GlobalFoundries：芯片制造技术即将到达瓶颈

然而，光刻并不是不断缩小的制程工艺技术面临的唯一难题。另外还有一个事实，那就是芯片元素变得越来越小，目前晶体管栅氧化层泄漏也变成一个芯片性能的一个致命问题。

这里有一个解决方案，那就是在做晶体管栅氧化层的使用非传统多晶硅的材料。Intel在这方面保持着领先位地，它在2008年11月向其45nm Penryn产品线中引入了高-K金属栅极技术。

但是得到高-K金属栅极芯片的低漏电优点并不只有一种方法。Bartlett表示，GlobalFoundries所使用的高-K金属栅极与Intel使用的、台积电即将引入的技术是有明显区别的。

究其根源，区别在于GlobalFoundries采用的“Gate First”制程工艺，而Intel和台积电使用的是“Gate Last”。

关于这两种方法哪一种更好的讨论一直没有终止，但实际上这个争论已经归结到Gate First要更适合于传统的多晶硅栅极，也就是更有利于现有的芯片设计，可以说具有更高可靠性。

Gate Last的支持者认为，这种方法更复杂，但因为它不会让栅极材料暴露在高温之下，因此设计者有更多的材料选择，从而可以更好地进行优化。Intel也声称，Gate Last技术有助于硅芯片的增强。

另一方面，Bartlett则大赞Gate First HKMG技术的好处。他认为，一个主要的优点就是Gate First技术不仅可以为芯片提供可媲美Gate Last芯片的性能，而且其模片的面积更小。当然，模片越小，每个晶圆的芯片产量就越高，因此每个芯片的成本就更低。

更重要的是，Gate First设计并不要求大规模的重设计项目，因此制程工艺与现有多晶硅栅极芯片是类似的。

Bartlett表示：“Gate First技术可实现一个更灵活更传统的设计类型，不需要在我们的用户基础上强制采用新材料和新设计类型。而引入高-K金属栅极可能存在技术风险，尝试让用户完全该表设计产品并不是正确的做法。”

Bartlett向参会者表示：“对于高-K栅极来说，实施Gate First的关键点在于保持相同的灵活性。”

据Bartlete称，节省的费用不是一笔小数目。“那么它将如何在市场中呈现呢？答案就是，它将会在你的财务报表中体现出来。”他说，部署Gate Last技术可以在一个为期4年的产品周期中节约5亿美元，GlobalFoundies的Gate First技术可以为用户节约7500万美元，用更少的晶圆就可以生产出相同数量的芯片。

当然Intel也是GlobalFoundies的用户，因此第三方Gate First工厂用户所能获得的成本节约并不是主要的动力。节约成本固然是好事，但是Intel已经制订了利用其Gate Last技术调节和优化芯片制造的计划，而不是为了取悦用户。

然而，半导体制造商台积电是GlobalFoundries的一个直接竞争对手。Bartlett显得很自信：“我们的28纳米解决方案提供了优于目前市场中Gate Last的特点。首先是其面积减少10%～20%，因此成本相应降低，解决性能和能耗问题。”

GlobalFoundries的28纳米、Gate First技术即将问世。Bartlett表示：“28纳米的第一版将从今年第四季度开始进行试生产，我们预测这将成为一项行业领先的技术——不仅从性能和模片面积的改善来看，还有JDA生态系统全球产量的帮助。”

Bartlett还提到了28nm之后的下一个步骤：“我们的20nm正在研发过程中。这是一个全节点的微缩，我们已经开始在Fab 1晶圆工厂开始制造测试芯片，我们正在与早期采用进行深入合作，并提供设计工具包。”

GlobalFoundries的策略是否可以从台积电或者其他半导体制造商那里抢来业务仍然有待观察。但是如果制程可靠性和如期生产可以实现Barlett的财务预测，那么这家公司将迎接一个光明的未来。