Das erste Jahrzehnt von GF: Ihre Mitte finden

von: Dave Lammers

Der zweite Teil einer dreiteiligen Serie, die auf die ersten 10 Jahre von GF zurückblickt und einen Ausblick auf das nächste Jahrzehnt und darüber hinaus gibt.

Das erste Jahrzehnt von GLOBALFOUNDRIES war eine Zeitspanne von zehn Jahren, in der foundry eine Reihe bemerkenswerter Herausforderungen bewältigen musste - von technologischen Umstellungen, die den Mut der Mitarbeiter auf die Probe stellten, bis hin zu Entscheidungen darüber, wie sich GF von der Konkurrenz abheben sollte.

Die Entwicklung von GF von einigen wenigen Technologielösungen für AMD im Jahr 2009 bis zum heutigen Stand der Dinge - mit einem marktbeherrschenden Portfolio an HF-basierten Lösungen und einem ernsthaften Vorstoß in den Bereich der vollständig verarmten SOI-Bauelemente - ist wohl die interessanteste Geschichte der Halbleiterindustrie im letzten Jahrzehnt.

Ich sprach mit Gregg Bartlett, dem heutigen Leiter für Technik und Technologie von GF, der gleich zu Beginn in das brandneue Unternehmen geholt wurde. Bartlett erinnert sich an 2009 als das Jahr, in dem er zu GLOBALFOUNDRIES kam und sich sofort in einen anspruchsvollen Start für das neue Unternehmen foundry stürzte. Es war aber auch eine Zeit, in der das Management lernte, abzuschätzen, wie viel Risiko es bei Technologie- und Produktübergängen eingehen sollte - eine wertvolle Lektion.

Ein herausfordernder Anfang

GF, das Anfang 2009 mit finanzieller Unterstützung des Mubadala-Investmentfonds aus Abu Dhabi aus AMD ausgegliedert wurde, hatte sofort die Aufgabe, eine neue AMD-Produktarchitektur auf einem neuen 32-nm-High-k/Metall-Gate-Prozess zu entwickeln. Diese Kombination erwies sich in der Massenproduktion als sehr schwierig.

Bartlett erinnerte daran, dass AMDs neues "APU"-Flaggschiff - ein Pionier in der Kombination von Grafikprozessor und CPU-Kern auf einem Chip - in der Hauptproduktionsstätte von GF in Dresden (Deutschland) konzentriert gefertigt werden musste. "Es war eine ziemlich demütigende Zeit, eine wirklich schwierige Zeit - aber wir haben durchgehalten", sagte Bartlett.

Patrick Moorhead, heute Branchenanalyst bei Moor Insights & Strategy, gehörte vor einem Jahrzehnt zum AMD-Managementteam. "Wenn man es aus historischer Perspektive betrachtet, war Llano eines der ersten großen Grafik-IPs, das in die APU integriert wurde. Zu dieser Zeit gab es keinen Smartphone-Prozessor, der etwas Vergleichbares leistete. Aber die Umsetzung erfolgte nach und nach, und es war sehr, sehr schwierig, dieses Teil zum Laufen zu bringen."

Bartlett sagte, die wichtigste Lektion, die das Management von GF gelernt habe, sei die Beherrschung des eingegangenen Risikos. "GF hat von Anfang an versucht, eine revolutionäre neue Siliziumtechnologie einzuführen, was sehr schwierig war. Wir versuchten, unsere Chip-Architektur zu ändern und gleichzeitig technologische Innovationen einzuführen. Wenn ich mir unser Unternehmen heute anschaue, kann ich sagen, dass wir viel über die Zusammenarbeit mit unseren Kunden gelernt haben, um technologische Innovationen besser mit den Design-Innovationen der Kunden zu verbinden."

Von drei bis 300 Kunden

Im Jahr 2010 erwarb das Management von GF mit Unterstützung des Mubadala-Fonds Chartered Semiconductor. GF und die Dresdner Fabrik hatten nur ein paar verschiedene Teile für eine kleine Gruppe von Kunden produziert, die die in der Fabrik angebotene Spitzentechnologie benötigten, und Bartlett sagte, das GF-Management habe erkannt, dass es lernen müsse, mit mehreren Kunden mit verschiedenen Prozesstechnologien umzugehen.

"Wir fragten uns damals: Wie macht man aus einer Fabrik mit drei Kunden eine mit 30 Kunden und dann mit 300 Kunden? Wie verändert man seine Geschäftsprozesse? Die Antwort war natürlich: nicht so einfach. Chartered hat uns die Fähigkeiten und Prozesse vermittelt, um mit Hunderten von Kunden auf einmal umzugehen", sagte Bartlett und lobte die "Kundenorientierung", die das Team von Chartered in Singapur in die GF-Kultur eingebracht hat.

"Was Chartered herausgefunden hat, ist, wie man immer Notfallpläne für die Kunden hat, um sicherzustellen, dass sie ihre Markteinführung erreichen", sagte er.

Bartlett zollte den Verantwortlichen des Mubadala-Investmentfonds Anerkennung: "Sie waren bereit, die große Investition in die Übernahme von Chartered zu tätigen, da sie wussten, wie transformativ die Übernahme war." Durch die Übernahme erhielt GF mehrere 200- und 300-mm-Fabriken in Singapur und etwa 200 Kunden. Mit der Übernahme begann eine Umstrukturierung des neuen foundry, die zu einem Prozess führte, bei dem viele Dutzende von Kunden betreut werden.

"Dies war eine anorganische Transformation, die unsere Fähigkeit, als globaler foundry zu agieren, beschleunigt hat. Heute ist Singapur ein sehr erfolgreicher Teil unseres Unternehmens und hat Prozesse und Talente in unserem gesamten Unternehmen gefördert", so Bartlett.

Eine "sehr zufällige" Zusammenarbeit

Aufbauend auf den Erkenntnissen aus der Arbeit in Dresden am 32/28-nm-Knoten stellte sich die neue Fabrik in Malta fünf Jahre später der Herausforderung am 14-nm-Knoten, als die FinFETs erstmals eingeführt wurden.

Dieses Mal haben GF und AMD die Situation reibungslos gemeistert. Moorhead beschreibt den glücklichen Endpunkt: "Als die ersten Versionen von (AMDs 14nm) Ryzen auf den Markt kamen, musste ich mich als Branchenanalyst fragen: 'Was wird nicht funktionieren?' Es ist eine Sache, ein paar Tausend Muster auszuliefern, aber die Auslieferung von Hunderttausenden und dann Millionen ist eine andere Sache. Das war gelinde gesagt eine sehr beeindruckende Steigerung. Und das bei einer Leistung, die viele Produkte von Intel in Bezug auf die Größe der Cache-Zellen, die Leistung der Transistoren, den Stromverbrauch und die Wärmeentwicklung übertrifft, war wirklich bemerkenswert."

Lernen, zusammenzuarbeiten

Um diesen 14-nm-Erfolg zu erreichen, hat GF eine ehrliche Selbsteinschätzung vorgenommen. Bartlett, der zu diesem Zeitpunkt Chief Technology Officer von GF war, erinnert sich, dass die Mitglieder der IBM-Technologie-Allianz zu diesem Zeitpunkt unterschiedliche Antworten auf den 14-nm-Knoten gefunden hatten. IBM verfolgte einen SOI-basierten Prozess, der seinen Deep-Trench-Embedded-DRAM einschloss, während GF und Samsung getrennte Wege in Richtung 14-nm-Bulk-CMOS-FinFET-Prozesse gingen.

Während GF und Samsung zeitweise darüber diskutierten, ob und wie sie zusammenarbeiten sollten, erkannten sie, dass eine Zusammenarbeit ein guter Weg war, um das Lieferrisiko für einen sehr großen Kunden im Bereich der Mobiltelefone zu kontrollieren. So kamen GF und Samsung zusammen und arbeiteten gemeinsam an der Einführung einer einzigen Technologie für die beiden Unternehmen.

Als sich herausstellte, dass es eine Vereinbarung gab, erwies sich diese als sehr vorteilhaft", so Bartlett. Durch die Zusammenarbeit mit Samsung bei der 14-nm-Technologie konnte GF den Übergang zur Großserienfertigung beschleunigen. Gleichzeitig konnte GF das Technologie-Entwicklungsteam in Malta ausbauen, das diese Plattform heute für mehr Anwendungen und Kunden nutzbar macht.

Ein erster Schritt in Richtung Differenzierung mit FD-SOI

Bartlett sagte, dass GF bei der Übernahme von IBM Microelectronics zu dem Schluss gekommen sei, dass es eine Strategie zur technologischen Diversifizierung benötige, die sich von den Aktivitäten des Hauptkonkurrenten auf dem 28-nm-Knoten unterscheidet.

"FD-SOI war unsere erste bewusste Entscheidung zur Differenzierung auf einer Technologieplattform. Anstatt den Branchenführer zu imitieren, haben wir uns entschieden, eine überlegene Technologielösung für Marktsegmente zu entwickeln, die unserer Meinung nach FDSOI benötigen, wie z. B. IoT und integrierte RF", so Bartlett.

Diese Fähigkeit, schwierige Entscheidungen zu treffen und flexibel zu sein, wurde im vergangenen Jahr erneut benötigt, als das neue Management-Team von GF unter der Leitung von Tom Caulfield zu dem Schluss kam, dass es sich von 7nm abwenden müsse, um für unsere Kunden relevanter zu sein. Dadurch wurden Entwicklungsressourcen freigesetzt, die es ermöglichten, mehr in die Technologieplattformen zu investieren, die von der Mehrheit der Kunden von GF genutzt werden, darunter 12nm FinFET, 22FDX®, RF, Silizium-Photonik und andere Plattformen.

Moorhead sagte, er glaube, dass der 22FDX-Prozess Leistungsvorteile für die Kantenverarbeitung biete, die bei der Konvergenz von 5G RF und Datenverarbeitung eine wichtige Rolle spielen werde. "Die Chance für GF ist riesig. 5G - und alle damit verbundenen Schaltungen - werden grundlegend mit dem Internet der Dinge verbunden sein. Das wird die nächsten zehn Jahre bestimmen. Es bringt uns zur Hyperkonnektivität", sagte Moorhead.

Ich habe Bartlett gefragt, ob die Erfahrungen der ersten zehn Jahre bei GF zu einer kampferprobten Belegschaft geführt haben, die besser in der Lage ist, zukünftige Herausforderungen zu meistern.

"Wir haben in den ersten zehn Jahren unseres Bestehens viel gelernt und wissen nun, welche Entscheidungen wir richtig und welche wir falsch getroffen haben und warum. Und wenn wir uns geirrt haben, sind wir durch die gemeinsame Arbeit als GF-Team besser in der Lage, zukünftige Herausforderungen zu meistern", sagte er.

"Werden wir in Zukunft Fehler machen? Sehr wahrscheinlich, aber nicht, weil wir die Risiken nicht bedacht hätten. Wenn ich mir unser Unternehmen heute anschaue, haben wir viel darüber gelernt, wie wir unsere Kunden unterstützen, wie wir das Risiko, das wir eingehen, managen und vor allem, wie wir für unsere Kunden relevant sind, wenn ihre Bedürfnisse mit unseren Kernkompetenzen übereinstimmen. Wir wissen, wer wir sind, wo unsere Kernkompetenzen liegen und freuen uns auf eine Zukunft, in der wir mit diesen Fähigkeiten in die Offensive gehen."

In der letzten Folge dieser Serie werden wir uns mit der Zukunft von GF befassen und untersuchen, wie das differenzierte Portfolio des Unternehmens seine Kunden unterstützen und die Branche, die die Welt verändert, verändern wird.