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. 

von Stacey Barrick
Global Head of ESG, Arbeits- und Beschäftigungsrecht und Employee Relations

Ich freue mich, Ihnen mitteilen zu können, dass GlobalFoundries (GF) seinen Bericht zur Unternehmensverantwortung 2023 veröffentlicht hat. Dieser umfassende Bericht beschreibt die Bemühungen von GF im Bereich Umwelt, Soziales und Unternehmensführung (ESG) im vergangenen Jahr. Er unterstreicht das Engagement unseres Unternehmens für ESG-Führerschaft und zeigt die positiven Ergebnisse auf, die unser globales Team erzielt hat. Wir arbeiten jeden Tag daran, die Mission von GF zu erfüllen: Innovation und Partnerschaft mit Kunden, um Halbleiterlösungen für die gesamte Menschheit zu liefern, und geleitet von unserer Vision, die Branche zu verändern, die die Welt verändert.

Der Corporate-Responsibility-Bericht von GF enthält eine Fülle von Informationen und zeigt auf, wie unser globales Team Werte schafft, indem es das Richtige tut. Die behandelten Themen reichen von unserer obersten Priorität, der Gesundheit, Sicherheit und dem Wohlbefinden unserer Mitarbeiter, bis hin zu unseren Bemühungen um Vielfalt, Gleichberechtigung, Integration und Zugehörigkeit. Sie umfassen unser Engagement für Ressourcenschonung und nachhaltige Chip-Herstellung, verantwortungsvolle Beschaffung, die vielen Möglichkeiten, wie die Halbleitertechnologie von GF der Menschheit zugute kommt, Unternehmensführung, Mitarbeiterspenden, Unterstützung und Engagement für die Gemeinschaft und vieles mehr.

Hier sind nur einige Beispiele für die Informationen und Geschichten, die Sie in dem Bericht finden:

• Die Gesundheit und das Wohlergehen unseres globalen Teams sind für GF von höchster Bedeutung, und wir haben unser Ziel, die Sicherheit unserer Mitarbeitenden zu gewährleisten, mit der klassenbesten Quote an meldepflichtigen Verletzungen erreicht.

• GF profitiert von der Vielfalt der Perspektiven, indem wir den Anteil von Frauen in Führungspositionen und von Minderheiten in Führungspositionen erhöhen und mit führenden Organisationen zusammenarbeiten, um die Vielfalt unserer Belegschaft zu fördern und zu pflegen.

• GF setzt sein Engagement für eine nachhaltige Produktion fort und hat im Jahr 2022 Projekte durchgeführt, die zur Vermeidung von Treibhausgasemissionen, Chemikalieneinsatz und Abfallerzeugung sowie zu Einsparungen beim Wasser- und Stromverbrauch führen.

• Wie Halbleitertechnologien von GF Innovationen ermöglichen und dazu beitragen, eine nachhaltigere und gesündere Welt zu gestalten
  
• Mit der Einführung eines neuen GF Supplier Diversity Program stärken wir unsere Lieferketten und unser Engagement für verantwortungsvolle Beschaffungspraktiken

Das ist die Art von Arbeit, die das GF-Team jeden Tag leistet. ESG und Unternehmensverantwortung sind in die Struktur unseres Unternehmens eingebettet, und das schon seit Jahren. Neben der wichtigen Rolle, die unser Unternehmen durch die Herstellung von Chips spielt, die nahezu jede wichtige Technologie in unserem Leben ermöglichen, hat sich GF dazu verpflichtet, ein erstklassiger Arbeitgeber, ein engagiertes Unternehmen und ein starker Nachbar in unseren Gemeinden zu sein. Der Corporate-Responsibility-Bericht 2023 veranschaulicht diese Bemühungen und Ergebnisse auf prägnante Weise.

Wie Dr. Thomas Caulfield, Präsident und CEO von GF, Tom Caulfield, in seiner Einleitung zum Bericht sagt:

"All diese Bemühungen werden von unserer unternehmerischen Verantwortung bestimmt, die für uns als Unternehmen von grundlegender Bedeutung ist. Es gibt keinen Prozess, kein Projekt und keinen Bereich unseres Unternehmens, in dem unsere Unternehmensverantwortung nicht ein entscheidender Faktor für unsere Entscheidungen und Handlungen wäre. Die Priorisierung dieser Verantwortlichkeiten macht uns als Unternehmen besser und versetzt uns in die Lage, unsere Verpflichtungen gegenüber allen unseren Stakeholdern besser zu erfüllen."

Ich lade Sie ein, sich etwas Zeit zu nehmen und den Corporate Responsibility Report 2023 von GF zu lesen, um mehr darüber zu erfahren, was unser Team gemeinsam erreicht hat und wie wir uns weiterhin für eine bessere Zukunft für alle einsetzen.

Stacey Barrick ist bei GF für die Bereiche Umwelt, soziale Unternehmensführung, Arbeitsrecht und Arbeitnehmerbeziehungen zuständig. In dieser Funktion leitet sie ein globales Team, das die Nachhaltigkeitsstrategie und -programme von GF beaufsichtigt, die sich auf die Verringerung der Umweltauswirkungen von GF, die Förderung nachhaltiger Lieferketten, die Förderung von Vielfalt und Inklusion sowie den Aufbau integrativer und widerstandsfähiger Gemeinschaften konzentrieren. Bevor sie zu GF kam, hatte Stacey verschiedene Führungspositionen im Bereich Human Capital Management und Finanzberatung bei Goldman Sachs inne.

Von Deniz Civay
Stellvertretender Direktor, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, GlobalFoundries 

Was hat ein Halbleiterchip auf der Internationalen Raumstation mit einem Chip in Ihrem Telefon oder Auto gemeinsam? Sicherheit, Zuverlässigkeit und GlobalFoundries (GF). 

GF ist der fortschrittlichste Halbleiterhersteller foundry in den Vereinigten Staaten und verfügt über die Fähigkeit und Zulassung zur Herstellung hochempfindlicher Chips für den Einsatz in Verteidigungssystemen zu Lande, zu Wasser, in der Luft und im Weltraum. Viele dieser Chips sowie viele der Chips, die wir für andere Kunden aus unterschiedlichen Branchen herstellen, basieren auf der 12LP-Plattform von GF. Diese Technologie wurde speziell entwickelt, um hohe Leistung und Energieeffizienz für anspruchsvolle Anwendungen zu bieten. 

Der Weltraum ist sicherlich eine anspruchsvolle Anwendung. In der Tat ist der Weltraum die ultimative extreme Umgebung.Die niedrigen Temperaturen und Strahlungsschwankungen im Weltraum können leicht dazu führen, dass die Elektronik nicht mehr funktioniert und ausfällt. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen. Manchmal trifft die Strahlung auf den Chip und verursacht einen so genannten "Single Event Upset". In anderen Fällen versagen die Chips aufgrund der langfristigen "ionisierenden Gesamtdosis", die sich auf dem Chip ansammelt.  

Also zurück zur Frage in der Überschrift: Wenn ein Chip im Weltraum ausfällt, wie kann man ihn ersetzen?Man tut es nicht.Deshalb ist es so wichtig, dass diese Chips zuverlässig und sicher sind und den rauen Umgebungsbedingungen im Weltraum, einschließlich Strahlungseinflüssen und einem breiten Spektrum extremer Temperaturen, standhalten. 

Lange Reise ins Weltall 

Bei der 12LP-Plattform von GF handelt es sich um eine 3D-FinFET-Technologie, die für zahlreiche Chipdesigns verwendet wird, die jeweils eine breite Palette von Funktionen und Fähigkeiten für unterschiedliche Endanwendungen implementieren. Für Raumfahrtanwendungen wie Satelliten, Systeme der Internationalen Raumstation oder Rover auf dem Mars werden die Chips mit Radiation Hardened by Design (RHBD)-Funktionen angepasst. Diese RHBD-Arbeiten werden von Ökosystempartnern von GF und anderen Unternehmen durchgeführt, die sich auf Halbleiterdesign konzentrieren, sowie von GF-Kunden, die Satelliten und deren Subsysteme herstellen, um sicherzustellen, dass die Chips den rauen Bedingungen im Weltraum standhalten. RHBD führt Techniken wie Design-Redundanz mit räumlicher Positionsbestimmung ein, um sicherzustellen, dass der Chip während der benötigten Zeit nicht ausfällt. Die Zeit, in der ein Chip funktionieren muss, hängt von der Nutzungsdauer ab, z. B. davon, wie weit der Chip in den Weltraum vordringt und wie lange diese Reise dauern wird. 

Es gibt von GF hergestellte Chips in Systemen im erdnahen Orbit (LEO), im geosynchronen Orbit (GEO) und im Weltraum. Mehr als 3.000 Satelliten befinden sich derzeit im LEO, während es etwa 5.000 Satelliten weiter draußen im GEO gibt. Je weiter von der Erdoberfläche entfernt, desto härter ist die Umgebung. GF 12LP-Halbleiter mit RHBD sind einer der wenigen Chips, die die strengen Anforderungen für die lange Reise in den Weltraum erfüllen. 

Dual-Use-Technologien 

GF produziert in großen Stückzahlen, um Größenvorteile zu erzielen. Mit anderen Worten: Wir stellen viele Chips desselben Typs auf einmal her - ein Prozess, der viel leichter gesagt als getan ist und Innovation, technisches Know-how und ein Weltklasse-Team von Ingenieuren und Technikern erfordert. Aber es gibt Milliarden mehr KI-Server, Telefone und Autos als Satelliten und Billionen mehr Chips auf der Erde als im Weltraum.  

Warum stellt GF also überhaupt Chips für den Weltraum her? Und wie funktioniert das mit HVM? 

Wir konzentrieren uns auf so genannte "Dual-Use"-Technologien für den Bedarf unserer Kunden aus der Luft- und Raumfahrt sowie der Verteidigung. GF stellt kleinere Chargen von Chips für Satelliten oder andere Anwendungen her, die andere Unternehmen mit RHBD angepasst haben, um sie weltraumtauglich zu machen. Wir arbeiten auch intensiv mit unseren Kunden und anderen Unternehmen zusammen, um neue Wege zur Anpassung dieser (Vor-RHBD-) Chips zu finden und neue Funktionen hinzuzufügen, die den Anforderungen größerer kommerzieller Märkte wie Smartphones oder Autos entsprechen. Technologien mit doppeltem Verwendungszweck tragen dazu bei, dass die USA über die sichersten und fortschrittlichsten Chips in Satelliten sowie in Autos, Rechenzentren, Mobilfunkmasten und vielen anderen Technologien verfügen, und das bei bester Wirtschaftlichkeit. 

Die Raumleistung eines jeden Chips kann mit RHBD verbessert werden, wobei einige Chips besser geeignet sind als andere. GF verfügt über mehrere Technologien, die besonders gut mit RHBD zusammenarbeiten - darunter unsere 12LP-, 22FDX- und 45CMOS-Plattformen - und es den Kunden ermöglichen, die Leistung, den Stromverbrauch und die Größe der Chips zu optimieren, um die Anforderungen ihrer spezifischen Anwendungen zu erfüllen. GF hat viele Ökosystempartner, die RHBD einsetzen, um diese Art von Chips zu entwickeln, und einige Kunden nutzen diese Möglichkeit, um Chips im Weltraum zu platzieren.

Wie ich bereits erwähnt habe, ist GF der fortschrittlichste Halbleiterhersteller foundry in den USA, der über die Fähigkeit und die Zulassung zur Herstellung hochsensibler Chips verfügt, die in vielen missionskritischen Luft- und Raumfahrt- sowie Verteidigungsanwendungen der USA zum Einsatz kommen. Die Chips von GF werden unter Anwendung der höchsten Sicherheitsstandards hergestellt. Die Zuverlässigkeit dieser kompromisslosen Chips trägt wiederum dazu bei, dass die Fortschritte der USA in der Raumfahrt sicher sind. Dies gilt auch für die GF 12LP-Chips, die in die unendlichen Weiten des Weltraums geschickt werden, und führt uns zurück zu der ursprünglichen Frage, die wir beantworten wollten: 

F: Wie kann man einen Halbleiter im Weltraum ersetzen?  

A: Das müssen Sie nicht. Und wenn Sie GF-Chips verwenden, die für die raue Umgebung und die Herausforderungen des Weltraums entwickelt und hergestellt wurden, werden Sie das auch nicht brauchen.  

Dr. Deniz Civay leitet den Bereich "Harsh Environment" bei GF mit dem Ziel, die sichersten Onshore-Technologien für Deep Space- und Verteidigungsprodukte zu gewährleisten. Sie ist stellvertretende Leiterin des Geschäftsstrategieteams für Luft- und Raumfahrt und Verteidigung von GF. Als sie vor 12 Jahren bei GF anfing, arbeitete sie in der Forschung und Entwicklung und erfand neue Technologien, die zu 10 Patenten und zahlreichen Veröffentlichungen führten. Sie ist PMP-zertifiziert und hat einen Doktortitel in Polymerwissenschaft und -technik von der University of Massachusetts Amherst.