
2018年,格芯(GlobalFoundries)宣布放弃先进制程节点开发,并取消与IBM合作的7纳米FinFET工艺项目。八年后,格芯正式回归,推出基于平面晶体管技术和全耗尽型绝缘体上硅(FD-SOI)的新一代7纳米级制造流程。该技术主要面向汽车、边缘人工智能、工业、机器人及传感器等领域,旨在满足这些场景对低功耗、高集成度和成本效益的优先需求,而非追求极致性能。
CEA-Leti指出,格芯发布的下一代“单数位FD-SOI”节点建立在该机构数十年的技术研发基础之上。通过FAMES试点生产线,CEA-Leti将继续塑造欧洲FD-SOI的未来路线图,推动其在广泛应用中的落地。
FDX Fusion:集成度优于极致性能
格芯新推出的制造工艺名为“FDX Fusion”。官方声称,该工艺可提供相当于7纳米级的“数字性能”,其晶体管密度是2015年推出的初代22FDX工艺的两倍以上。为实现这一目标,第一代FDX Fusion将在SOI衬底、晶体管结构及后端互连方面引入创新。不过,格芯并未披露具体的晶体管尺寸、接触栅极间距、最小金属间距或实际晶体管密度数据。
根据规划,格芯将于2028年在德国德累斯顿工厂启动基于FDX Fusion的芯片生产。这标志着在多年深耕22纳米级平台后,格芯重新涉足更先进的FD-SOI工艺开发。
除数字性能提升外,FDX Fusion还支持频率特性高达0.5太赫兹的射频晶体管、模拟和混合信号电路、嵌入式非易失性存储器以及存内计算能力。这种高度集成的特性使得单颗芯片即可处理传感器信息、执行AI推理、控制外部设备并进行无线通信,无需依赖大量独立集成电路。为此,格芯还将提供基于MIPS、ARC和RISC-V架构的处理器IP,以加速产品开发。
FDX Fusion的核心卖点并非单纯的7纳米级数字性能,而是其“融合”能力——即在单一芯片上整合数字逻辑、射频、模拟、混合信号、嵌入式存储及存内计算功能。这种系统级芯片(SoC)方案有望替代原本需由多个不同工艺节点芯片组成的复杂系统,从而降低流片成本和功耗。
时间表方面,格芯计划于2027年初向客户交付首批演示硅片,并于2027年中推出首批工艺设计套件(PDK)。目前,格芯正与多位客户合作,但未透露具体产品或承诺产量。宝马、博世、英飞凌、恩智浦、西门子和特斯拉均对该技术表示兴趣,其中仅英飞凌明确确认将在未来7纳米级技术的雷达和无线通信领域展开合作。
战略意义与市场挑战
FDX Fusion的发布对格芯的FD-SOI路线图具有里程碑意义。此前,格芯于2015年推出22FDX,2016年宣布继任者12FDX,后者曾承诺性能比肩10纳米FinFET。然而,原定于2019年的12FDX客户流片未能转化为商业产品,格芯转而专注于增强22FDX并推出22FDX+。尽管12FDX曾出现在2022年的投资者路线图中,但FDX Fusion的出现似乎意味着格芯最初将FD-SOI扩展至22纳米以上的雄心得以以另一种形式实现。
从行业视角看,FDX Fusion为需要强大数字逻辑结合射频、模拟及嵌入式内存的应用,提供了替代先进FinFET甚至环绕栅极(GAA)工艺的方案。这种集成有助于降低系统复杂性和功耗,尤其契合对能效和实时响应要求极高的边缘AI设备。更重要的是,该技术有望让欧洲半导体开发商获得更先进的本地制造工艺,减少 against 亚洲或美国先进代工企业的依赖。
然而,商业成功仍面临诸多不确定性。首先,缺乏领先电子设计自动化(EDA)和IP开发商的公开支持评论,生态系统建设仍是最大难点。其次,格芯所称的“7纳米级数字性能”定义模糊,未明确是指开关速度、标准单元性能还是工作频率,且未公布具体的逻辑密度数据。因此,FDX Fusion在密度、性能、功耗及成本上如何与拥有成熟生态、良率和供应优势的7纳米FinFET技术竞争,尚待观察。
此外,FDX Fusion计划于2028年推出,距离原本预期的12FDX首次流片已过去约九年,这反映出在22纳米之后开发FD-SOI面临显著的技术或财务挑战。尽管汽车和工业领域的支持者阵容强大,但要吸引更广泛的无晶圆厂开发商,格芯仍需构建包含成熟EDA工具、标准单元库、内存编译器及接口IP在内的完整生态系统。目前,这些关键要素在官方信息中仍未得到充分印证。