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格芯CEO:人工智慧為晶圓製造帶來新的“黃金十年”
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“這是一個最好的創新時代,人工智慧的發展將為晶圓廠帶來發展的黃金時代”,格芯(GLOBALFOUNDRIES)CEO桑傑·賈(Sanjay Jha)日前在MWC 2017上海“產業創新,勢在人為”的主題演講中如是說。

最好的創新時代
Sanjay Jha曾先後擔任美國高通公司執行副總裁兼首席運營官,美國摩托羅拉移動公司首席執行官,此番他作為格芯首席執行官在接受本刊專訪時表示,過去的一年是最具轉型意義的一年,智慧手機已成為了人工智慧的延伸,通過自身的記憶體、“大腦”和分析使人們的平均IQ得到了提高。而透過社交媒體互聯,全球人口從過去的5.3度分割演變為3.5度分割。這意味著,對20億Facebook活躍用戶而言,每隔3.5人就有我們認識的人,這對相關資料的收集、存儲、傳輸、處理、分析等提出了極高的要求,資料中心及資料中心的分析將成為未來發展的核心關鍵,半導體行業也將因此迎來新的“黃金十年”。
 
智慧的前提是互聯互通,“各掃門前雪”並不是真正的智慧,就像智慧型機器人、無人駕駛、無人機都是聯網的,它們必須要確保能夠進行即時的洞察,從而通過“自己”做決定,而不是指望通過後臺的人去幫他們做決定。因此,人工智慧方面的知識,絕不僅僅是傳統的架構,而是向上一個階層進行延伸,是一個更高階層的即時洞察的基礎架構。這樣一來,才能達到真正的智慧。

Sanjay認為以下三個技術趨勢非常值得關注:
客戶越來越專注于智慧產品的開發,不僅如此,還迫切需要對設備產生的資料進行即時分析。因為智慧設備越來越多,它們所產生的資料量也越來越大。一個攝像頭在以60幀/秒的速率傳輸SDR/UHD格式的照片時,它所佔用的頻寬和速率就非常高。所以,資料中心的發展就意味著雲服務的過時。

人工智慧及相關技術的發展會非常迅速。以目前的自動駕駛汽車為例,一輛車裡至少需要25個雷達和十幾套監測設備,大量資料需要即時分析。而現在的資料中心即時接收的資料量是25澤位元組(Zetta Byte),相當於2500億張DVD資料的容量,供需雙方都非常急切地需要全新的人工智慧處理技術去進行圖形處理、深度學習和神經網路分析,提出全新的設計架構已經成為必然的趨勢。

半導體行業的發展速度正在慢慢放緩。根據摩爾定律,在每18個月內,半導體生產的成本會下降30%-40%,集成度會增加1倍,但目前的實際狀況跟這個定律是相反的。GLOBALFOUNDRIES目前的應對之策是將當前已經量產的14納米晶片,以及將於2018年量產的7nm晶片用於伺服器;將22FDX和12FDX晶片用於5G網路、物聯網、影像處理、汽車電子和智慧終端機客戶,尤其是那些依靠電池驅動的射頻器件。

2017年2月,格芯正式啟動建設12英寸晶圓成都製造基地,一期建設主流CMOS工藝12英寸晶圓生產線,預計2018年底投產;二期建設最新的22FDX 22nm FD-SOI工藝12英寸晶圓生產線,預計2019年第四季度投產。此外,成都市和還將共同推動實施“成都積體電路生態圈行動計畫”,在多個領域開展深度合作,從而在整體上形成逾100億美元的投資規模。

6月,格芯又宣佈推出其具有7納米領先性能的(7LP)FinFET半導體技術,與先前基於14納米FinFET技術的產品相比,預計面積將縮小一半,同時處理性能提升超過40%,目標應用鎖定高端移動處理器、雲伺服器和網路基礎設施。為了加快7LP的量產進程,格芯將在今年下半年首次購進兩個超紫外光(EUV)光刻工具,當具備批量生產條件時,將遷移至EUV光刻技術。

“我們的核心策略就是智慧互聯(Enbling Connected Intelligence, ECI)”Sanjay說如今的中國在AI領域進行了大量的投入與投資,已經從過去的世界製造工廠轉變成為AI創新的彙聚地。對晶圓代工廠而言,他相信其技術服務將助力中國邁向人工智慧大國並成為現實。

中國需不需要Fab工廠遍地開花?
根據國際半導體產業協會的消息,2017年,中國將會建成的晶片工廠數量為14家,到2018年,中國半導體行業設備投資將超過100億美元,成為全球第二大生產設備投資國。那麼,中國市場到底需不需要如此多的Fab?

在回答該問題時,Sanjay說自己相信是市場的實際需求推動了晶圓工廠的修建。“在中國,很多晶圓廠的製造工藝還是停留在28納米或以上的節點上,做22/14/16納米的幾乎沒有。是不是投資過熱?我很難回答,但直覺告訴我,我們正處在滿足市場需求的探索過程中。”

在他看來,手機市場已經趨於飽和,很可能在今後的幾年內產生供大於求的問題;但5G、物聯網、自動駕駛汽車、圖形資訊處理、人工智慧的發展卻是方興未艾。“在這四五個不同的細分行業當中,只要有兩三個揀起來的話,我們就沒有問題了。如果揀不起來的話,我可能會有一點點的小擔心。”

對FD-SOI的前景樂觀,但不盲目
格芯12英寸晶圓成都製造基地第一期與第二期的投資比為1:9,22FDX 22nm FD-SOI工藝是重中之重,這既凸顯了格芯對該技術前景的樂觀,也形成了與其它晶圓廠的差異化競爭。Sanjay強調稱,在22FDX的生產工藝中,它的掩膜工藝成本和複雜度要比14nm FinFET低不少,RF器件所需的基體偏壓(Body Bias)又很難用FinFET工藝來做。因此,考慮到可以在功耗、性能和成本方面提供即時的權衡,FD-SOI將是打造“具備連接能力的新型嵌入式系統所需的理想技術”,物聯網(IoT)、5G和先進駕駛輔助系統ADAS是最為適於導入FD-SOI技術的市場領域。

當然,格芯也同時擁有FinFET工藝。Sanjay說公司未來的策略將是兩者都會持續投資,但重心會更多放在FD-SOI上。“設計人員在設計具有最高處理性能的晶片時,通常喜歡採用像FinFET這樣先進的CMOS技術。但隨著智慧手機的需求趨緩,物聯網成為中國的另一大關注重點時,對於連接能力、射頻、類比性能以及超低功耗晶片的需求就變得越來越重要,這就是FD-SOI得以發揮之處。”

從一開始就嘗試建立一個涵蓋所有重要參與者的完整生態系統,對FD-SOI技術來說極為關鍵。資料顯示,目前已經決定加入成都FD-SOI生態系統的公司包括Cadence、Synopsys、聯發科、RockChip、VeriSilicon、Invecas以及上海復旦微電子集團等公司。而從自2015年起,FD-SOI的從業人員與技術支持者們就會通過上海FD-SOI論壇,持續向所在地的晶片公司、SoC設計人員、政府官員與私人投資基金喊話。

Sanjay也借採訪的機會向中國企業大力推薦FD-SOI技術,認為這是今後真正符合中國市場需求的技術,擁有巨大的市場潛能。因此值得花時間、花精力去從頭來過,因為只有這樣,中國的企業才能在此基礎上實現進一步的創新。
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