind, zu gewährleisten und die Vision des U.S. CHIPS and Science Act zu erfüllen, müssen wir die Nachfrage nach im Inland hergestellten Halbleitern steigern. Wir verfügen über die notwendigen Instrumente, um dies zu erreichen, von der Beschaffungspolitik bis hin zum Kaufverhalten und den Marktpräferenzen, und wir müssen sie nutzen. 

Der Weg in die Zukunft: Doppelnutzung 

Dual-Use ist das Konzept von Technologien, die sowohl für Verteidigungs- als auch für Nicht-Verteidigungszwecke genutzt werden können. Dieser Begriff lässt sich auf verschiedene Weise anwenden. Wie wir wissen, sind für erschwingliche, ertragreiche und qualitativ hochwertige Technologien Größenordnungen erforderlich, so dass eine größere Nachfrage nach nicht verteidigungsbezogenen Technologien vorhanden sein muss. Gleichzeitig ist eine Differenzierung für Verteidigungsanwendungen erforderlich, um eine technologische Überlegenheit für Verteidigungsanwendungen zu erreichen.  

Daher müssen Anreize für Forschung und Entwicklung mit doppeltem Verwendungszweck im Mittelpunkt unserer nationalen Technologiestrategie stehen. Die kostspielige Entwicklung von Halbleitertechnologien ist nur dann zu rechtfertigen, wenn foundry diese Technologie in erheblichem Umfang nutzen kann, was für Verteidigungsanwendungen allein realistischerweise nicht möglich ist. Die Schaffung einer Plattform für Forschung und Entwicklung, die von Anfang an sicher ist, schützt nicht nur kommerzielle Produkte, sondern gibt uns auch die Möglichkeit, diesen Schutz auf sensiblere Anwendungen auszuweiten.  

Denken Sie zum Beispiel an einen Hubschrauber und ein Auto, die beide über Radar, Kameras, Kontrollsysteme und andere Systeme verfügen, die ähnlich funktionieren. Chips für diese Anwendungen können in Dual-Use-Technologien hergestellt werden, um das sprichwörtliche "Tal des Todes" zu überstehen, und gleichzeitig kann die Nation auch Zeit und Geld sparen! Wir bei GF verfügen über ein Expertenteam, das über ein unvergleichliches Wissen und Einblicke in die Anforderungen des Endmarktes verfügt, denn unsere differenzierten Technologien ermöglichen es uns, diese Anforderungen auf eine Weise zu unterstützen, die einzigartige Vorteile bietet. 

Die Endmärkte von GF sind die Automobilindustrie, Kommunikationsinfrastrukturen und Rechenzentren, IoT (Internet of Things) im privaten und industriellen Bereich, intelligente mobile Geräte sowie Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und kritische Infrastrukturen. Wir haben die Aktivitäten von GF in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und kritische Infrastruktur strukturiert, um Synergien bei Technologieprodukten zu schaffen, die GF für alle Endmärkte produziert. 

Auf diese Weise können wir spezialisierte Lösungen für die Luft- und Raumfahrt, die Verteidigung und kritische Infrastrukturen anbieten, die auf einer robusten kommerziellen Nachfrage in großen Mengen basieren. Wir nutzen die Vorteile einer kosteneffizienten kommerziellen Serienproduktion, um bestimmte technologische Merkmale auf sichere Weise zu implementieren. 

Auf diese Weise tragen wir zu einer sichereren Welt bei. 

Ezra Hall mit Sitz in Burlington, Vermont, ist verantwortlich für das Luftfahrt- und Verteidigungsgeschäft von GF, das neuartige und strategische Lösungen zur Unterstützung der nationalen Sicherheit und kritischer Infrastrukturen anbietet. Hall, der seit 39 Jahren in der Branche tätig ist, gilt als Experte für die Sicherheit der mikroelektronischen Lieferkette. Er ist ein GF Master Inventor mit 21 US-Patenten und Mitbegründer und Co-Vorsitzender der U.S. National Defense Industry Association's Electronics Division.