22FDX: Globalfoundries stellt Fertigung für Wearable-Chips vor

Globalfoundries hat das 22FDX-Fertigungsverfahren für Prozessoren angekündigt und zugleich bekannt gegeben, 250 Millionen US-Dollar in die Dresdener Produktionsstätte Fab 1 im Bundesland Sachsen zu investieren. Der 22FDX-Prozess basiert auf der Idee des Fully Depleted Silicon-on-Insulator (FD-SOI). Die Technik hatte Globalfoundries von ST Microelectronics lizenziert und bezieht die Wafer von Soitec. FD-SOI stellt, vereinfacht ausgedrückt, eine Alternative zu sogenannten FinFETs, dreidimensionalen statt planaren Transistoren, dar.

Der Auftragsfertiger Globalfoundries bot bisher zwar mehrere 28-nm-Verfahren und den von Samsung übernommenen 14-nm-FinFET-Prozess an, hatte aber keine Technik dazwischen im Angebot. Die einst geplante 20-nm-LPM-Fertigung (Low Power Mobile) wurde wie 14XM, Globalfoundries' eigenes FinFET-Verfahren, gestrichen. Die Investition in Höhe von einer Viertelmilliarde US-Dollar dürfte der Neuentwicklung von 22FDX geschuldet sein, was die Metal-Layer-Interconnects von 28-nm-FD-SOI und die Transistor-Technik von 14-nm-FD-SOI nutzt (PDF).

Bei Chips mit Fully Depleted SOI wird wie bei Partially Depleted SOI und anders als bei einem sogenannten Bulk-Prozess eine Siliziumoxidschicht hinzugefügt, diese Sperrschicht isoliert den Transistor besser. Durch diesen Trick verringern sich die Leckströme zwischen Source und Drain, die Leistungsaufnahme des Chips sinkt. Zusätzlich kommt undotiertes Silizium für die besonders dünne Schicht zum Einsatz, aus der später die Transistoren belichtet werden.

Sparsamer als 28nm und günstiger als 14nmFF

Grundlegend spricht Globalfoundries von einem um bis zu 90 Prozent geringeren Energiebedarf von 22FDX verglichen mit dem 28-nm-Bulk-Prozss. Die Die-Fläche soll sich um ein Fünftel verringern und die Kosten würden 20 Prozent unter denen liegen, die für Chips aufgewendet werden müssten, die im 14-nm-FinFET-Verfahren gefertigt werden. Im Detail verbergen sich vier Prozesse mit abweichenden Charakteristiken hinter dem 22FDX-Verfahren.

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Details zu 22FDX (Bild: Globalfoundries)

Neben Ulta-Low-Power bietet Globalfoundries eine Version namens Ulta-Low-Leakage an, hinzu kommenden die Varianten Ulta-High-Performance und RF & Analog. Folgerichtig sollen sich die Prozesse für Systems-on-a-Chip für Geräte des Internets der Dinge oder Wearables und LTE-Transmitter eignen.

Die Vorserienfertigung (Risk Production) des 22FDX-Verfahrens soll im zweiten Halbjahr 2016 starten. Zu den Kunden zählen ARM, Freescale, Dream Chip Technologies, ST Microelectronics und Veri-Silicon .