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12FDX: Globalfoundries setzt erneut auf einen SOI-Prozess

In Dresden entwickelt Globalfoundries das nächste Fertigungsverfahren für IoT- und Wearable-Chips: 12FDX nutzt eine Sperrschicht für niedrige Leckströme und geringe Leistungsaufnahme. Der Prozess soll daher eine Alternative zu teureren FinFET-Verfahren sein.

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Schematische Darstellung eines Transistors mit FD-SOI
Schematische Darstellung eines Transistors mit FD-SOI (Bild: Globalfoundries)

Globalfoundries hat einen als 12FDX bezeichneten Fertigungsprozess angekündigt, der in Dresden entwickelt und eingesetzt werden soll. 12FDX ist der Nachfolger von 22DFX, dabei handelt es sich laut Globalfoundries um ein 12-nm-FD-SOI-Verfahren. Das steht für Fully Depleted Silicon-on-Insulator, denn die isolierende Sperrschicht aus Siliziumoxid ist die Besonderheit des Prozesses. Die grundlegende Technik ist von ST Microelectronics lizenziert und die Wafer werden wie gehabt von Soitec aus Frankreich bezogen.

So gut wie 10FF bei Kosten von 16FF

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12FDX ist Globalfoundries zufolge ein Full-Node, da er die Taktbarkeit eines 10-nm-FinFET-Bulk-Prozesses erzielt. Die Kosten würden jedoch auf dem Niveau eines 16-nm-FinFET-Verfahrens liegen, was für den angepeilten Einsatzzweck wichtig ist: Durch die Sperrschicht soll 12FDX rund +15 Prozent mehr Geschwindigkeit bei halber Leistungsaufnahme verglichen mit heutigen FinFET-Prozessen erreichen. Unklar ist, ob sich Globalfoundries hier auf die 14LPP-Technik bezieht, die etwa für Summit Ridge verwendet wird.

Gedacht ist der 12FDX wie der 22FDX für Chips, die unter anderem für Geräte des Internets der Dinge (IoT) oder für Wearables produziert werden. Ganz allgemein spricht Globalfoundries' CEO Sanjay Jha von der nächsten Generation an vernetzten, intelligenten Systemen. Beide FDX-Verfahren werden in der Fab 1 in Dresden eingesetzt, die Roadmap des dortigen Halbleiterwerks zeigt damit in andere Richtung als die der beiden Fabriken in New York, USA.

Bulk in New York, SOI in Dresden

In der Fab 8 in Malta wird das von Samsung lizenzierte 14LPP-Bulk-Verfahren eingesetzt, im nächsten Schritt sind eigene 7-nm-FinFET-Prozesse angesetzt. In der Fab 10 in East Fishkill produziert Globalfoundries mit 14HP, einer von IBM übernommenen Technik, die für die Power9-Chips verwendet wird. Ähnlich wie 22FDX und 12FDX handelt es sich auch bei 14HP (14 nm FinFET High Performance) um ein Verfahren mit Silicon-on-Insulator.

Derzeit arbeitet Globalfoundries daran, die Fab 1 in Dresden für 12FDX vorzubereiten, initiale Tape-outs von Kunden erwartet der Auftragsfertiger für das erste Halbjahr 2019. Neu sind SOI-Verfahren für Globalfoundries übrigens nicht: Alle Bulldozer-CPUs (Zambezi, Vishera und Centurion) nutzen 32-nm-SOI und jegliche Athlon 64 auf Basis der Hammer-Architektur (K8), egal ob FX oder X2, entstanden in einem 130-, 90- oder 65-nm-SOI-Verfahren.

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