Immagine copertina generata con l’intelligenza artificiale
GlobalFoundries vuole tornare a competere nel segmento dei semiconduttori avanzati con una strada tecnologica diversa da quella tradizionalmente utilizzata dai principali produttori. La società sta sviluppando FDX Fusion, un processo produttivo basato sulla tecnologia FD-SOI che promette prestazioni di classe 7 nm senza utilizzare la litografia EUV e senza ricorrere ai transistor FinFET.
Come spiegato da Sudipto Bose, vicepresidente della divisione FD-SOI di GlobalFoundries, in un’intervista a Tom’s Hardware, la nuova piattaforma punta a combinare una densità logica paragonabile a quella degli 8 nm con consumi e prestazioni in linea con i processi a 7 nm. Un approccio che potrebbe ridurre i costi di progettazione e produzione, pur accettando una densità di transistor inferiore rispetto ai nodi più avanzati.
FDX Fusion, come funziona la nuova tecnologia
Il progetto nasce dagli investimenti che GlobalFoundries porta avanti da quasi otto anni nel settore FD-SOI (Fully Depleted Silicon-On-Insulator). La tecnologia utilizza transistor planari avanzati, substrati di silicio sottoposti a tensione meccanica e tecniche di patterning ottico particolarmente spinte.
La produzione non richiederà macchinari EUV, ma utilizzerà la litografia DUV, con operazioni di multipatterning per realizzare gli strati più complessi. La densità dichiarata è di 14 milioni di gate per millimetro quadrato, equivalenti a circa 56 milioni di transistor per millimetro quadrato, assumendo come riferimento porte NAND a due ingressi.
Si tratta di un valore paragonabile a quello delle tecnologie Samsung di classe 8 nm. GlobalFoundries, tuttavia, punta a ottenere prestazioni ed efficienza energetica da 7 nm grazie anche all’Adaptive Body Biasing, una funzionalità che permette di modificare dinamicamente la tensione applicata al corpo del transistor.
Prestazioni, consumi e applicazioni previste
Rispetto alle attuali generazioni 22FDX e 22FDX+, FDX Fusion punta a offrire un miglioramento delle prestazioni del 30% e una riduzione dei consumi del 40%, a parità delle condizioni di riferimento indicate dall’azienda. Il miglioramento effettivo dipenderà comunque dal tipo di applicazione e dalla configurazione del chip.
La piattaforma è progettata soprattutto per la connettività Wi-Fi, Bluetooth, reti cellulari e comunicazioni satellitari, oltre che per i microcontrollori destinati all’intelligenza artificiale edge. Tra gli altri ambiti figurano i radar automobilistici a 81 GHz e i circuiti ad alta frequenza utilizzati nei data center.
In quest’ultimo settore, Bose ha precisato che l’obiettivo non è realizzare direttamente CPU, ma componenti dedicati alla gestione dei segnali. In particolare, FDX Fusion potrà essere utilizzata per amplificare i segnali elettrici provenienti dalle connessioni ottiche e indirizzarli verso i chip di calcolo.
Nuovi macchinari e produzione a Dresda
L’assenza della litografia EUV non significa che GlobalFoundries possa utilizzare integralmente le attrezzature già disponibili. Il progetto richiederà infatti nuovi investimenti in macchinari, anche se l’azienda intende riutilizzare il maggior numero possibile di strumenti impiegati nella lavorazione iniziale dei transistor.
La produzione sarà concentrata nello stabilimento di Dresda, in Germania, dove sono previsti ulteriori interventi e investimenti. Secondo Bose, la complessità del processo sarà superiore a quella delle attuali linee FD-SOI a 22 nm e delle tecnologie FinFET a 12 nm. GlobalFoundries sta quindi collaborando con i fornitori di apparecchiature per individuare le configurazioni necessarie a ottenere rese produttive adeguate.
Il calendario: primi chip nel 2028, volumi nel 2030
La tabella di marcia prevede diverse tappe. GlobalFoundries punta a rendere disponibile la prima versione del PDK (Process Design Kit) a metà del 2027, così da consentire ai progettisti di iniziare a lavorare sui nuovi chip. La produzione iniziale destinata ai clienti dovrebbe partire nel 2028, mentre il traguardo della produzione di massa è fissato al 2030.
Tra le aziende che hanno manifestato interesse e fornito requisiti per lo sviluppo figurano BMW, Bosch, NXP, Siemens e Tesla. La loro partecipazione non equivale ancora a una produzione commerciale garantita: GlobalFoundries dovrà prima dimostrare di poter soddisfare le specifiche richieste.
ARC, MIPS e lo sviluppo dei chip per l’AI
Un altro elemento della strategia riguarda gli IP proprietari e le collaborazioni con MIPS. Quest’ultima viene indicata da Bose come cliente interno e partner nello sviluppo di una piattaforma dedicata alla cosiddetta Physical AI, ovvero sistemi capaci di percepire l’ambiente, elaborare informazioni e interagire con il mondo fisico.
GlobalFoundries intende supportare anche lo sviluppo di processori e componenti specifici per FDX Fusion, affiancando le librerie standard, le interfacce e le memorie SRAM. Il portafoglio di proprietà intellettuale dovrebbe ampliarsi progressivamente sulla base delle esigenze dei primi clienti.
Costi di produzione e competitività rispetto ai 7 nm
Il vantaggio economico rappresenta uno dei punti centrali del progetto. Le tecnologie a 6 e 7 nm basate su EUV richiedono strumenti e maschere particolarmente costosi. FDX Fusion vuole ridurre questa dipendenza, offrendo ai clienti costi di progettazione e di produzione più competitivi.
Bose ha spiegato che la complessità produttiva sarà comunque elevata, ma l’obiettivo è ottenere costi operativi sensibilmente inferiori rispetto alle soluzioni di classe 7 e 6 nm. Questo potrebbe permettere anche di realizzare più versioni dello stesso progetto, adattando i chip a differenti applicazioni senza sostenere gli stessi oneri economici dei processi EUV.
Fonte: Tom’s Hardware
