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甩開AMD 英特爾領先45nm節點製造

上網時間: 2007年08月28日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:fab-lite  outsourcing  Penryn 

為了能在新晶圓廠策略中搶佔先機,並甩開超微(AMD)公司的競爭,微處理器產業巨擘英特爾(Intel)公司正緊鑼密鼓地準備正式跨入45nm製程節點。

AMD和英特爾已採取了全然不同的晶片製造策略,也因此過去雙方在資本支出方面的競賽似乎將在X86系列處理器領域中落幕。英特爾現正使出渾身解數,以實現一個具成本效益的新型態垂直整合模式,而處境堪慮的AMD公司則仍在思索,如何透過轉型至輕晶圓廠(fab-lite)策略而削減成本。

英特爾公司準備採取雙管齊下的行動:該公司已有四座可用來製造45nm節點的300mm晶圓廠,但同時也正努力使其晶圓廠更具成本效益。

AMD也擁有一座300mm晶圓廠,但由於該公司嚴重缺乏現金,最近已透露可能會擴大委外製造的比例。

AMD是IBM公司技術聯盟的一員;IBM技術聯盟是由一群共同開發IC製造技術的公司所組成。AMD正將小部分的生產委由該聯盟成員之一的新加坡特許半導體(Chartered Semiconductor)來代工。然而,也有傳言指出AMD同時還與其其他業者洽談代工事宜,特別是台積電(TSMC)公司。

儘管AMD公司不願對此消息發表任何評論,但該公司在45nm技術競賽中顯然已經遠遠落後於英特爾,甚至有些觀察家還質疑它能否重拾其競爭優勢。

AMD公司在去年年底正式推出45nm技術,並聲稱可在2008年年中之前供應採用該製程的晶片。相形之下,英特爾的45nm處理器早已出樣,而且已準備在2007年下半年投入量產。

然而,在45nm技術競賽中落後還只是AMD公司目前所面臨的諸多問題之一,American Technology Research公司分析師Doug Freedman指出。

由於供應鏈中需求乏力和幾次產品意外,AMD在最近幾季的財報中已出現業務不穩定下滑的情形。此外,AMD在2006年以55億美元併購ATI公司後,其產品的整合與開發似乎也開始出現問題。

圖:2006~2008年全球各主要半導體公司的資本支出預估表
圖:2006~2008年全球各主要半導體公司的資本支出預估表

Freedman說,ATI的R600繪圖晶片上市較晚,至今還在為獲取市場認同而奮鬥,此外,“併購ATI後的執行情況很糟,兩家公司的磨合情況並不好。”

財務方面的損失、再加上ATI併購出現問題,都使AMD出現令人憂心的現金告急之勢。雖然AMD公司持續在資本市場募集資金,但所面臨的現金流動問題卻已經影響到公司業務的每一個層面,包括晶片製造。Freedman說:“他們需要足夠的現金流量以推動工廠運作,但卻捉襟見肘。”

平心而論,AMD在筆記型電腦處理器業務方面還是有一定的進展,也搶走英特爾的部份業務。此外,AMD並正準備投入一些更具競爭力的新產品領域,包括其早先發佈的4核心處理器。根據分析師表示,這款採用65nm製程的Barcelona晶片據稱其性能較英特爾在伺服器領域的同類產品更勝一籌。

但要想恢復正常運作,AMD還必須進行裁員以精簡編制,跳脫單一的繪圖處理器業務,放棄其他非核心產品線,並重新考慮其委外策略,Freedman說。

與大多數人的想法相反的是,輕晶圓廠策略對於AMD而言或許並非削減成本的最佳途徑。Freedman說:“對於AMD所面臨的問題看來,我認為委外並不是最合適的解決方案。”

事實上,歷史經驗告訴我們,X86系列處理器廠商很少、甚至從未因走代工路線而取得成功。儘管代工廠能夠為無晶圓廠設計公司和許多整合元件製造商(IDM)提供十分重要的服務,但英特爾和AMD卻採取了另一種不同的立場,將大多數的設計和製造業務留在公司內部。

英特爾聲稱,該公司所具有的競爭優勢就是讓所有製造環節都在公司內部完成,包括IC設計、光罩製作、晶圓製造、晶片封裝與測試。英特爾公司副總裁兼技術與製造部門晶圓製造總經理Tom Franz說,“我們很清楚,必須在製造流程中的各個節點,同步進行最佳化的晶片製造。”

英特爾已為45nm製程準備好所有必備的環節,以期製造出最具競爭力的產品。為了壓倒競爭對手,英特爾已於去年率先披露其45nm製程的一些初始細節。該技術代號為P1266,包含英特爾初次建置的高k介電質與金屬閘,其中還整合了銅互連、低k介電質與應變矽等技術。

今年3月,英特爾公佈了首批基於該技術的晶片,包括即將上市的Penryn處理器。而在晶片製造方面,英特爾的4個300mm晶圓廠均已到位,隨時可為45nm節點的晶片進行生產。今年下半年,英特爾將先開始在美國奧勒崗州Hillsboro的D1D廠和亞利桑納州的Fab 32廠投入45nm晶片生產。接著,到了2008年下半年,再讓以色列的Fab 28和美國新墨西哥州的 Fab 11x廠投入45nm量產。

同時,英特爾這家晶片業的巨擘也正為其轉進45nm節點而尋求更多支援,例如開發其智慧型工廠自動化系統,以及部署工具重用和設備效率改善計劃。Franz說,這些措施的結果是使英特爾不但保持在製程技術上的主導地位,而且使其資本支出維持穩定狀態。

根據Pacific Crest Securities公司估計,今年英特爾的資本支出計劃將達55億美元,低於2006年的57.66億美元;而AMD的支出則可能從去年的18.56億美元上升至20億美元。

在提升晶圓廠效率方面,英特爾宣稱在過去18個月中,其設備效率已提升達80%。據報導這是由於英特爾在其晶圓廠中佈署了幾種技術來實現他們所謂的‘智慧型工廠自動化’。

據瞭解,‘智慧型工廠自動化’方案可使生產週期縮短50%。例如,採用該技術的下一代晶片製造系統能在運作中即時提供晶圓級的資訊,還能進行自適應缺陷度量取樣、自動化良率預測和最佳化。

如同在65nm製程節點時的作法一樣,英特爾已經在45nm晶圓廠中實現了他們所謂的Level 8自動化。根據英特爾解釋,Level 8這個名稱的含義是指晶圓廠實現完全的自動化,包括從工具和材料處理到資料自動化處理等所有程序均可自動完成。

Franz指出,英特爾的另一項主要成果是在晶圓廠中採取工具重用措施,這使得該公司現有資金利用率更高,對於新設備的購置投入可保持更低。例如,英特爾計劃擴展目前用於65nm的193nm乾式掃描器繼續用於45nm製程節點中。因為,在目前的晶圓廠中,微影設備是最昂貴的工具。英特爾的微影設備主要來自Nikon公司。

AMD在65nm節點上也採用了193nm乾式掃描器,但與英特爾不同的是,AMD打算在45nm製程節點時添置價格昂貴的193nm浸入式微影工具。“浸入式微影的價格非常昂貴,”Franz告訴我們,單就這一點來看,英特爾就節省了30%的微影預算。

另一方面,英特爾打算在32nm節點上採用193nm浸入式微影。因此,到了32nm節點時,英特爾的資本支出將達到高峰。

英特爾的另一個問題是要在45nm上採用高k介電質和金屬閘。高k介電材料將在45nm時取代二氧化矽作為閘介電層。為此,英特爾的晶圓廠正開始轉向原子層沈積發展,但這一過程通常進展十分緩慢。

對此,Franz坦言,邁向高k介電質這種複雜的新材料“讓我十分緊張”,“但高k介電質是眾所關切的話題,我們有信心能加以實現。”

馬立得




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