Perspektive für Führungskräfte: Die Zukunft ist nicht mehr das, was sie einmal war

von: Dr. Gary Patton

Es mag verlockend sein, die starke Nachfrage nach Halbleitern nur als einen weiteren Aufschwung in unserer traditionell zyklischen Branche zu betrachten, aber was die Dinge im Moment wirklich antreibt, ist die Eröffnung völlig neuer Horizonte, die durch die gesteigerten Fähigkeiten der heutigen Chips ermöglicht werden.

Die Nachfrage nach Chips wird nicht mehr nur von den Bedürfnissen der Computer- und Smartphone-Hersteller bestimmt. Die steigende Zahl neuer und vielfältiger Anwendungen in vielen verschiedenen Branchen schafft nicht nur Nachfrage, sondern treibt auch die Chiptechnologie in neue Richtungen. Daher ist das traditionelle Ziel, schnellere und dichtere Halbleiter zu entwickeln, zwar nach wie vor sehr wichtig, aber nicht mehr der einzige Weg nach vorn.

Schlüsselsektoren

Neben den traditionellen Computer- und Smartphone-Anwendungen sehen wir die folgenden Sektoren als wichtige Treiber für die künftige Halbleiternachfrage: anspruchsvolle Internet of Things (IoT)-Anwendungen, 5G und drahtlose Netzwerke, Automotive und künstliche Intelligenz/Maschinenlernen (AI/ML).

Im Bereich des Internet der Dinge wird zunehmend ein hohes Maß an Erfassungs-, Verarbeitungs- und Kommunikationsfähigkeiten in physische Objekte eingebettet, um deren Betrieb mit "Intelligenz" - leistungsfähigen Datenanalyse- und -verarbeitungsfähigkeiten - zu versehen. Ziel ist es, Leistung, Effizienz und Kosten zu verbessern und völlig neue Wege zur Problemlösung zu entwickeln.

Für 5G und drahtlose Netzwerke werden die Bandbreitenanforderungen unglaublich streng, um leistungsfähigere, zuverlässigere und sicherere Netzwerke zu schaffen. Während es vor nicht allzu langer Zeit noch eine beeindruckende technische Leistung war, eine Latenzzeit von nur 50 Millisekunden bei Netzwerkgeräten zu erreichen, erscheint dies heute fast schon altmodisch, da die prognostizierten Anforderungen für viele Netzwerkanwendungen eine Latenzzeit von 1 ms oder weniger vorsehen.

Die Automobilelektronik ist ein weiterer schnell wachsender Bereich. Seit der Einführung des einfachen Schlüsselanhängers mit Fernbedienung in den frühen 1980er Jahren ist die Zahl der elektronischen Geräte in einem Auto sprunghaft angestiegen. Es besteht ein wachsender Bedarf an fortschrittlichen Halbleiterprozessen, von denen viele Hochfrequenz- und Leistungsfähigkeiten kombinieren, um die verschiedensten Anwendungen im Automobilbereich, wie z. B. Fahrerassistenz-, Sicherheits- und Infotainmentsysteme, zu ermöglichen.

KI und maschinelle Lernsysteme generieren inzwischen riesige Datenmengen, die genutzt werden können, um mit weniger menschlichen Eingriffen mehr Produktivität, Effizienz, Qualität und Kosteneffizienz zu erreichen.

GF für Wachstum positioniert

Viele dieser neuen Anwendungen erfordern Chips, die ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung, Stromverbrauch, Flexibilität und Kosten bieten, und wenn das nicht die perfekte Beschreibung der 22FDX®-Technologievon GF ist, dann weiß ich auch nicht, was es ist. Die 22FDX-Technologie von GF ist ein grosser Vorteil für Kunden in diesen wachstumsstarken Bereichen. Sie bietet eine hohe Leistung und Energieeffizienz zu Kosten, die mit denen der 28-nm-Planar-Technologie vergleichbar sind, allerdings bei einer um 20 Prozent geringeren Chipgröße und mit 10 Prozent weniger Masken als bei der 28-nm-Technologie, wobei nur etwa halb so viele Immersionslithografie-Schichten erforderlich sind.

Darüber hinaus gibt das softwaregesteuerte Body-Biasing der Transistoren den Kunden die Möglichkeit, dynamisch zwischen Hochleistungs- und Niedrigverbrauchsbetrieb hin und her zu schalten. So können sie zum Beispiel den Ruhezustand und den aktiven Betriebsmodus optimieren. Mit der FDX™-Technologie können Kunden außerdem digitale, analoge und HF-Funktionen auf einem einzigen Chip integrieren und so intelligente, voll integrierte Systemlösungen realisieren.

Wir haben bereits mehr als 20 Kunden für ein breites Spektrum von 22FDX-Anwendungen gewonnen, darunter Schmalband-Internet-of-Things (IoT)-Systeme, Blockchain-Entwicklung und Bitcoin-Mining, Geolokalisierung, Millimeterwellen-Automobilradar und AI/ML, um nur einige zu nennen.

Diese Angebote ergänzen unsere ultrahochleistungsfähigen FinFET-Technologien, die dem Mooreschen Gesetz folgen und Kunden wie AMD und IBM in die Lage versetzen, rasend schnelle Grafikprozessoren und leistungsstarke Mainframe-Server anzubieten.

Die Dual-Technologie-Roadmaps von GF für FDX und FinFET, ergänzt durch eine Reihe von differenzierten Technologien, die bereits kommerzialisiert wurden oder sich in verschiedenen Entwicklungsstadien befinden, bieten den Kunden einzigartige Möglichkeiten, diese wachstumsstarken Bereiche zu erschließen.

So ist beispielsweise die Roadmap von GF für fortschrittliche Verpackungslösungen ein weiterer wichtiger Vorteil für Kunden in diesen Märkten. Wir streben mit unserem Portfolio an Packaging-Technologien eine Führungsposition an, denn der Bedarf an höherer Bandbreite, mehr Speicherplatz und schnelleren Geschwindigkeiten erfordert fortschrittliche Packaging-Lösungen, um die Leistung und Funktion der Produkte zu maximieren. Unsere ASIC-Angebote sind so konzipiert, dass sie fortschrittliche Packaging-Optionen nutzen, die Single- und Multi-Chip-Module und 2,5/3D-Lösungen für eine nahtlose Integration auf Modulebene umfassen.

Die Bedeutung des menschlichen Faktors

So beeindruckend diese technologischen Errungenschaften auch sind, die wichtigste Errungenschaft von GF ist vielleicht die Art und Weise, wie wir in der Lage sind, Menschen und Teams mit unterschiedlichem Hintergrund zusammenzubringen, um diese Lösungen zu entwickeln und unseren Kunden zu helfen, die vor ihnen liegenden Möglichkeiten zu nutzen.

Wir begannen mit einem starken, vielseitigen weltweiten F&E-Team und ergänzten es mit zusätzlichen starken technischen und Management-Talenten aus der Übernahme von IBM Semiconductor im Jahr 2015. Durch diese Übernahme kamen rund 500 Mitarbeiter zu GF, die an Spitzentechnologie, führenden HF-Technologien für die drahtlose Kommunikation, ASIC-Design-Fähigkeiten, einschließlich führender Hochgeschwindigkeits-SerDes, fortschrittlichen Verpackungslösungen und vielem mehr arbeiten.

Wir fördern unsere Talente sorgfältig, denn die Entwicklung und Herstellung von Halbleitern erfordert viele sich ergänzende Fähigkeiten, und die Fähigkeit, zusammenhängende Teams zu bilden, ist von entscheidender Bedeutung. Zu diesem Zweck nutzen wir viele Arten von standortübergreifenden Partnerschaften, um gemeinsames Lernen zu verbreiten. Ein Beispiel ist unsere Gastvortragsreihe, zu der wir die weltweit führenden Köpfe nach GF einladen, um Vorträge zu wichtigen und aktuellen Themen zu halten. Wir zeichnen diese Vorträge auf und übertragen sie an alle unsere Standorte, so dass Mitarbeitende auf der ganzen Welt die Möglichkeit haben, zu lernen.

Lernen findet auch im Rahmen der Zusammenarbeit mit Forschungsgruppen der Industrie statt, um unsere internen Bemühungen zu verstärken. Unsere Techniker sind stark in die Entwicklung künftiger Technologien mit Gruppen wie der IBM Research Alliance am SUNY Polytechnic in Albany, imec, Leti und dem SRC eingebunden.

Blick nach vorn

Die traditionellen Ansichten über die Zukunft der Chiptechnologie wurden auf den Kopf gestellt, da sich die Verwendung von Halbleitern auf zahlreiche neue und wachsende Bereiche ausbreitet. Zwar ist es nach wie vor von entscheidender Bedeutung, dem Mooreschen Gesetz zu folgen, doch ist dies nur noch ein Weg in die Zukunft.

Die Technologien von GF versetzen uns in eine sehr günstige Position, um auf die sich entwickelnden Nutzerbedürfnisse zu reagieren, und so dürfte 2018 in der Tat ein sehr interessantes Jahr werden.