八年前，格羅方德（GlobalFoundries）宣佈停止7nm FinFET工藝的研發。八年後，這家晶圓代工廠正在嘗試以另一條技術路線，重新進入先進邏輯工藝的競爭。

在接受Tom's Hardware採訪時，格羅方德FD-SOI業務部門副總裁Sudipto Bose詳細介紹了公司的新一代FDX Fusion工藝。這項技術以FD-SOI（全耗盡型絕緣體上矽）為基礎，採用先進平面電晶體，不使用EUV光刻，目標是實現7nm等級的功耗和性能，同時達到8nm等級的邏輯密度。

這不是一款傳統意義上的7nm工藝。按照格羅方德公佈的資料，FDX Fusion的邏輯密度為每平方毫米1400萬個邏輯閘，約相當於5600萬顆電晶體/mm²（按照雙輸入NAND門、每個邏輯閘對應4顆電晶體計算）。

格羅方德之所以將其定位為7nm等級，主要依據並不是電晶體密度，而是晶片最終能夠實現的功耗和性能。

這也反映出格羅方德對FDX Fusion的定位：不與傳統先進FinFET工藝正面比拚電晶體密度，而是通過FD-SOI結構、材料和工藝創新，在不使用EUV的情況下，提供具有競爭力的性能，並儘可能降低晶片設計和製造成本。

格羅方德並不是現在才開始投入FD-SOI技術。

Sudipto Bose表示，公司在這一領域已經持續投資接近八年。目前，格羅方德的22FDX及22FDX+平台已經獲得了相當數量的客戶，超過90家客戶的產品正在進入生產爬坡階段。

這也是格羅方德繼續開發FDX Fusion的重要原因。

FD-SOI與傳統FinFET最大的區別在於電晶體結構。它採用超薄矽層和埋氧層（BOX），通過控制溝道矽層的厚度實現完全耗盡。相比傳統體矽工藝，這種結構具有低功耗和良好的背柵控制能力。

其中，自適應體偏置（Adaptive Body Bias，ABB）是FD-SOI的重要技術優勢。通過調整施加在電晶體體區上的電壓，可以改變電晶體的閾值電壓：正向體偏置能夠降低閾值電壓、提升性能，反向體偏置則可以提高閾值電壓、降低漏電功耗。

這種能力讓晶片能夠根據不同工作負載，在性能和功耗之間進行動態調整。

格羅方德認為，FD-SOI的潛力並沒有因為22nm這一工藝節點而結束。FDX Fusion正是希望在保留原有技術優勢的基礎上，進一步提升數字邏輯密度、射頻性能和記憶體整合能力。

Sudipto Bose甚至舉了一個例子：目前的22FDX在一些應用中，雖然邏輯閘密度並沒有達到16nm工藝的水平，但在CPU頻率和每瓦性能等系統指標上，已經能夠達到16nm等級，部分情況下甚至可以達到12nm等級。

這也是格羅方德理解工藝節點競爭的方式：電晶體密度固然重要，但最終晶片能否滿足系統對性能、功耗和面積的要求，同樣重要。

那麼，FDX Fusion究竟如何在傳統FD-SOI結構上進一步提升性能？

Sudipto Bose透露，格羅方德正在與Soitec和CEA-Leti合作，在FAMES項目下開發用於FDX Fusion的應變矽襯底。

由於FD-SOI依賴Soitec供應的特殊絕緣體上矽晶圓，三方正在研究如何在這些襯底中引入應變，改善電荷載流子的遷移率，進而提升電晶體性能。

目前，這一方案已經在實驗室證明了可行性，合作夥伴正在進一步完善製造工藝，為大規模生產做準備。

除了襯底材料，格羅方德還在對PFET和NFET進行多項性能最佳化。

Sudipto Bose透露，FDX Fusion的研發投入大致分為兩個部分：約50%用於電晶體本身，另外50%用於接觸柵極間距（CPP）和金屬層間距的最佳化。

後兩者直接關係到電晶體及互連結構的密度。格羅方德正在通過更先進的圖形化技術、光刻工藝以及柵極氧化層工程，進一步縮小相關尺寸。

在光刻路線方面，FDX Fusion仍然採用DUV，而不是EUV。為了達到目標柵極和金屬間距，關鍵層預計需要使用多重圖形化技術。

格羅方德尚未公佈具體的CPP和金屬間距資料，Sudipto Bose表示，其中涉及一定的技術IP，公司希望先完成首批矽片驗證，再逐步向客戶公佈。

這也說明，FDX Fusion並不是簡單地將現有22FDX工藝縮小，而是需要在電晶體、襯底、光刻和互連等多個環節進行系統性升級。

FDX Fusion最值得關注的地方，是它在邏輯密度與性能之間採取了不同的定義方式。

格羅方德公佈的目標是每平方毫米1400萬個邏輯閘，按照雙輸入NAND門的換算方式，相當於約5600萬顆電晶體/mm²，這一水平接近三星8nm級工藝。

那麼，為什麼格羅方德不直接將其稱為8nm，而是定位為7nm級？

Sudipto Bose解釋，邏輯閘密度主要決定晶片的物理尺寸，但並不能完整反映晶片的實際性能。FDX Fusion除了提升邏輯密度，還保留了FD-SOI的自適應體偏置能力，並對標準單元和金屬互連進行了最佳化。

格羅方德希望最終晶片在TOPS/W等指標上，達到甚至超過傳統7nm工藝的表現。

在功耗和性能方面，公司還給出了相對明確的目標：以現有一代FDX平台為基準，FDX Fusion希望實現30%的性能提升和40%的功耗降低。如果採用標準核心進行比較，至少希望實現20%的改善。

當然，這些都是格羅方德目前的研發目標，最終表現仍取決於具體應用和晶片設計。

從這個角度看，FDX Fusion的7nm級定位，並不是在宣稱自己擁有與傳統7nm FinFET相同的電晶體密度，而是希望通過不同的技術組合，獲得相近的綜合性能。

從應用方向來看，格羅方德並沒有將FDX Fusion定位為通用CPU或大型AI計算晶片的製造平台，而是希望繼續強化自己在連接、射頻和低功耗晶片領域的優勢。

首先是連接晶片，包括Wi-Fi、藍牙、蜂窩通訊以及衛星通訊等應用。這些領域一直是格羅方德FD-SOI的重要市場，而FDX Fusion希望通過進一步改善射頻性能，滿足更高的資料傳輸需求。

Sudipto Bose特別提到了500GHz的fT/fmax指標，即電晶體的截止頻率和最大振盪頻率。這項能力對於高頻射頻電路十分重要，也使FDX Fusion能夠面向更高性能的連接應用。

汽車雷達也是重點市場之一。格羅方德目前在汽車領域擁有較多雷達業務，尤其是81GHz相關應用。隨著FDX Fusion性能提升，公司希望幫助客戶進一步擴展汽車雷達產品組合，同時也將汽車MCU納入目標市場。

Sudipto Bose用Sense、Think、Act和Connect四個環節來描述物理AI：感知、思考、行動和連接。

例如，人形機器人和汽車需要通過視覺系統感知周圍環境，再利用推理晶片理解環境並做出判斷；語音識別晶片則需要接收聲音、識別語義並完成相應推理。

這些應用並不一定需要大型資料中心等級的計算能力，但對功耗、即時響應和本地推理能力有較高要求。FDX Fusion希望為這些邊緣視覺處理、語音識別和推理晶片提供工藝支援。

在資料中心領域，格羅方德的重點同樣不是CPU，而是資料連接和訊號處理。

具體而言，資料中心內部需要通過矽光技術完成電訊號與光訊號之間的轉換。接收端將光訊號轉換為電訊號之後，還需要通過放大電路處理較弱的電訊號，再將其傳輸至計算晶片。

目前，格羅方德使用矽鍺工藝提供這類放大電路，未來FDX Fusion也將成為客戶可以選擇的另一種工藝方案。

Sudipto Bose特別提到了100Gbps至200Gbps每波長的應用，以及TIA（跨阻放大器）和時鐘恢復電路等設計。

這說明，格羅方德希望將FD-SOI的應用範圍從傳統低功耗晶片，進一步延伸至高速資料中心互聯。

如果說性能是FDX Fusion的技術目標，那麼成本則是格羅方德希望建立的另一項競爭優勢。

傳統6nm、7nm級先進工藝需要使用EUV光刻裝置，相關裝置投入和光罩成本都比較高。

FDX Fusion採用DUV光刻和先進平面電晶體，不需要EUV裝置，這讓格羅方德有機會提供成本更有競爭力的工藝平台。

Sudipto Bose表示，FDX Fusion的光罩成本有望明顯低於6nm級工藝，客戶也不必承擔相同水平的流片費用。

這對於邊緣AI、汽車電子等需要大量專用晶片的市場尤其重要。

與大型通用處理器不同，邊緣裝置往往需要針對不同應用設計專用晶片。一個晶片很難覆蓋所有應用，客戶可能需要為不同產品分別開發晶片。

如果每一次流片都需要承擔數百萬美元的光罩成本，那麼開發多個專用晶片的經濟壓力就會比較大。

格羅方德希望通過FDX Fusion降低這一門檻，讓客戶能夠根據不同應用進行多次流片，而不必承擔與傳統先進節點相同的設計成本。

不過，不使用EUV並不意味著FDX Fusion的製造難度較低。

Sudipto Bose坦言，這將是全球最先進的平面電晶體工藝之一，其製造複雜度明顯高於目前的22nm級FD-SOI生產線，也高於格羅方德的12nm FinFET工藝。

公司正在與裝置供應商合作，尋找能夠滿足工藝要求並實現穩定良率的裝置組合。

在裝置投資方面，FDX Fusion仍然需要引入新裝置，但格羅方德希望在前端電晶體製造環節儘可能復用現有裝置。

公司的目標是讓FDX Fusion的運行成本明顯低於傳統7nm或6nm級工藝。至於最終成本優勢有多大，還需要等晶圓廠完成內部工藝驗證後才能進一步確定。

從商業化進度來看，格羅方德已經給出了明確的時間規劃。

公司計畫在2027年年中提供首版FDX Fusion PDK（工藝設計套件），讓客戶和設計生態開始進行晶片設計。

2028年，格羅方德希望啟動初期客戶生產。Sudipto Bose特別強調，這裡指的是初期客戶生產，而不是大規模量產。

至於高良率和有意義的生產規模，公司給出的目標是2030年實現大規模量產。

目前，已經有客戶承諾基於這項技術開發晶片，但格羅方德仍需要先交付符合客戶規格的產品。

採訪中還提到了BMW、Bosch、NXP、Siemens和Tesla等企業。Sudipto Bose表示，這些產業鏈相關企業過去幾年一直在推動格羅方德開發類似技術，並提出了相應需求。現在公司需要證明自己能夠交付符合這些要求的技術平台。

在EDA和IP生態方面，格羅方德已經與主要EDA廠商展開討論，目前處於RFI/RFQ階段，相關溝通已經持續約六至九個月。

在最初兩年，公司將重點與試點客戶合作，開發標準單元、I/O和SRAM等基礎IP。至於PCIe Gen 4/5、LPDDR6和DisplayPort等複雜IP，則會根據首批客戶的具體應用需求逐步完善。

此外，格羅方德還計畫利用內部的MIPS和ARC處理器IP資源推進FDX Fusion生態建設。Sudipto Bose透露，MIPS將與公司合作，開發針對物理AI最佳化的平台，並結合現有處理器IP與FDX Fusion工藝進行適配。

他認為，擁有MIPS這樣的內部客戶，可以讓公司的開發周期加快5倍，因為MIPS能夠更早開發測試晶片，並向工藝團隊提供反饋。

FDX Fusion被格羅方德定義為第一代產品，但公司已經開始考慮下一代技術的可能方向。

Sudipto Bose透露，目前仍有一些技術處於創新實驗室階段，包括嵌入式非易失性記憶體器、EDA布線、Chip Folding以及2.5D整合等。這些技術未來可能成為下一代FDX Fusion的重要組成部分。

不過，下一代產品的具體發佈時間目前還沒有確定。格羅方德預計，到2028年上半年至年中，隨著首批矽片驗證以及客戶反饋逐步展開，公司才會對下一代技術路線有更清晰的判斷。

值得注意的是，FDX Fusion並不是簡單依賴CEA-Leti現有研究成果開發出來的工藝平台。

Sudipto Bose表示，目前FDX Fusion除了襯底工程部分由格羅方德與Soitec、CEA-Leti合作推進外，其餘部分主要來自格羅方德自身的技術積累，包括現有FDX平台、此前7nm項目以及12nm工藝研發過程中積累的技術。

從這次採訪透露的資訊來看，格羅方德並沒有打算重新回到傳統先進FinFET工藝的競爭方式，而是希望通過FD-SOI建立一套不同的競爭邏輯：以先進平面電晶體和特殊襯底實現更高的性能，以DUV工藝繞開EUV裝置投入，再通過較低的設計成本吸引邊緣AI、汽車電子和高速互聯領域的客戶。

這條路線能否成功，最終還要看2028年的首批客戶產品以及2030年的量產表現。但對於FD-SOI而言，FDX Fusion至少提供了一種新的發展方向：它不再只是22nm時代的低功耗特色工藝，也開始向更高性能的專用晶片市場延伸。(半導體行業觀察)

格羅方德11億歐元押注物理AI！FDX Fusion挑戰下一代晶片平台

全球半導體產業正在迎來新的技術競爭。

“物理AI晶片”競爭正在加速。

10月9日，全球晶圓代工巨頭格羅方德（GlobalFoundries，GF）宣佈，其位於德國德累斯頓的11億歐元SPRINT晶圓廠擴建項目正式封頂。

與此同時，格羅方德發佈下一代FD-SOI技術平台——FDX Fusion。

該平檯面向物理人工智慧（Physical AI）應用，計畫在德國德累斯頓工廠進行開發和生產。

格羅方德希望通過差異化工藝路線，在AI進入現實世界的過程中搶佔新的晶片市場。

一、11億歐元擴建，打造歐洲最大晶圓廠

根據SPRINT項目規劃，格羅方德將在德國德累斯頓投資11億歐元擴建300毫米晶圓製造能力。

預計到2028年底，擴建後的德累斯頓工廠300毫米晶圓年產能將超過100萬片。

屆時，德累斯頓將成為歐洲最大的晶圓代工基地。

目前，格羅方德德累斯頓工廠擁有約3000名員工，營運約6萬平方米潔淨室和實驗室。

該工廠當前300毫米晶圓年產能約95萬片。

自2009年以來，格羅方德已經在德累斯頓累計投資超過100億歐元。

格羅方德表示，新增產能將重點支援汽車、航空航天、工業物聯網以及國防等關鍵領域。

這些領域對於晶片供應穩定性、安全性以及長期可靠運行能力提出更高要求。

SPRINT項目由歐盟、德國聯邦政府以及薩克森州政府在《歐洲晶片法案》框架下提供支援。

格羅方德表示，此次擴建還將幫助公司為關鍵基礎設施和航空航天客戶提供僅限歐洲使用的工藝和資料流。

二、FDX Fusion發佈，格羅方德押注物理AI時代

在SPRINT項目封頂儀式上，格羅方德正式發佈下一代FD-SOI平台——FDX Fusion。

該平台專門面向快速發展的物理人工智慧（Physical AI）需求。

所謂物理AI，是指AI能力從雲端進入現實世界，讓機器人、汽車和工業裝置具備感知、判斷和行動能力。

格羅方德將這一類應用總結為STAC工作負載：

感知（Sense）、思考（Think）、行動（Act）、思考（Think）、溝通（Communicate）。

格羅方德認為，未來智能裝置需要的不只是計算能力，更需要低功耗、即時響應以及高可靠性的晶片平台。

FDX Fusion希望通過高度整合設計，將AI處理、感測、控制和連接能力融合在單一技術平台中。

三、7nm級性能，FDX Fusion升級FD-SOI路線

格羅方德表示，第一代FDX Fusion技術預計能夠提供7nm級數字性能。

相比第一代FDX技術，該平台晶片密度預計提升超過兩倍。

FDX Fusion融合了先進襯底工程、前端電晶體創新、後端互連以及系統整合能力。

同時，該平台支援模擬和混合訊號、高性能射頻、嵌入式非易失性記憶體、低漏電運行以及記憶體計算能力。

格羅方德表示，FDX Fusion最高可實現0.5 THz ft/fmax射頻性能。

該平台希望滿足邊緣AI裝置對於計算、通訊和控制融合的需求。

格羅方德CMOS業務高級副總裁Ed Kaste表示：

“隨著智能技術從雲端擴展到能夠即時處理資料並與物理環境無縫互動的系統和裝置，物理人工智慧正在催生一類全新的半導體需求。”

他表示：“FDX Fusion平台通過在襯底、電晶體和互連堆疊方面的創新，擴展了格羅方德的FD-SOI路線圖，打造了一個專為高效節能的物理人工智慧應用而設計的平台。”

四、邊緣AI崛起，FD-SOI迎來新機會

過去幾年，AI晶片競爭主要集中在資料中心。

輝達GPU、AMD AI加速器以及各種ASIC晶片成為產業焦點。

但隨著AI進入機器人、智能汽車和工業裝置，晶片需求正在發生變化。

這些應用並不只是追求最高算力，而更加關注功耗、延遲和長期穩定運行能力。

例如，智能汽車需要即時處理攝影機、雷達和感測器資料。

工業機器人需要快速完成環境感知和動作控制。

智能終端需要在有限能源條件下持續運行。

這推動低功耗、高可靠晶片成為新的市場方向。

FD-SOI技術長期應用於汽車電子、射頻通訊、工業控制等領域。

格羅方德希望通過FDX Fusion進一步擴大這一技術優勢。

邊緣推理。機器人。工業自動化。自主系統。感測器融合架構。智能互聯裝置。

五、英飛凌、博世、恩智浦加入生態

隨著FDX Fusion路線公佈，多家產業巨頭表達支援。

英飛凌外部晶圓製造執行副總裁帕特里克·普雷斯表示：

“英飛凌和格羅方德正在加強合作，共同定義和探索用於下一代雷達和無線通訊產品的未來7奈米級FDX Fusion技術。”

博世認為，未來機器人和自動化系統需要結合感測、控制、連接以及邊緣智能能力。

博世移動電子積體電路業務部高級副總裁Axel Kaschner表示：

“GF的FDX路線圖是朝著提供半導體平台邁出的重要一步，這些平台將感測、控制、連接和高效的邊緣智能結合起來，為下一代機器人和自動化提供支援。”

CEA-Leti首席執行長Sébastien Dauvé表示：

“通過FAMES試點生產線，CEA-Leti持續塑造歐洲FD-SOI的未來發展路線圖，並致力於推動其在各種應用中的廣泛應用。”

恩智浦執行副總裁兼首席技術官Lars Reger表示：

“物理人工智慧正在重新定義機器在現實世界中的能力，對邊緣端的安全、可靠和低延遲處理提出了新的要求。”

西門子數位化工業總裁Cedrik Neike表示：

“晶片對於機器人和互聯等應用，以及將人工智慧引入物理世界和工業領域都至關重要。”

六、2028年量產，格羅方德押注AI新賽道

按照規劃，格羅方德計畫於2028年在德國德累斯頓工廠開始生產FDX Fusion晶片。

演示晶片預計將在2027年初交付早期客戶評估。

初始工藝設計套件（PDK）計畫於2027年中期推出。

格羅方德表示，該平台將採用最佳化後的工藝流程和成本結構，以支援快速原型開發和更快產品上市。

目前，格羅方德正在與多家客戶開展FDX Fusion早期開發和評估工作。

寶馬認為，未來汽車需要整合人工智慧處理、感測、即時控制和安全連接的高能效半導體方案。

特斯拉供應鏈副總裁Karn Budhiraj表示：

“開發和製造用於邊緣處理的高性能計算裝置，是解鎖下一代先進機器人和自主系統的關鍵。”

他認為，格羅方德的技術路線體現了推動物理人工智慧規模化發展所需要的半導體投資方向。(芯榜)

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FD-SOI，挑戰7nm，憑啥？

歐洲最大晶圓廠，封頂