Auf unserem Weg in Fab 8 haben wir große Fortschritte gemacht. Letztes Jahr haben wir einen wichtigen Meilenstein erreicht: Wir sind vom Bau in die Serienproduktion übergegangen und haben die frühe Version unserer 14-nm-FinFET-Technologie (14LPE) in die Serienproduktion überführt.

In diesem Jahr haben wir mit unserer leistungsgesteigerten 14LPP-Technologie einen stetigen Marsch der Umsetzung hingelegt. Wir begannen das Jahr mit der aufregenden Nachricht, dass unsere 14nm-Technologien einige der leistungsstärksten Rechen- und Grafikanwendungen mit AMDs neuer Reihe von diskreten Grafikprozessoren antreiben werden.

Wir setzten diese Dynamik fort und erzielten starke technische Ergebnisse, indem wir bei mehreren Produkten ausgereifte Ausbeuten in der Massenproduktion erreichten, mehrere neue Produkte für Großkunden einführten - einschließlich komplexer Chips mit sehr großen Chips - und eine 100-prozentige Erfolgsbilanz bei der Ausbeute von First-Time-Right-Silizium erzielten und die Produktion aggressiv hochfuhren, um Produkteinführungen zu unterstützen.

Es ist unser unerbittlicher Fokus auf die Umsetzung, der es unseren Kunden ermöglicht, ihre Produkte zu differenzieren und sie rechtzeitig auf den Markt zu bringen. Ein weiteres großartiges Beispiel sind die jüngsten Nachrichten von AMD, das vor kurzem eine Leistungsvorschau auf seinen "Zen"-Prozessorkern der nächsten Generation gab. Genau wie AMDs neu eingeführte Polaris-Grafikchips basiert auch dieser Prozessor auf der 14LPP-Prozesstechnologie von GLOBALFOUNDRIES. Die leistungsstarke Kombination aus AMDs Design-Know-how und der 14-nm-FinFET-Technologie von GLOBALFOUNDRIES ermöglicht es Zen, die Prozessorleistung im Vergleich zu früheren Generationen deutlich zu steigern.

Ich freue mich, berichten zu können, dass der Kundenzuspruch in einer Reihe von Segmenten mit mehr als 20 aktiven Aufträgen in den Bereichen Mobilität, Unterhaltungselektronik und High-Performance-Computing weiterhin groß ist. Und das Interesse kommt nicht nur von traditionellen foundry Kunden, sondern auch von Unternehmen, die die Möglichkeiten unseres FX-14™ ASIC-Angebots für Cloud-Netzwerke, drahtlose Basisstationen, Rechen- und Speicheranwendungen nutzen möchten.

Mit Blick auf die Zukunft sind wir bestrebt, führende Technologieplattformen zu liefern und gleichzeitig unsere 14-nm-FinFET-Technologie zu verbessern, um neue Möglichkeiten zu eröffnen und eine starke Grundlage für zukünftige Erfolge zu schaffen, einschließlich der 7-nm-Technologie der nächsten Generation.

Von Dave Lammers

Das Packaging hat sich zu einer der stärksten Formen der Innovation in der Halbleiterindustrie entwickelt. Da die klassische (geometrische) Skalierung schwieriger geworden ist, haben sich verschiedene "äquivalente Skalierungs"-Innovationen durchgesetzt, insbesondere die 193-nm-Tauchlithografie, verspanntes Silizium, High-k/Metall-Gate, FinFETs, vollständig verarmte SOI und vertikale NAND.

Jetzt sind die Verpackungen an der Reihe, und das rückt Experten wie Dave McCann, den Vizepräsidenten für Verpackungsforschung und -entwicklung bei GLOBALFOUNDRIES, in den Mittelpunkt.

In einem Interview in seinem Büro in Malta, N.Y., sagte McCann, dass immer mehr Kunden auf Verpackungsinnovationen setzen. "In allen Anwendungsbereichen integrieren die Kunden mehr als je zuvor mehrere Chips in ein Gehäuse, um Skalierungsbeschränkungen zu umgehen", sagte er.

Für Anwendungen mit hoher Bandbreite, wie Server und Netzwerke, ist GF laut McCann der einzige Anbieter ( foundry ), der 32-nm-TSVs in Großserie produziert.

GF und Micron Technologie haben zusammen gearbeitet an Hybrid-Speicherwürfel (HMC) Produkten zusammengearbeitet, wobei GF die TSV-fähige Logikschicht herstellt, die mit den DRAM-Chips von Micron gestapelt wird.

"Wir erhalten viele Kundenanfragen für 2,5D-Designs, bei denen wir unsere Erfahrung mit Erfahrung mit ASICs sowie Speicher und Hochgeschwindigkeits-Serden nutzen. Die meisten davon sind auf Silizium-Interposern, auf denen wir Leiterbahnen mit hoher Dichte erstellen, um ASIC und Speicher miteinander zu verbinden, so dass die Kunden Produkte mit sehr hoher Bandbreite erhalten."

RF- und IoT-Innovationen werden auch durch Multi-Chip-Anwendungen vorangetrieben, bei denen Chips aus verschiedenen GF-Fabriken und -Knotenpunkten zum Einsatz kommen. Dies ermögliche den Einsatz von Chips am kosteneffizientesten Knotenpunkt, anstatt die Integration und suboptimale Kosten zu erzwingen, fügte er hinzu.

Ein interessanter F&E-Schub für einige RF- und IoT-Anwendungen ist die Verwendung von Glassubstraten anstelle von Silizium, das zu verlustreich sein kann. "Wir glauben, dass wir durch Glasdurchführungen sehr dichte Verbindungen herstellen und alle passiven Komponenten loswerden können. Die Produkte könnten viel dünner werden", sagte McCann. Die Photonik ist ein weiterer wichtiger Bereich. Ziel ist es, photonische Signale direkt auf das Modul zu bringen, anstatt sie auf der Platine oder der Backplane abzulegen.

Für das obere Ende des mobilen Marktes und andere Märkte sagte McCann: "Wafer-Level-Fan-Out ist eine großartige Technologie, um zunächst mehr IO zu ermöglichen. Später werden wir sehen, dass sie auch für die Integration mehrerer Chips verwendet wird, beginnend mit dem Speicher und dem Anwendungsprozessor". Fan-out-Anwendungen mit hoher Dichte werden jedoch mehr kosten als die kostengünstigen substratbasierten Gehäuse, die sie ersetzen werden.

Dünnglas und FO-WLP ermöglichen es, mehrere Chips sehr nahe beieinander zu platzieren, was zu einer viel kleineren Grundfläche, einem dünneren Profil und einer höheren Leistung führt. Das Profil ist dünner, weil das Laminatsubstrat wegfällt. Und McCann merkte an, dass diese Technologien "wegen des geringen Verlusts bei Hochfrequenzsignalen besonders interessant für RF und IoT sind."

"Die WLFO-Lieferkette mit den niedrigsten Kosten wird OSATs für das einsetzen, was sie am besten können. Wir wollen nicht das tun, was ein OSAT genauso gut oder sogar besser kann. Vor allem in den wichtigsten Technologiebereichen können OSATs ihre Lösungen vielen Kunden billiger anbieten als wir es intern könnten", sagte McCann. Er fügte hinzu, dass dies den Kunden die Flexibilität gibt, die Lieferkette zu nutzen, die sie wollen.

"Die Kombination von GF mit der Mikroelektronik-Division von IBM eröffnet neue Möglichkeiten, darunter auch High-Density-Stacking-Anwendungen. Als einziger Foundry mit HVM-Erfahrung mit hochdichten 3D-TSV in Logik bringen wir Glaubwürdigkeit in den Markt", sagte McCann. Zusätzlich zu den 3D-TSVs entwirft und entwickelt GF 2,5D-Silizium-Interposer-Produkte im eigenen Haus für die Serienfertigung bei OSATs und bietet damit die beste Kombination aus Design-Know-how und einem kostengünstigen Produktionsweg.

"GF arbeitet auch an kostengünstigen Alternativen Speichertechnologien die mit neuen Siliziumknoten skalierbar sind, ohne dass zusätzliche Schichtkosten anfallen, und Technologien für den Einsatz in verschiedenen Produkttechnologien", so McCann. Das GF-Portfolio umfasst sowohl 2,5D- als auch 3D-Verpackungslösungen

Branchenanalysten erklärten, dass sie die Verpackungsfähigkeiten von foundrygenau im Auge behalten.

Dick James, Senior Fellow bei ChipWorks (Ottawa), sagte, GF habe die Möglichkeit, die von IBM Microelectronics in den letzten zehn Jahren entwickelte Through-Silicon-Via- und Interposer-Technologie weiter zu nutzen. James wies darauf hin, dass in der kürzlich veröffentlichten Zusammenfassung der International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) die Notwendigkeit der Integration heterogener ICs in System-in-Package-Lösungen hervorgehoben wurde. Die Kombination von Speichern mit hoher Bandbreite und Grafikprozessoren sei ein besonders wichtiger Bereich für die Zukunft, so James, der von der Interposer-Erfahrung in der Fabrik von GF Fishkill, N.Y., profitieren werde. McCann fügte hinzu, dass dies auch auf dem Know-how von GF im Bereich des Large Thin Die Stacking aufbauen wird.

Jan Vardaman, Präsidentin der in Austin, Texas, ansässigen Verpackungsberatungsfirma TechSearch International, sagte, dass ihre Firma eine zunehmende Verwendung von Silizium-Interposern für Hochleistungsanwendungen beobachtet. "Die Verwendung eines Silizium-Interposers ermöglicht den Einsatz eines Wärmespreizers auf der Oberseite, um die Wärmeabfuhr zu unterstützen", sagte sie.

Die Verwendung von Wafer-Level-Fanout-Packaging bringt auch viele Änderungen in der Infrastruktur mit sich, so Vardaman, angefangen beim Co-Design von ICs und Gehäusen.

Bislang hatten die meisten Anwendungsprozessoren ein Laminatsubstrat mit Flip-Chip-Verbindungen verwendet. "Mit Fan-Out-WLP ist kein traditionelles Laminatsubstrat mit Underfill mehr erforderlich. Es gibt nur eine Menge Änderungen in der Infrastruktur. Das gesamte Packaging kann auf der Website foundry oder in einem OSAT mit einer nicht-traditionellen OSAT-Fertigungsstraße erfolgen", so Vardaman.

TechSearch beobachtet eine rasche Verbreitung von FO-WLP über den weit verbreiteten Einsatz in Basisbandprozessoren hinaus, in RF-Transceivern und -Schaltern, integrierten Power-Management-Schaltungen (PMICs), Kfz-Radarmodulen, Nahfeldkommunikation (NFC), Audio-CODECs, Sicherheitsgeräten und Mikrocontrollern.

GF kooperatives Lieferkettenmodell für 2D-, 2,5D- und 3D-Verbindungen

Es ist also kein Wunder, dass sich die Kunden einen Weg in das Büro von Dave McCann bahnen. McCann sagte, dass sich "die Zahl der Kundenengagements vervielfacht", die von der Mischung aus OSAT-Partnern und intern entwickelten Technologien angezogen werden.

"GF hat nicht vor, jemals ein OSAT zu werden. Aber dort, wo OSAT nicht investiert, wo wir intern einzigartige Fähigkeiten entwickeln und einen Differenzierungsvorteil erlangen können, werden wir eine Partnerschaft mit einem OSAT eingehen, um diese Lösung in die Produktion zu bringen", so McCann.

In letzter Zeit wird in der Rechenzentrumsbranche viel über Silizium-Photonik geredet. Was hat es damit auf sich? Das immer größer werdende digitale Universum wird durch Cloud Computing, mobile Daten, Videostreaming und das Internet der Dinge (IoT) vorangetrieben. Heute wird geschätzt, dass bis Ende 2016 mehr als 6 Zettabytes (d. h. das Äquivalent von etwa 250 Milliarden DVDs) an Daten durch die Rechenzentren geschoben werden, und diese Zahl wird sich bis 2020 voraussichtlich verdoppeln. Darüber hinaus verdoppelt sich die Netzwerkbandbreite alle zwei bis drei Jahre, was bedeutet, dass sich die Anzahl der Verbindungen und die Datenkapazität jeder Verbindung verdoppelt - 10G wird zu 25G, und 40G-Ports entwickeln sich zu 100G-Ports. Die Übertragung all dieser Daten innerhalb von Rechenzentren (zwischen Servern, Switches und Speichergeräten) erfordert eine weit verbreitete Einführung der optischen Kommunikation, um mit dem Wachstum der Speicher- und Rechenanforderungen Schritt halten zu können. Die Verwendung von Kupferdrähten und Glasfasertechnologie zur Übertragung digitaler Informationen wird mit dem Mooreschen Gesetz nicht Schritt halten können.

Seit langem arbeitet die Photonikindustrie an hybriden Siliziumtechnologien wie Indiumphosphid und Siliziumgermanium. Heute ist man in der Lage, in traditionellen CMOS-Fabriken erfolgreich Photonik-ICs und optische Komponenten ohne spezielle Verarbeitungsschritte und zusätzliche Kosten herzustellen. Die Lasertechnologie hat auch verschiedene Fasertechnologien (SMF und MMF) entwickelt, die mehrere Wellenlängen mit 1550 und 1310 Modi unterstützen.

Für Rechenzentren bedeutete dies einen Impuls für glasfaserbasierte Verbindungen mit größerer Reichweite, um die Beschränkung von Kupfer auf 100 Meter zu überwinden. Die optischen Verbindungen haben eine Reichweite von bis zu 2 km innerhalb von Rechenzentren und bis zu 80 km außerhalb von Rechenzentren. Schließlich prognostizieren Technologieanalysten ein enormes Wachstum für SiPh-basierte Module, Laser und Glasfasereinsätze, wobei zwei große Märkte die Dynamik vorantreiben: Datacom und Telekommunikation, die neue Märkte in den Bereichen Data Center Interconnect (DCI), Metro Area, Content Delivery Network (CDN) und Basestation Front haul schaffen. Dank des rasanten Wachstums des Datenverkehrs in den Cloud-Rechenzentren und des Übergangs zu 400G im optischen Transportnetz behaupten die Giganten der Cloud-Rechenzentren, dass sie bis zum nächsten Jahr drei Viertel der Glasfaser in der ganzen Welt verbrauchen werden. Das bedeutet, dass SiPh-basierte 100G-Ports ab 2017 auf mehrere Millionen pro Jahr ansteigen werden.

Darüber hinaus ist die Anzahl der eingesetzten Server auf mehr als 12 Millionen pro Jahr angestiegen, und die Konnektivität von Rack zu Rack, Rack zu Switches und Switch zu Switch wandelt sich zu einer glasfaserbasierten Konnektivität, um die Netzwerkbandbreite für leistungshungrige Rechenzentren mit niedrigeren Gesamtbetriebskosten (TCO) bereitzustellen.

Dies stimmt mich sehr optimistisch in Bezug auf On-Board-Optik, PSM4-, QSFP56- und CFP4-Module und -Formfaktoren.kets, die die Dynamik vorantreiben; Datacom und Telekommunikation, die neue Märkte für Data Center Interconnect (DCI), Metro Area, Content Delivery Network (CDN) und Basestation Front haul Märkte schaffen. Fortschritte in der SiPh-Technologie sind für die Geschwindigkeit von Rechenzentren unerlässlich. Ein kürzlich von Cisco veröffentlichtes VNI-Update schätzt, dass der Verkehr zwischen DCI und DCI 1/7 des Verkehrs innerhalb des Rechenzentrums entspricht. Das bedeutet, dass DCI-zu-DCI- und Metro-Links in naher Zukunft nach der Bandbreite und dichten Konnektivität von 100G-Links schreien werden. Aus all diesen offensichtlichen Gründen sind SiPh-Chips die richtige Wahl, um die Kosten und den Stromverbrauch zu senken und gleichzeitig die Bandbreite und Kapazität zu verbessern. Es ist bemerkenswert, dass Metro- und CDN-Netze zu den wichtigsten Wegbereitern für die Weiterentwicklung der Silizium-Photonik-Technologie werden.

Quelle: Cisco Global Cloud Index: 2014-2019

Anbieter von Inhalten, Netzbetreiber und Content-Delivery-Netzwerke verzeichnen ein enormes Wachstum, das durch Video-Streaming und allgemeine Breitbandzugangs- und Backhaul-Netzwerke angeheizt wird. Dieser unersättliche Bandbreitenbedarf veranlasst Videostreaming-Netzwerke, auf Multi-100G-basierte SiPh-Lösungen umzusteigen. Vor allem im Langstreckenbereich werden Transportnetze den Bedarf an Multi-100G-Leitungsraten, 400G und bis zu 1,2Tera-Bit-Transpondern und Muxponder-Leitungskarten sehen. Einige optische Unternehmen haben damit begonnen, 200G-basierte Lösungen in diesem Bereich zu demonstrieren, was eine große Chance für Anbieter von optischen Komponenten, Modulherstellern und Herstellern von Silizium-Photonik-Chips darstellt. Die Wachstumsleiter für die Silizium-Photonik kommt von der neuen 5. Generation, der 5G-Technologie für Mobilfunksysteme. Die eigentliche Frage ist: Warum ist 5G der Wendepunkt für die Silizium-Photonik? Experten für drahtlose Infrastrukturen behaupten, dass 5G eine Allheilmitteltechnologie ist und im Vergleich zur LTE-Technologie eine Bandbreite von 10G/s, eine 1000-fache Kapazität und eine Latenzzeit von ~1ms bieten wird. Führende Infrastrukturanbieter wie Ericsson, Nokia und Huawei suchen intensiv nach neuen Architekturen, um den 5G-Traum mit den Bandbreitenanforderungen und den niedrigsten Gesamtbetriebskosten zu erfüllen. Einige der wichtigsten Trends sind großflächige Gruppenantennen und mm-Wellen-Kommunikation mit vielen abgesetzten Funkköpfen (RRH), die im Feld eingesetzt werden (wieder kleine Zellen!). Im Front-Haul sind alle diese Remote Radio Heads mit einem zentralisierten Funkzugangsnetz (CRAN) verbunden, das als Super-Basisstation bezeichnet wird (sollte ich virtualisiert sagen?). Da diese Basisstationen über eine Entfernung von mehreren Kilometern voneinander isoliert sind, benötigen sie ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk mit zuverlässiger Konnektivität. Hier kommt der Bedarf an OTN-basierter Silicon-Photonics-Konnektivität ins Spiel. Wenn der Einsatz von 5G-Basisstationen anläuft, wird das Wachstum der Infrastruktur explodieren, und allein China wird Millionen von Ports und Volumina mit Silicon Photonics haben. In der Realität sind 5G-Implementierungen jedoch noch etwas weit entfernt, d. h. sie werden wahrscheinlich nicht vor 2018 und darüber hinaus (wahrscheinlicher ist 2020+) beginnen. Aber 5G-Front-Haul-Architekturen werden die Nachfrage nach verschiedenen Silizium-Photonik-Modulen und -Chipsätzen deutlich ankurbeln. Das fortschreitende Wachstum der hypervernetzten Welt treibt die Photonik an einen Wendepunkt. Jetzt geht es nicht mehr um das Ob, sondern um das Wann? Beginnend mit Cloud-Rechenzentren, DCI-zu-DCI, Metro- und Langstreckentransportnetzen und 5G-Basisstationen werden die Dynamik und die Nachfrage nach Silizium-Photonik-basierten Lösungen und Bereitstellungsanschlüssen vorangetrieben. Mit Blick auf 2017 sollten wir einen Wendepunkt für OEMs von Rechenzentren und Telekommunikationsbetreibern sehen. Letztendlich wird die gesamte Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsdaten mit hoher Bandbreite in Telekommunikations- und Rechenzentren das Wachstum des Ökosystems und der Silizium-Photonik-Technologien vorantreiben. Wenn Sie mehr über Hypercloud-Rechenzentrumslösungen mit bahnbrechenden Halbleitertechnologien erfahren möchten, laden Sie diese aktuelle Präsentation herunter oder kontaktieren Sie Ihren GLOBALFOUNDRIES-Vertriebsmitarbeiter.

Von Ian Williams

Immer mehr Autos bieten heute In-Vehicle-Infotainment-Systeme (IVI), die in der Regel in den Rücksitz oder das Armaturenbrett integriert sind. Diese integrierten Systeme liefern Unterhaltung, Multimedia und Fahrerinformationen in einer einzigen Plattform, die in der Regel in drei Formaten angeboten wird: als Dockingstation für die Smartphone-Integration, als vollständig geschlossene Plattform, die eng mit der Fahrzeugentwicklung verbunden ist, und als Aftermarket-System für Fahrzeug-Upgrades. Dieses wachsende Phänomen kann über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg Einnahmequellen schaffen und eine Möglichkeit bieten, mit den Kunden über einen längeren Zeitraum in Kontakt zu bleiben. Heutzutage ist für Autokäufer nicht mehr nur die Fahrleistung eines Fahrzeugs ausschlaggebend für ihre Kaufentscheidung. Angesichts der zunehmenden Abhängigkeit von unseren Smartphones und der Art und Weise, wie sie uns mit dem Rest der Welt verbinden, spielt die nahtlose Integration mobiler Geräte in ein Auto eine wichtige und einflussreiche Rolle bei der Bewertung neuer Fahrzeuge. Nicht-traditionelle Automobilzulieferer wie Apple und Google sehen das vernetzte Auto eindeutig als eine große Chance. Erste Anzeichen für ihr wachsendes Interesse und ihre Beteiligung an diesem Markt sind die Standards Apple CarPlay und Android Auto, die es IVI-Systemen ermöglichen, als Displays und Steuerungen für iOS- und Android-fähige Smartphones zu fungieren. Obwohl Autos viel mehr sind als Smartphones auf Rädern, ist es ein überzeugendes Wertversprechen, dass wir während der Fahrt alle unsere bevorzugten Smartphone-Funktionen und Apps nutzen können. In automobilen IVI-Systemen eignen sich Halbleiter-IPs wie USB, DDR/LPDDR, MIPI-D PHY, WiFi und Bluetooth am besten für die Integration mit leistungsstarken CPU- und GPU-Kernen, um die erforderlichen Systemfunktionen für Audio, Video und Fahrerinformationen bereitzustellen. Es besteht auch ein zunehmender Bedarf, alle diese Blöcke in einen einzigen Chip zu integrieren. Neben IVI-Systemen sind erweiterte Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) eine weitere schnell wachsende Automobilanwendung. Entwickler von SoCs für ADAS-Anwendungen benötigen eine Kombination aus leistungsstarken und energieeffizienten IP-Funktionen, um eine Komplettlösung zu liefern. Hier werden Multimedia-Schnittstellen wie HDMI hochauflösende Displays ermöglichen, und Schnittstellen-Konnektivität kann über IPs angeboten werden, die PCIe- und SATA-Protokolle unterstützen. Einem neuen Bericht von Allied Market Research zufolge wird der weltweite IVI-Markt bis 2022 voraussichtlich 33,8 Milliarden US-Dollar erreichen. Das künftige Wachstum dieses Segments wird durch neue Technologien und die wachsende Nachfrage neuer Märkte nach anspruchsvolleren IVI-Systemen in preisgünstigeren Fahrzeugen angekurbelt. In der nachstehenden Tabelle sind beispielsweise einige wichtige neue Trends für die Fahrzeugkonnektivität aufgeführt, die die künftige Architektur von IVI-Systemen beeinflussen könnten.

Obwohl es Allianzen in der Automobilindustrie gibt, wie z.B. die GENIVI Alliance, eine Non-Profit-Organisation, die sich für die breite Einführung einer quelloffenen IVI-Entwicklungsplattform einsetzt, ist die Produktdifferenzierung sowohl bei der Software als auch bei der Hardware nach wie vor ein wichtiger Antrieb für die Automobilhersteller. Nicht nur im Infotainment-Sektor, sondern auch bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) werden Funktionen wie WiFi-Konnektivität, Text-to-Speech, 3D-Grafiken sowie Sprach- und Gestenerkennung wichtige Faktoren für die Produktdifferenzierung sein. HMI erfordert modulare, skalierbare Systemlösungen, die bereits in der Spezifikationsphase der Systemhalbleiter berücksichtigt werden müssen. Darüber hinaus werden IVI-Systeme zu einer weiteren Plattform für die Verfügbarkeit und den Konsum von Inhalten werden. Die Kunden werden erwarten, dass sie von ihrer IVI-Plattform aus nahtlos auf Inhalte zugreifen können. Für die Fahrzeughersteller ist dies von entscheidender Bedeutung, da sie nach Lösungen suchen, die die Kosten und die Komplexität senken, während gleichzeitig die Notwendigkeit zur Innovation und zur Integration neuer Technologien für bordeigene Systeme weiter an Bedeutung gewinnen wird. Neben der zunehmenden Komplexität sehen sich die Automobilhersteller auch mit verkürzten Markteinführungszyklen konfrontiert, die sich von 5 auf 2 Jahre verkürzt haben, sowie mit dem Druck, die Plattform in der Mitte des Lebenszyklus zu erneuern. Für einen Automobilhersteller ist es von großem Vorteil, einen ASIC-Entwicklungspartner zu haben, der in der Lage ist, ein höheres Maß an Integration mit einem höheren Maß an Funktionalität zu bieten und gleichzeitig die Produktionskosten zu senken. Ein Automobilzulieferer muss in der Lage sein, ein Produkt zu liefern, das den strengen Qualifikationsstandards der Automobilindustrie wie AEC-Q100 und ISO/TS 16949 standhält. AEC-Q100 ist eine auf Ausfallmechanismen basierende Stresstest-Qualifikationsanforderung für gehäuste ICs, die für Automobilanwendungen bestimmt sind, und die meisten Automobilhersteller verlangen die Einhaltung dieser Anforderungen sogar für Anwendungen im Innenraum. Die Partnerschaft mit GLOBALFOUNDRIES, dem führenden Anbieter von Wafern für die Automobilindustrie foundry, der seit mehr als 10 Jahren Wafer für die Automobilindustrie liefert, bietet Entwicklern die Gewissheit, dass sie sich auf die Qualifizierung für die Automobilindustrie verlassen können. Die Fähigkeit, all diese neuen Funktionen in einem kompakten Formfaktor bereitzustellen, erhöht den Bedarf an ASIC-Integration in zukünftigen IVI-Systemen. In Zukunft besteht auch die Möglichkeit, dass ADAS- und IVI-Systeme miteinander verschmelzen, da sich verbesserte Display-Technologien und -Funktionen darauf konzentrieren, die visuelle Ablenkung des Fahrers zu verringern, was die Notwendigkeit erhöht, verwandte Inhalte auf demselben Bildschirm zu integrieren, einschließlich der Fähigkeit zur Sprach- und Gestenerkennung. Um mit dem ständigen Wandel in der Funktionalität von IVI-Systemen Schritt halten zu können, wenden sich die Entwickler traditionell an Lieferanten, die Zugang zu einer umfangreichen Bibliothek von IC-Designs für die Automobilindustrie haben, die in der Lage sind, diese umzusetzen, die Flexibilität haben, kostengünstige Lösungen anzubieten und die strengen Qualitätsanforderungen der Automobilindustrie zu erfüllen. Das entscheidende Unterscheidungsmerkmal für die Zukunft wird jedoch die Fähigkeit sein, schnelle Entwicklungszyklen zu erreichen. INVECAS wurde gegründet, um Halbleiter-IPs, Design-Realisierungs- und Silizium-Realisierungsdienste exklusiv für Kunden anzubieten, die Produkte auf der Basis der Prozesstechnologien von GF entwickeln. Der größte Mehrwert für unsere Kunden aus der Automobilindustrie besteht darin, dass INVECAS ihnen bei ihren ASIC-Anforderungen hilft. Indem wir in der Lage sind, ihre ASIC-Anforderungen zu integrieren und ein automobilgeeignetes Produktionsteil zu liefern, werden wir vom Anbieter zum Partner. Aus diesem Grund ist die Zusammenarbeit mit INVECAS und GF bei Ihrem nächsten Automobilprojekt wichtig, um die Kosten für verschiedene elektronische Module und Subsysteme zu senken.

Als ich mich beim Mittagessen auf einer Konferenz zur Halbleiterherstellung neben einen Ingenieur für Ertragsoptimierung setzte, kamen wir ins Gespräch. Er sagte, er arbeite in der Fabrik von GLOBALFOUNDRIES in Malta, habe aber die meiste Zeit seiner Karriere in der IBM-Fabrik in Fishkill verbracht und sei am 1. Juli letzten Jahres, als GF offiziell IBM Microelectronics übernahm, zu GF gewechselt. Ich fragte ihn nach dem Übergang und ob die IBM-Mitarbeiter - insbesondere diejenigen, die schon einige Jahre bei IBM gearbeitet hatten - Angst vor dem Wechsel in ein neues Unternehmen gehabt hätten.

"Eigentlich war es genau das Gegenteil", antwortete er schnell. "Bei IBM hatte man das Gefühl, dass die Halbleiterfertigung nicht mehr im Mittelpunkt des Unternehmens stand. Das ging eine Zeit lang so. Als wir dann zu GF wechselten, war es, als wüssten wir jetzt, was wir tun. Endlich waren wir in einer Organisation, in der die Herstellung von Halbleitern der Hauptzweck ist." Einige der Topmanager in New York und Vermont äußerten sich ähnlich über den Übergangsprozess, der 5.000 Mitarbeiter und zwei Produktionsstätten umfasste.

Geoff Akiki leitet heute die Maskenorganisation am GF-Standort in Burlington, Vt., war aber zuvor als Integration Executive damit betraut, IBM Microelectronics in den Schoß von GF zu holen. Das Integrationsteam erstellte einen einfachen Farbcode: Rot für die Mitarbeiter von IBM Microelectronics, Orange für die Mitarbeiter von GF und Blau für diejenigen, die bei IBM bleiben würden, vor allem, um die foundry Beziehung zu GF zu verwalten. "Es gab einige Befürchtungen, sowohl bei den IBMern als auch bei den GF-Mitarbeitern. Einige der GF-Mitarbeiter fragten sich, wie sich dies auf ihre Rolle in der erweiterten Organisation auswirken würde. Im Großen und Ganzen waren die Roten aber begeistert, weil sie das Gefühl hatten, dass GF mit der Chipherstellung seinen Lebensunterhalt verdiente und Strategien hatte, die besser waren als das, was sie in den letzten 10 Jahren gesehen hatten." Während GF Ressourcen und Fokus mitbrachte, brachte IBM erstklassige Ingenieure, ein ASIC-Geschäft und Hochfrequenztechnologien auf der Basis von RF-SOI- und SiGe-Prozessen ein - ein wertvoller Vorteil in dieser Ära der Mobilität. Tom Caulfield, General Manager von Fab 8 in Malta, N.Y., sagte, dass nach dem offiziellen Integrationsdatum am 1. Juli 2015 etwa 600 Mitarbeiter nach Malta kamen. Zuvor hatte jedoch eine große Anzahl von Ingenieuren IBM verlassen, weil sie die Zeichen der Zeit erkannt hatten und sich bei GF bewarben. Als Caulfield 2014 seine jetzige Stelle antrat, stellte er, wie er es nennt, "A-Spieler" von verschiedenen Unternehmen, darunter Intel und Samsung, sowie eine große Anzahl erfahrener IBM-Mitarbeiter ein. "Bei IBM wurde die Mikroelektronik als Kostenstelle betrachtet, als Mittel zum Zweck, aber nicht als das Geschäft. Diese Leute waren ganz wild darauf, dorthin zu gehen, wo die Herstellung von Halbleitern das eigentliche Spiel ist." Es war eine große Aufgabe, 5.000 Mitarbeiter - etwa 3.000 aus dem Werk in Burlington und weitere 2.000 aus Fishkill, N.Y. - in GF zu integrieren. Zur Vorbereitung, so Akiki, habe das Integrationsteam 14 Arbeitsgruppen gebildet und Treffen organisiert, an denen bis zu 200 Personen teilgenommen hätten. Zwei wichtige Entscheidungen erleichterten den Übergangsprozess. Die wichtigste war, dass es im Wesentlichen keine Entlassungen geben würde. GF-CEO Sanjay Jha hatte die Philosophie aufgestellt, während der Integration so wenig wie möglich zu stören. Dadurch, dass praktisch alle Mitarbeiter von IBM übernommen wurden, konnte die Unruhe erheblich reduziert werden, so Akiki. Zweitens beschloss GF, die beiden IBM-Fertigungsstätten (und das Personal für die Anlagenunterstützung) in Burlington und Fishkill vollständig zu übernehmen, so dass keine Notwendigkeit bestand, die Liegenschaften zu teilen. (IBM behielt das Verpackungstechnologiezentrum in Bromont, Kanada).

IP-Integration

Auf der Design Automation Conference (DAC) 2016 in Austin wies ein Redner darauf hin, dass bei einer Übernahme von Unternehmen A durch Unternehmen B in der Regel zuerst die EDA-Ingenieure von Unternehmen B entlassen werden. Mit ihnen geht auch das historische Wissen darüber verloren, welches geistige Eigentum (IP) Unternehmen B gehört und wie diese IP-Cores von den Design-Teams genutzt werden können.

Akiki sagte, dass geistiges Eigentum von Anfang an als "ein großer Teil des Wertes" der IBM-Integrationsvereinbarung angesehen wurde. "Wir haben mit der Anzahl der Patente geprahlt, die wir erworben haben. Wir wussten aber auch, dass geistiges Eigentum oft auf der Strecke bleibt, und wir setzten uns das Ziel, sowohl die Mitarbeiter als auch die IP-Dateien zu integrieren." Eine große Anstrengung wurde unternommen, um sicherzustellen, dass das gesamte geistige Eigentum kategorisiert wurde, so dass GF schließlich erklären konnte, dass wir die wichtigsten Ergebnisse erhalten haben. Gary Patton wurde im Zuge der Integration zum Chief Technology Officer von GF ernannt, und man kann wohl mit Fug und Recht behaupten, dass seine Technologieentwicklungsabteilung am meisten von dem Geschäft profitiert hat. Eine Folge davon, dass Malta ein "grünes Feld" ist, so Caulfield, ist, dass es Zeit braucht, um die Talente zu entwickeln. Dies gelte insbesondere für die Technologieentwicklung (TD), wobei Patton hinzufügte, dass die Einhaltung eines TD-Zeitplans in der Vergangenheit "ein entscheidender Knackpunkt" gewesen sei.

Für das 10/7nm-Entwicklungsprogramm sagte Patton, dass mehr als 50 Prozent der Mitarbeiter von IBM stammen, und fügte hinzu, dass das 10/7nm-Entwicklungsteam auf die Erfahrungen des 14nm-Teams zurückgreift. Caulfield betonte, dass Malta von der "zusätzlichen Größe" des ASIC-Geschäfts profitiert hat, das im Rahmen des IBM-Deals zu GF kam. IBM-Ingenieure hatten Hochleistungs-ASIC-Kerne entwickelt, wie z. B. einen 56-Gigabit/s-Serdes-Kern, der laut Caulfield bei anderen Foundries nicht erhältlich ist. "Wir sind dabei, unsere ASIC-Plattform bei 14 nm zu erneuern, und ich kann Ihnen sagen, dass ich jede Woche etwa einen neuen Kunden an diesem Standort unterhalte, von denen mindestens die Hälfte ASIC-Kunden sind." Ich fragte nach den Herausforderungen, die ein Jahr nach der ersten Integration noch bestehen. Die wichtigste Herausforderung besteht darin, die beiden menschlichen Organisationen weiter zusammenzuführen und dafür zu sorgen, dass die Mitarbeiter mit zwei oder drei Jahrzehnten Berufserfahrung bei IBM ihr Wissen mit den Ingenieuren bei Malta teilen und umgekehrt. Caulfield: "Unsere Aufgabe ist es, für mehr Durchmischung zu sorgen, für mehr Ausgewogenheit. Wir wollen nicht all diese großartigen Technologen anwerben und dann ihre Fähigkeiten nicht nutzen". Patton, der früher das Semiconductor Research and Development Center (SRDC) von IBM leitete, verspricht, die Talente, die er jetzt bei GF betreut, zu nutzen. "In den zehn Jahren, in denen ich das SRDC leitete, hatten wir immer mehr Leistung als Intel. Die Branche hat sich stark auf mobile Geräte konzentriert, und jetzt sind die Kunden mit den Leistungsverbesserungen, die sie bei unseren Konkurrenten im Vergleich zu 16 nm sehen, nicht zufrieden. Sie verlangen nach mehr Leistung. Und wissen Sie was? Wir haben gerade ein Spezialteam hier bei GF eingestellt, das weiß, wie man Leistung erzeugt.