格芯精英计划表彰多名员工，肯定了他们身为发明者、导师和顾问所取得的丰硕成果

撰文：Michael Mullaney

Shesh Mani Pandey清晰地记得他的第一项专利：制造高增益垂直双极性结型晶体管的新方法。这种新方法充分兼容CMOS工艺，生产出的器件性能显著优于当时的可用器件。

尽管时隔20余年，Pandey从未忘记在授权专利上看到自己的名字，以及收到经理和公司领导发送的祝贺电子邮件时的那种成就感和自豪感。他表示，在为实现技术创新而欢欣鼓舞之余，还有一种如释重负的感觉，终于成功地走完了漫长、曲折、有时甚至有几分神秘的专利准备和申请之路。

“刚开始时，我追求专利的积极性很高，但我并不清楚如何获得专利。当我获得第一项专利时，我很高兴。我真的非常兴奋，我有一种‘好的，我能做到’的感觉，现在我对这个过程有了更深的了解。”格芯工程师，同时长期担任公司设备团队技术主管的Pandey说道。

Pandey之前就职于特许半导体（Chartered Semiconductor），该公司于2009年被格芯收购，多年来，他对发明的热情有增无减。如今，他拥有超过45项与半导体制造相关的各种技术专利。除了负责的项目以外，他还花时间为有创造力的同事提供建议和指导，这些同事正在其职业道路上蓄势待发，着手申请自己的第一项专利。

由于致力于创新和扩大格芯的知识产权(IP)组合，Pandey成为去年被赋予格芯“发明大师”荣誉头衔的11名员工之一。获得这项荣誉的同事至少要拥有20项美国授权专利，并且在技术成就和知识产权资产创造方面拥有出色的记录。

常驻纽约州马耳他Fab 8的Pandey表示：“格芯使发明者可以轻松申请知识产权。作为一家企业，我们支持并鼓励员工申请专利。我们鼓励资深发明者指导他人，帮助大家了解追求发明和知识产权的价值。从我们的员工一直到高层领导，大家对此看法一致。创新真正融入了我们的企业文化。”

格芯发明大师计划

格芯的发明大师计划现已进入第三个年头，这是一个奖励多产员工以及激励一直想提交发明申请专利的其他员工的强大平台，常驻佛蒙特州伯灵顿附近格芯Fab 9的格芯知识产权法律总监David Cain表示。

迄今为止，格芯已表彰约50名发明大师，Cain说他们是“公司在创新领域的耀眼明星……在发明和专利方面有着惊人成就的人。”在激励并指导同事的同时，发明大师还担任顾问，是格芯技术领导者和法律团队在各种技术、战略和知识产权主题方面的强大资源。

格芯的发明大师计划和创新文化也具有外部优势。Cain表示，除了收入、设计大奖和新客户之外，专利和知识产权还可以作为一种衡量标准，进一步体现格芯在半导体行业和全球供应链中的重要作用。

他补充道：“新的专利和知识产权对于保护、维护和发展我们广泛的差异化平台、特性和专业应用解决方案至关重要。格芯非常关注差异化，我们的技术人员和发明者推出伟大的创新，并运用在知识产权管道中，以便我们能够加以保护，他们在这种差异化中发挥的作用十分显著。”

指导是关键

在阐述新思想如何演变为新发明之时，不乏各种名言妙语。托马斯·爱迪生(Thomas Edison)说：“在发明创造的过程中，最重要的品质是坚持。”与他同时代的尼古拉·特斯拉(Nicola Tesla)说：“独处是发明的秘方；独处是创意的摇篮。”他们下一代的发明者查尔斯·凯特林(Charles F. Kettering)则表示：“发明是大脑和材料的结合。”

今天，全世界的研究人员和商学院学生都在研究创新，关于如何充分营造一个让创新生根发芽、蓬勃发展的环境，相关理论比比皆是。显然，创新的秘诀还没有完全发掘出来。但是，在与各个领域的发明者（从经验丰富的专业人士到刚刚开始知识产权之旅的人）讨论这个主题时，他们都认为指导是一项关键因素。

格芯技术解决方案团队主管，即去年和Pandey一起被授予格芯“发明大师”称号的杰出技术人员Jack Pekarik的情况无疑就是如此。

“任何人都可以成为发明者，你只需要理解它的含义是什么，”Pekarik说，他在2015年作为公司收购IBM微电子业务的一部分加入格芯，现在常驻Fab 9。他早在1985年已加入IBM，但几年以后才开始IP 之路。

“我是一个大器晚成的人。我一直没有意识到保护我们的工作并申请专利的可能性和重要性，直到我的一个同事开始关照我，向我展示整个过程是如何运作的，”他说。

Pekarik在IBM的早期专利是一种新型的可编程存储器，这涉及到对SRAM单元施加过应力，使它始终能在两种不同状态中的一种状态下启动。他表示，在专利上看到自己的名字是一种自豪的象征，是继续发明创造的重要动力来源。

Pekarik给那些对专利感兴趣的人的建议是找到或组成一个发明小组，并确保该小组至少包括一名在专利申请过程方面有经验的成员。他表示，在格芯以及其他一些公司，不乏大量才华横溢、上进心强的技术专业人士，他们已经组成了很多这样的小组，并且志同道合的同事们也一直在建立新的小组。

“也许是一群人，每周或每隔一周开一次会，聚在一起讨论并选择一个发明领域。找到问题，寻找解决方案。阅读并讨论专利文献，一起构思灵感，”他说，“我就是在找到这样一个小组之后，才得以了解这个过程。”

在Pekarik看来，任何公司有志向的发明者的最大障碍都与政策或程序无关——“格芯使其变得容易，”他说。相反，主要门槛是各行各业中存在的一个普遍误解，即申请知识产权保护是一项艰巨的任务，需要超人的努力和决心。

“指导是消除这一误解的强大方式，使得这个过程没有那么神秘，”他说道，“指导也是一种让更多员工参与进来的一种方式，这些员工正在思考发明，并最终会为我们的公司带来越来越多宝贵的发明成果。”

动力和成功

同样在去年被授予“发明大师”称号的还有设备集成工程师Bipul Paul，他常驻Fab 8，在格芯工作将近十年。Paul拥有近30项授权专利，还有几项研究正在进行中，他是一名积极的导师、顾问和合作者。和Pandey、Pekarik一样，他也是格芯专利审查委员会的重要成员。

Paul将专利视为所从事工作的一个自然的、几乎不可避免的延伸。

“我认为这是与生俱来的，如果你反复做同一件事，自然就会开始思考是否有更好的方式来做。对于我们从事技术工作的人来说，这可能就是通往发明之路的第一步。你只要把问题想清楚。进行讨论。记录你的工作。向他人寻求帮助和指导。”

Paul说，在格芯发明创造与在其他公司工作之间的一个重要区别是，他可以不受限制地与格芯公司不同团队和不同部门的同事交流。这种跨学科的思想交流是受到鼓励的，通常会产生意外的现成解决方案，而如果构想被隔离在单个学科的孤岛上，便不可能获得这样的启发。

Paul说道，许多发明者和有知识产权头脑的技术人员具有创新的内在动力，但也存在其他激励因素。创造专利当然对个人的职业生涯有好处，也能提高个人在公司和行业中的知名度。此外，格芯还为申请知识产权和专利提供财政激励，包括针对首次发明者以及被授予“发明大师”荣誉头衔的员工的具体激励措施。他表示，以后也可能会对专利收取版税。

他补充道，除了这些激励措施以外，在得知自己的创新将帮助格芯在市场上取得成功和发展时，还有一种巨大的成就感和自豪感。他表示，当发明成果应用到公司的差异化技术组合，以及应用到格芯提供给客户的晶圆中时，是特别有成就感的事情。

“公司拥有的知识产权资本越多，我们在市场上的地位就越稳固，越有保障，”Paul说，“帮助确保格芯取得成功，我们的知识产权受得保护，让我能够一直做我喜欢的事情。”

格芯即将宣布2020年度杰出“发明大师”的最新成员，敬请密切关注！

格芯®（GLOBALFOUNDRIES®）与硅光初创公司Ayar Labs自2016年起一直在合作研发封装内光学互连单芯片解决方案

“在同一芯片上集成光子和RF CMOS电路讲求精妙的平衡。将其全部集成到硅片上，我们便可充分利用硅制造技术的规模、成本和工艺控制优势。”——格芯副总裁Anthony Yu

作者：Dave Lammers

格芯于2015年收购了IBM微电子业务，获得了大量宝贵的硅光(SiPh – Silicon Photonics)研发成果，这些成果现在将广泛应用于300mm晶圆产品。公司重要的合作伙伴Ayar Labs适时推出了单芯片硅光设计，这是一家位于加利福尼亚州的初创企业，他们的单芯片设计为封装到封装互连确立了全新的带宽、功耗和延迟基准。

格芯计算和有线基础架构业务部副总裁Anthony Yu表示，格芯获得了IBM的九年光子学研究成果，并实现了90nm工艺“产业化”，即90WG。他表示：“在菲什基尔的工厂，我们已经在300mm晶圆上实现了这一工艺的量产。格芯做的大量的工作不仅定位于可信任的制造服务提供商，也针对光传输器准备可批量生产的各种相关器件。”

多年来，位于佛蒙特州伯灵顿附近的格芯Fab 9一直在利用锗硅工艺(9HP)为光学收发器制造元件。这些解决方案（激光驱动器、跨阻放大器(TIA)和其他分立式元件）被数据中心和其他市场中的“可插拔”多芯片光模块所采用，以通过光纤链路实现服务器机架的中距离连接。

格芯的45CLO工艺是整合数字RF功能与所需的光学器件的硅光单芯片解决方案。（资料来源：格芯）

光学连接开始进入新的阶段，可插拔光学收发器将被取代。在新技术中，光子链路连接到同一封装中的高性能IC，同时借助外部激光器提供光源。该封装通过光纤连接到另一个采用光子链路的模块，从而形成封装到封装高速互连，同时大幅降低功耗。

MIPO（单芯片封装内光学）I/O将Ayar Labs的光电小芯片TeraPHY集成到多芯片封装(MCP)中。经过与格芯的多年合作，Ayar Labs现在已将MIPO I/O小芯片发展到工程采样阶段。硅光领域先锋企业英特尔是最早采用Ayar Labs解决方案的企业之一，最初的目标是将其FPGA（现场可编程门阵列）与其他模块集成。

Yu表示，虽然该领域不乏一些其他的初创公司，并且大型数据中心企业都在研发自己的设计，但Ayar Labs是“最早开始设计太比特(Terabit)级解决方案的公司之一。他们积极进取，合作意愿非常强烈。”他补充道，Ayar Labs的单片小芯片将成为“颠覆行业的产品”。

批量制造是打造高性价比光子解决方案的一个关键要素。（资料来源：Ayar Labs）

将光子功能集成到同一块芯片上作为电子控制电路是一项颇具趣味的挑战。芯片将电子接口、数字电路和高速模拟混合信号电路与光学元件组合在同一硅片上。“在同一芯片上集成光子和RF CMOS电路讲求精妙的平衡。将其全部集成到硅中，我们便可充分利用硅制造技术的规模、成本和工艺控制优势。”Yu继续补充道，格芯与Ayar Labs组建的团队密切关注封装、组装和测试的挑战。

转折点

Ayar Labs的联合创始人、总裁兼首席技术官Mark Wade称，公司于2015年成立，最初是由参与一个多院校协作光子项目的成员组成。2016年，该初创公司与格芯建立合作伙伴关系。Wade表示，“当时整个行业正处于一个转折点。大家都注意到了电子I/O自身的局限性，并预测就扩展电气互连而言，电子I/O已无计可施。”他补充道，112 Gbps或许是基于CMOS的Serdes连接的最终极限值。

Ayar Labs从零开始研究新的解决方案，希望借助光学来彻底解决芯片到芯片的带宽问题。与电气互连相比，光学互连不仅能耗低得多，而且可以大幅提高带宽并减少时延。采用光纤后，影响电气互连的距离/带宽的权衡问题将不再成为困扰。

[有关Ayar Labs解决方案的详细探讨，请参阅：光学I/O小芯片消除瓶颈，释放创新能力]

Ayar Labs和格芯合力研发可进行批量制造的单芯片解决方案，以期缓解数据中心带宽日益捉襟见肘的境况。例如，机器学习在连接处理器和GPU以及高带宽内存时要求更高的芯片到芯片带宽。Wade指出，“数据中心需要将机器分布到不同的物理位置，并使用通过超高带宽互连接口连接起来的多个组件。他们想要设计新型系统架构，而使用目前和未来几代的I/O是无法实现的。”

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45CLO工艺将赋能一流的光学和数字功能。（资料来源：格芯）

RF CMOS优势

格芯与Ayar Labs合作发现了多种方法，能够针对光学结构和其他功能优化格芯的45 RF SOI工艺。这项曾专门为毫米波市场研发的技术经过改进，包含了光子功能，现在正用于构建原型。

Wade表示，RF SOI CMOS是一项“赋能技术，因为有了它，我们得以在同一个平面层中构建晶体管和光学器件。此外，SOI工艺也帮助实现了超快晶体管，速度超过了大多数先进工艺节点。它们的密度不同于先进（CMOS体硅）工艺节点。但就模拟性能以及Ft和Fmax速度而言，它们的表现优于目前用于数字芯片的先进FinFET节点。”

Ayar Labs和格芯正在合作研发格芯的新一代硅光平台45CLO，Ayar Labs计划在其器件量产时使用这一平台。Wade表示：“我们正在与格芯合作开展多项工作，希望将试产阶段的基于45nm RF SOI上的工作成果结合格芯通过收购IBM研发部获得的一些技术和工艺，从而打造高度可靠、可生产的工艺以在45CLO平台中构建我们的解决方案。”

格芯副总裁Anthony Yu透露，公司的45CLO单芯片技术将在纽约州马耳他的8号晶圆厂生产，并计划于2021年下半年完成生产工艺认证。

Ayar Labs首席执行官Charlie Wuischpard于2018年11月加入Ayar Labs，此前曾就职于英特尔数据中心部门，担任副总裁兼总经理一职。他表示，45CLO工艺的一大优化在于锗模块，“它有助于提高性能，并能让我们构建真正高性能的光检测器。我们认为最终将实现一流的光电性能。”

Wuischpard称，集成的光学互连技术能够在新系统架构中实现出色的功能。“我们仍处于在CPU封装内部构建光学I/O的早期阶段。我们需要考虑百万兆级以上的机器，并非现在的超级计算机，而是未来的超级计算机和人工智能系统。”

从A到B

Moor Insights & Strategy咨询公司的创始人、总裁兼首席分析师Patrick Moorhead解释道：“要让人工智能和机器学习能够发挥作用，唯一的方法就是收集更多数据，然后将数据从A传输到B，并且整个过程必须非常快速。而在许多情况下，数据传输必须时延非常小。”

云游戏、机器人、外科手术机器人、CV2X车与车和车与网络的链接、智能制造、蜂窝网络和其他应用需要数据中心处理海量数据，同时要将功耗保持在控制水平内。“人们正在边缘侧产生大量数据。无论是受移动、物联网还是5G的推动，都将有海量数据节点，其中许多数据都将返回数据中心。”他补充道，“正是因为有了机器学习和人工智能，我们才能利用所有这些数据做有用的事情。”

芯片行业已经意识到摩尔定律正逐渐失效，因此正转向异构计算，并使用独创性的封装和芯片堆叠形式。事实会证明，硅光作为一种芯片互连方法，将会成为深受欢迎的选择。例如，相较于限制设计灵活性的硅通孔(TSV)，与高带宽内存或加速器建立光子链路将会更受青睐。

Moorhead表示：“硅光是实现芯片间通信的全新方式，它使用的光学链路性能相当于PCI Express卡或3D封装。如果产量适当，从长远来看，使用硅光实现片外加速将会降低成本。”

阅读Pat在《福布斯》上发表的近期文章，了解格芯如何悄然成为硅光领域的生力军。

包含TeraPhy小芯片的模块能以更快的速度和更低的功耗进行光学连接。（资料来源：Ayar Labs） 

光学技术缓解带宽压力

The Linley Group首席分析师Bob Wheeler称，Ayar Labs的TeraPhy小芯片有10个光学端口，利用波分复用(WDM)增加单一光纤上的光学信号数量。

“这样就能在芯片表面的线性边缘封装大量带宽。总而言之，能够从[芯片]获得多少带宽将成为限制性因素，尤其是对于尝试传输数十太比特数据的以太网交换机而言。”

Wheeler说道：“他们取得的成果在集成程度和WDM方面是非常独特的。他们如何实现，如何将小芯片的体积缩小到如此程度，得益于Ayar Labs针对调制器和检测器研发的专有技术，相较于传统的马赫-曾德尔调制器，它们相当紧凑。”

任何重大技术转型均非一朝一夕之功，Wheeler表示，应先从下一代以太网芯片入手运用光学I/O，继而再推进到高端处理器和ASIC。“当电子I/O逐渐失去发展潜力之时，光学I/O将成为唯一一种缓解部分带宽压力的技术。”

格芯副总裁Yu评论道，未来几年，硅光以及它所支持的芯片到芯片光学连接将继续推动平台创新和新型解决方案的开发。格芯具备精良的制造工艺和丰富的硅光专业知识，并且旗下45CLO单芯片工艺正处于良好的发展势头，公司有信心成为这一领域的行业领先企业。

Yu表示：“十几年来，人们一直在谈论推出硅光的话题。硅光价值何在，格芯有何优势，全赖于大规模制造才能得以体现。我们有能力使用300mm制造工艺，通过非常严格的工艺控制，将光学和硅功能融合到VLSI解决方案中。我们助力客户扩展解决方案，实现快速发展。”

单击此处进一步了解格芯如何在计算和有线基础设施中利用光的能量。

今日，上海市外商投资协会黄峰一行赴格芯上海走访考察，与企业负责人就复工维产、疫情防控及在中国市场的发展方向等问题进行深入讨论，听取企业意见和建议。

黄峰会长一行受到格芯中国区高级销售总监韩志勇及另外几位部门负责人的热情接待。格芯中国区总裁及亚洲业务发展高级副总裁Americo Lemos与其他几位同事也在线加入，积极同黄会长就疫情之下的企业运营状况和在中国的发展问题交换意见。

Americo Lemos介绍了格芯在抗击疫情方面所作出的迅速反应和采取的有力措施。在此次危机处理中，格芯全球坚定地遵循两大指导原则：保护全球团队及其家庭和社区的安全和健康；坚定履行对客户的承诺，以客户利益作为行动准则。在疫情期间，格芯采取了及时而周密的措施进行员工健康管理以及供应链风险和应急管理。因而，格芯位于三个不同大洲（北美、欧洲与亚洲）的晶圆厂迄今全部正常运营，最大限度地保证了半导体产业链的不间断供应，保障了中国客户的晶圆供给。到目前为止，格芯的全球业务暂时没有受到冲击。他表示，艰难时期，格芯愿意与中国同行更加密切合作，尽最大能力保障供应链安全。同时，格芯愿意分享全球工厂安全生产经验，与中国半导体行业一同共渡难关。在市场策略方面，格芯对中国市场充满信心，会继续深耕中国市场，做中国半导体行业长期的、可信赖的合作伙伴；同时也计划将自己的特色生产工艺赋能中国合作伙伴做本地化生产，提升中国的半导体生产能力，实现合作共赢。

黄峰会长对格芯在疫情期间实施的战略给予了高度肯定，他向格芯介绍了协会在疫情期间为会员企业复工复产所做的工作，并阐释了协会为会员提供的特色服务内容。黄会长还就企业当下遇到的困难及诉求进行了问询，且承诺协会会与企业一同群力群策，解决实际问题。

最后，黄会长诚挚表示协会愿为会员企业提供力所能及的服务和帮助，格芯方面对协会对企业发展给予的支持表示衷心感谢，格芯对于在中国市场的长期发展充满信心。