von: Gary Dagastine

GLOBALFOUNDRIES wurde kürzlich auf Platz 10 der SIA-Liste der besten US-Unternehmenspatente für 2016 gewählt. Wir sind stolz auf diese Platzierung, denn sie ist mehr als nur eine Zahl. Sie ist der Beweis dafür, dass die Beiträge, die GF-Mitarbeiter jeden Tag leisten, wirklich wichtig sind - sowohl für unser Unternehmen als auch für die Branche insgesamt.

Wir wollten verstehen, was nötig ist, um eine solche Leistung zu vollbringen, denn die technologische Entwicklung steht im Mittelpunkt unserer Arbeit. GF ist voller kluger, talentierter Menschen, aber natürlich konnten wir nicht mit allen sprechen. Stattdessen haben wir uns an einige der besten Patentinhaber von GF gewandt, um ihren Einblick zu erhalten. Jeder von ihnen ist ein GLOBALFOUNDRIES Master Inventor.

Mukta Farooq ist die Teamleiterin für 7nm Chip-Package Interaction und Packaging Technology. Sie ist ein GLOBALFOUNDRIES Fellow mit 190 erteilten Patenten, ein IEEE Fellow und eine Distinguished Lecturer der IEEE Electron Devices Society. Zuvor war sie Lifetime Master Inventor und Mitglied der Academy of Technology bei IBM. Ihre Arbeitsschwerpunkte sind 2D-, 2,5D- und 3D-Chipgehäuse-Interaktion und Verbindungstechnologien.

Anthony (Tony) Stamper ist ein angesehenes Mitglied des technischen Personals in der Analog- und Mixed-Signal-Technologieentwicklung in Essex Junction. Zuvor war er Lifetime Master Inventor bei IBM mit mehr als 400 erteilten Patenten. Seine Arbeit erstreckte sich auf bahnbrechende Prozesse und Integrationstechnologien wie die Entwicklung von Niedertemperatur-CVD-Dielektrika, Low-k-Dielektrika, Damaszener-Kupferdraht-Integration und in jüngster Zeit auf die Entwicklung modernster HF-Bauteile, Prozessintegration und Programmmanagement.

Ruilong Xie ist Senior Member of the Technical Staff in Albany und arbeitet im Rahmen der IBM Technology Development Alliance an der fortgeschrittenen FinFET-Technologie, wo er der führende FEOL-Integrator am 5nm-Knoten ist. Er ist IEEE Senior Member und verfügt über mehr als 200 erteilte Patente für seine Arbeit mit FinFETs und für andere Bauteiltypen wie Gate-Allaround und vertikale FETs. Seine veröffentlichten Arbeiten wurden weltweit mehr als 600 Mal zitiert.

GF: Wie sehen Sie den Prozess der Technologieentwicklung?

Tony: Je näher man dem Stand der Technik bei der Produktionsentwicklung ist, desto leichter ist es, die Schwellenwerte für Patentneuheit und Patentwert zu überschreiten. Ich habe mich bei meiner Arbeit auf differenzierte Technologien konzentriert, die zu Branchenneuheiten und zur Generierung von geistigem Eigentum und vielen Patenten von großem Wert führen können. Mit differenzierten Technologien meine ich nicht nur den Versuch, den schnellsten Transistor zu entwickeln, sondern auch die Entwicklung neuer IC-Technologien für Verdrahtungsleistung, Kosten, Ertrag, Zuverlässigkeit usw. - alles Dinge, die uns von unseren Konkurrenten abheben und zum Erfolg auf dem Markt führen.

Mukta: Die Arbeit in neuen Technologiebereichen bedeutet oft, dass die Dinge anfangs nicht funktionieren und viele Versuche nötig sind, bevor etwas klappt. Ein Beispiel dafür ist die 3D-Technologie, bei der Kupfer-Durchkontaktierungen (TSVs) in 32-nm-CMOS-Logikwafer integriert wurden. Dieses Unterfangen war anfangs mit erheblichen Herausforderungen verbunden. Als wir jedoch tiefer in die Technologie eindrangen und die Probleme verstanden, begannen wir, originelle und kreative Wege zu finden, um sie zu umgehen. Dies führte nicht nur zum ersten 3D-Cu-TSV-Logikwafer der Branche, sondern auch zu dem damit verbundenen geistigen Eigentum!

GF: In einem Unternehmen, das aus unglaublich intelligenten und engagierten Menschen besteht, sind Sie führend, was die erteilten Patente angeht. Was hat diese Leistung möglich gemacht, und gibt es einen Rat, den Sie anderen geben möchten?

Ruilong: Ich möchte mich bei all meinen Managern und Mentoren bedanken, die mir schon früh die Möglichkeit gaben, an fast allen FEOL-Modulen zu arbeiten, was es mir wiederum ermöglichte, mit allen Modulverantwortlichen und anderen Technologieteams zusammenzuarbeiten und von ihnen zu lernen. Diese Interaktionen haben mir geholfen, ein gutes Verständnis für das große Ganze zu entwickeln und eine natürliche Zusammenarbeit mit vielen brillanten und talentierten Menschen aufzubauen.

Auf einer persönlicheren Ebene sind eine problemlösende Geisteshaltung und Ausdauer im Denken wesentlich. Eine positive Einstellung zu Problemen kann dazu beitragen, die Kreativität zu entwickeln, die für die Lösung der anstehenden Fragen und Probleme erforderlich ist. Sehr oft ergibt sich die beste Lösung nicht einfach so. Ausdauerndes Denken, auch im Hintergrund, ermöglicht es dem Gehirn, alle damit zusammenhängenden Informationen zu verarbeiten und divergentes Denken zu betreiben. Dies führt in der Regel nach einer Inkubationszeit zu sehr guten Lösungen.

Mukta: Der Rat, den ich geben würde, ist, dass man zunächst ein gewisses Maß an Fachwissen in einem bestimmten Bereich entwickeln und sich mit der bestehenden Kunst vertraut machen muss. Wenn man sich damit vertraut gemacht hat, kann man sich überlegen, wie man die bestehenden Strukturen und Methoden verbessern kann, um einen Nutzen zu erzielen. Wenn man diesen Wissensstand erreicht hat, kann man anfangen zu erfinden. Auch die Zusammenarbeit mit anderen - vor allem mit solchen, die einen anderen Hintergrund haben - kann zu einzigartigen Ansätzen für die Lösung von Technologieproblemen führen.

Tony: Ausdauer, harte Arbeit und Teamwork. Bei der Arbeit gibt es ein Mantra, das besagt, dass es keine Probleme gibt, sondern nur Chancen. Aus der Sicht des Patentwesens sind Probleme Gelegenheiten, Patente zu verfassen. Ungefähr die Hälfte der Patente, die ich verfasst habe, ist auf die Identifizierung und Lösung technischer Probleme zurückzuführen. Die meisten der von mir verfassten Patente hatten mehrere Autoren. Die Arbeit in informellen oder formellen Patententwicklungsteams ist von unschätzbarem Wert.

GF: Was tut GLOBALFOUNDRIES, um das Streben nach technischer Leistung zu fördern?

Mukta: Der Wettlauf um die beste technologische Lösung ist in Halbleiterunternehmen allgegenwärtig. Während Technologen ihr Bestes geben, ermutigt die Anerkennung und Belohnung von Innovationen zu unkonventionellem Denken. GF bietet diese Ermutigung mit einem reichhaltigen Patentauszeichnungsprogramm und mit dem Master Inventor Program, das dazu dient, die Innovatoren für ihre Beiträge zum geistigen Eigentum des Unternehmens hervorzuheben und zu würdigen.

Tony: GF fördert die Entstehung von Patenten durch seine Patentprüfungsausschüsse und finanzielle Anreize. Ein algorithmischer Ansatz zur Förderung spezifischer Erfindungen hilft, die Innovation insgesamt zu fördern. In der Technologieentwicklung gibt es in der Regel Kernteams von einigen wenigen Ingenieuren, die sich auf bestimmte Problembereiche konzentrieren. Diese Kernteams nehmen sich oft regelmäßig Zeit, um sich zu treffen und patentierbare Ideen zu identifizieren. Diese Offenheit für Brainstorming und das Schreiben von Patenten fördert ein kreatives Umfeld bei GLOBALFOUNDRIES.

Ruilong: GF hat eine lernorientierte Kultur, die zu neuen Ideen und Experimenten ermutigt. Die Arbeitsplätze sind stark auf die Kompetenzen der Mitarbeitenden abgestimmt, und in der Regel gibt es ein hohes Mass an Autonomie. Außerdem führt die offene Kommunikation zwischen Führungskräften und Mitarbeitern zu gegenseitiger Unterstützung. Hier ein aktuelles Beispiel: Bei unserer 7nm-Entwicklungsarbeit stießen wir auf eine große Herausforderung bei einem Modul namens "Gate Cut". Um das Problem zu lösen, haben wir Ideen aus allen Bereichen eingebracht. Es fanden sehr effektive Diskussionen zwischen Albanien und Malta statt, bei denen sich Experten beider Seiten trafen, frühere Erfahrungen austauschten und gemeinsam ein Brainstorming durchführten. Am Ende wurden fast alle möglichen Lösungen erarbeitet. Wir haben jede Lösung sorgfältig geprüft, eine Rangliste erstellt und die besten davon für Experimente ausgewählt, und es wurden mehrere hochwertige Patente angemeldet.

GF: Danke, dass Sie Ihre Gedanken und Erkenntnisse mit uns teilen!

 

In einer Zeit, in der sich die Halbleiterproduktion nach Asien verlagerte, entschied sich GF, gegen den Strom zu schwimmen und in Amerika zu investieren, indem es eine Produktionsstätte im Bundesstaat New York baute. Der Bundesstaat New York war an einer Beteiligung interessiert, da er bereits in die Region investiert hatte und die Vision hatte, ein neues technologisches Ökosystem als Motor für die Schaffung von Arbeitsplätzen zu schaffen. Diese Investitionen waren entscheidend für den Erfolg von GF.

Dan Hutcheson, ein führender Analyst der Halbleiterindustrie und CEO von VLSI Research, besuchte kürzlich Fab 8 in Saratoga County, New York, und verbrachte einen Tag damit, die Anlage zu besichtigen und mit verschiedenen Fab-Teams zu sprechen. Der Tag endete mit einem Gespräch zwischen Dan und Tom Caulfield, Senior Vice President und General Manager von Fab 8.

In diesem Interview geht Dan auf die Errungenschaften der Fab 8 von GF ein, in der First-Time-Right bei 14-nm-Halbleiterdesign-Tapeouts zur Faustregel geworden ist, sowie auf die Bedeutung des Humankapitals, die Auswirkungen von Teamwork und die Frage, wie man es inspirieren kann, als wesentliche Komponenten für den Erfolg. Sie decken auch auf, worauf es beim Management von Halbleiterfabriken ankommt, einschließlich der Schwierigkeiten beim Aufbau einer neuen Fabrik, wie sich die Übernahme von IBM Microelectronics einfügt und welche Rolle Sanjay Jha, der CEO von GF, beim Turnaround gespielt hat.

Kurz gesagt, Dan bringt es am besten auf den Punkt: "Fab 8 ist nicht nur eine weitere Fabrik. Sie ist eine Erfolgsgeschichte der amerikanischen Fertigung."

von: Igor Arsovski

Der Ternary Content Addressable Memory Core von GLOBALFOUNDRIES stellt einen neuen Leistungs- und Dichte-Rekord auf und ermöglicht schnelleren Cloud- und Rechenzentrumsverkehr.

Rechenzentren, die Motoren des Internets, sind für den enormen Datenverkehr verantwortlich, der durch das Netz fließt. Und es ist keine Offenbarung: Unser digitales Universum und der Datenverkehr in den Rechenzentren werden bis 2019 10,4 Zettabyte (ZB) erreichen, was 144 Billionen Stunden Musikstreaming entspricht. Je datenhungriger die Anwendungen und Dienste werden, desto mehr Datenverkehr brauchen wir, um sie zu versorgen.

Um dieses Ziel zu erreichen, sind innovative Lösungen erforderlich. Um die Skalierbarkeit zu verbessern und einen höheren Durchsatz bei geringeren Latenzzeiten zu erreichen, verwenden Rechenzentren Ternary Content Addressable Memory (TCAM). TCAM, ein anwendungsspezifischer Speicher, soll Rechenzentren dabei helfen, die Suche in großen Look-up-Tabellen zu beschleunigen.

GF hat kürzlich auf der International Solid-State Circuits Conference in San Francisco eine neue ASIC-Sucharchitektur-TCAM-Lösung vorgestellt. Der TCAM-Kern von GF wies mit 1,4 Milliarden Suchvorgängen pro Sekunde die höchste veröffentlichte Suchrate auf und erreichte gleichzeitig eine Rekorddichte von 2 MB/mm2. Dies ist eine gute Nachricht für Rechenzentren, die TCAM häufig in Anwendungen wie Mustererkennung, Datenkompression, Netzwerksicherheit und Paketweiterleitung einsetzen.

Darüber hinaus nutzt das TCAM-Design von GF sowohl eine proprietäre Architektur als auch Schaltkreise für die Vorkonditionierung der Stromversorgung, die den Zusammenbruch des Stromversorgungsrauschens um 50 Prozent reduzieren und so eine weitere Skalierung von Leistung und Dichte ermöglichen. Diese Verbesserungen sind entscheidend, um schnellere Rechenzentren mit größeren Netzwerktabellen zu ermöglichen, die in der Lage sind, den ständig wachsenden Netzwerkverkehr zu bewältigen.

TCAMs sind extrem komplexe Speicherdesigns, weshalb die Erfahrung von GF - mehr als 20 Jahre, in denen wir die Grenzen des TCAM-Designs ausgereizt haben - uns in die Lage versetzt hat, einen verbesserten Suchdurchsatz, eine hohe Dichte und einen geringen Stromverbrauch für die ASIC-Designs unserer Kunden zu liefern. Insbesondere unsere Erfahrung mit sieben Generationen von Embedded-TCAM-Designs, Qualifizierung und Debugging, mit mehr als 50 ASICs mit großem TCAM-Inhalt in der Produktion, hat es uns ermöglicht, das Netzwerk-TCAM mit der höchsten (schnellsten) Suchbandbreite in der Branche anzubieten.

Wenn Sie mehr über die ASIC-Lösungen von GF erfahren möchten, laden Sie unsere ASIC FX-14 Technologie-Broschüre herunter oder kontaktieren Sie einen GF ASIC-Vertriebsmitarbeiter.

 

Unsere 300mm Fab 1 befindet sich in Dresden, in der Region Deutschlands, die als Sachsen oder auch Altsachsen bekannt ist. Es ist eine recht schöne und ruhige Gegend, aber lassen Sie sich nicht täuschen. Vor Jahren war Sachsen Deutschlands führendes Industriegebiet, und in jüngster Zeit gewinnt es wieder an industrieller Bedeutung. GLOBALFOUNDRIES ist einer der Gründe dafür. In Dresden werden wir in diesem Jahr 22FDX®, unseren 22-nm-FD-SOI-Prozess, in die Massenproduktion bringen. 22FDX bietet unseren Kunden ein außergewöhnliches Gleichgewicht zwischen Leistung, Stromverbrauch und Kosten und ist damit ideal für mobile, automobile und IoT-Anwendungen. Ich leite die Fab 1 in Dresden seit 2011, und die Unterschiede zwischen damals und heute können kaum überbewertet werden. Als ich hier anfing, entsprachen unsere Produktionskapazitäten, technischen Ressourcen und die Arbeitsweise nicht unseren Ambitionen. Heute ist Fab 1 ganz einfach eine der besten Fabriken auf der ganzen Welt, und wir haben ein hervorragendes Team von Technikern, Managern und Betriebspersonal, das darauf ausgerichtet ist, erstklassige Betriebskennzahlen und Kundenzufriedenheit zu erreichen.

GLOBALFOUNDRIES, Fab 1, in Dresden ist die größte 300mm-Fabrik Europas

Diese Entwicklung wurde durch Investitionen, eine effizientere Nutzung der Technologie und eine hervorragende Ausführung vorangetrieben. Wir haben bis heute mehr als 12 Milliarden Dollar in Fab 1 investiert und damit die Kapazität für die Auslieferung von 60.000 Wafern pro Monat geschaffen. In diesem Quartal wurde in Dresden der einmillionste Wafer an einen erstklassigen Mobilfunkkunden ausgeliefert. Das ist eine herausragende Leistung. Insgesamt haben wir seit 2010 2,8 Millionen Wafer aus Fab 1 ausgeliefert, von denen die meisten mit unserer fortschrittlichen HKMG-Technologie hergestellt wurden. Wir bieten diese Technologie schon länger an als jeder andere reine Anbieter foundry. Derzeit tätigen wir weitere Investitionen, um die Produktionskapazität bis 2020 um weitere 40 % zu erhöhen. Ein Großteil dieser Investitionen dient der Unterstützung der Massenproduktion von 22FDX sowie der 12FDX™-Technologie der nächsten Generation, die derzeit entwickelt wird. Die ersten Kunden, die das 12FDX-Verfahren nutzen, werden bis Ende 2018 erwartet. Unser effizienter Technologieeinsatz ist ein großer Vorteil, wenn es um die FDX™-Volumenproduktion geht. Mehr als 70 % der FDX-Prozessschritte wurden von unserem bereits gut etablierten 28-nm-HKMG-Prozessfluss kopiert, wodurch die kommerzielle Produktion einfacher, schneller und mit weniger Risiko erreicht wird. Als foundry wissen wir, dass wir neben der termingerechten Lieferung von Wafern und der Entwicklung der Technologien von morgen noch einen weiteren wichtigen Punkt auf unserer täglichen Agenda haben: die Steigerung der Produktivität bei gleichzeitiger Kostensenkung. Das ist jetzt Teil unserer Standort-DNA, und ich bin stolz darauf, dass wir allein im Jahr 2016 in einer standortweiten Anstrengung 100 Mio. USD an Kosten einsparen konnten.

GLOBALFOUNDRIES: Reinraumtechniker betreten die Brücke in Fab 1

Was die Umsetzung betrifft, so haben wir uns in den letzten fünf Jahren sehr darauf konzentriert, die notwendigen Systeme, Geschäftsprozesse und Denkweisen zu entwickeln, um unsere hochmoderne Produktionsanlage zu ergänzen. Wir haben gelernt, Risiken und Kosten besser zu kontrollieren und gleichzeitig Prozessänderungen vorzunehmen, was für die Bewältigung der ständig zunehmenden Komplexität, die mit mehr Kunden, mehr Produkten und neuen Prozessen wie FDX einhergeht, von entscheidender Bedeutung ist. Es war eine aufregende Reise, und das Beste liegt noch vor uns.

In den letzten Tagen haben die beiden größten Chiphersteller der Welt neue stromsparende 22nm-Prozesstechnologien angekündigt. Wir freuen uns, dass andere Hersteller unserem Beispiel folgen. Vor fast zwei Jahren haben wir unsere 22FDX-Technologie für drahtlose, batteriebetriebene intelligente Systeme eingeführt.

Während sich andere nur darauf konzentrieren, mehr digitale Leistung aus der Bleeding Edge herauszuholen, haben wir uns bei GF mit 22FDX auf Metriken auf Systemebene konzentriert. Der 22-nm-Knoten wird jetzt zu einem der größten Schlachtfelder in der Halbleiterindustrie, was die beispiellose Innovation zeigt, die an fortgeschrittenen Knoten stattfindet, die ein oder zwei Schritte von der Spitze entfernt sind.

Wir haben uns für FD-SOI gegenüber Bulk-Planar oder FinFET entschieden, weil es für diese Anwendungen die beste Kombination aus Leistung, Stromverbrauch und Fläche bietet. 22FDX ist in mehreren Bereichen von allen konkurrierenden 22-nm-Technologien unübertroffen:

• Die niedrigste Betriebsspannung (0,4 Volt)
• Die kostengünstigste CPP- und MX-Skalierung
• Die niedrigste Maskenanzahl
• Die beste RF-Leistung
• Die einzige Technologie, die softwaregesteuertes Body-Biasing für Transistoren bietet

Und während andere ihre Angebote jetzt ankündigen, ist 22FDX in unserer Fab 1 in Dresden, Deutschland, vollständig für die Produktion qualifiziert. Wir verzeichnen eine starke Kundennachfrage mit mehr als 50 aktiven Aufträgen in wachstumsstarken Bereichen wie Mobile, IoT und Automotive.

Wir sind nicht nur Delivering 22FDX jetzt, aber wir investieren in die Zukunft. Im September letzten Jahres haben wir eingeführt eine Erweiterung unserer FDX-Roadmap mit unserer nächsten Generation, der 12FDX-Plattform, die als einzige Technologie die Design-Flexibilität und die Kosten eines planaren Prozesses bis hinunter zu 12nm bietet und gleichzeitig eine Leistung auf 10nm FinFET-Niveau aufweist. Wir erwarten, dass andere unserem 12FDX-Vorsprung folgen werden!

Außerdem investieren wir erheblich in unsere Kapazitäten. In Deutschland bauen wir die 22FDX-Kapazität aus und planen, die Gesamtkapazität der Fabrik bis 2020 um 40 Prozent zu erhöhen. Und in China haben wir kürzlich eine Partnerschaft für den Bau einer 300-mm-Fertigung in Chengdu angekündigt, um das Wachstum des chinesischen Halbleitermarktes zu unterstützen und die steigende globale Kundennachfrage nach 22FDX zu befriedigen.

Nicht zuletzt bildet sich rund um FDX ein robustes Design- und IP-Ökosystem heraus. Vor kurzem haben wir unser FDXcelerator™-Partnerprogramm ins Leben gerufen, das darauf abzielt, die Markteinführungszeit für Kunden zu verkürzen und eine schnellere Migration zu FD-SOI von Bulk-Knoten wie 40nm und 28nm zu ermöglichen. Seit dem Start vor nur sechs Monaten haben sich mehr als 20 Partner diesem Ökosystem angeschlossen.

Die Begeisterung für FDX nimmt eindeutig zu, und der Wettbewerb wird härter. FD-SOI gilt schon lange als "Technologie der Zukunft", aber jetzt kommen alle Puzzleteile zusammen, um das Versprechen von FD-SOI HEUTE Wirklichkeit werden zu lassen.