虽然最近争议颇多，但GlobalFoundries 仍然是半导体制造领域的领先代工厂。

　　过去几年，台积电、三星和英特尔等公司在追逐摩尔定律的技术定义的同时，忽略了所有成本扩展优势，并在使用该术语时存在分歧。为此许多人会错误地声称 GlobalFoundries 退出领先竞争，原因是他们停止了 7nm 节点的开发。尽管这是半导体前沿制造的主要形式，但它并不是唯一的形式。

　　在我们看来，GlobalFoundries 正在以其他同样重要的方式推动制造业的前沿发展。例如硅光子学、将氮化硅和氮化镓等材料用于有线和无线通信、3D 集成、异构集成以及完全耗尽的绝缘体上硅技术（FD-SOI）。这些都是格芯面向未来的宝库。

　　GlobalFoundries 凭借其 22FDX 和即将推出的 12FDX 工艺技术提供了最大量和最先进的 FD-SOI 平台。他们还将凭借这些节点成为 5G 和 6G 无线电应用领域的领导者，并与雷神科技公司合作开发硅上氮化镓。

　　GlobalFoundries 展示了具有业内最高集成度的 3D 制造。GlobalFoundries 与 Arm 合作，公开展示了多个芯片的混合键合，其间距比任何其他竞争对手的逻辑节点都更紧密。他们使用 5.76um 铜硅通孔 （TSV），并且可以在两个芯片上保持相同的时钟域。这些小芯片是完全透明的，尽管是多个芯片，但仍充当单个芯片。

　　台积电正在推动混合键合量产，采用 9um TSV，在 AMD CPU 上堆叠 SRAM。台积电计划在未来几年推出 6um 和 4.5um。英特尔只讨论其第三代 Foveros 技术的<10um 间距。在 CMOS 图像传感器中率先采用这项技术的索尼目前为 5um。此外，GlobalFoundries 甚至拥有带有标准逻辑芯片的 3D 堆叠硅光子芯片，这是业内其他任何公司都无法实现的。

　　Lightmatter 是一家硅光子 AI 初创公司，在之前的 Hot Chips 会议上吸引了整个行业，他们利用 GlobalFoundries 的生产线进行制造——用于硅光子计算核心生产的 GlobalFoundries 代工厂 90WG 工艺，他们还利用 GlobalFoundries 的标准 14nm 代工厂工艺用于包括堆叠 SRAM 的控制 ASIC的生产。Lightmatter 然后利用 GlobalFoundries 在异构集成中领先的 3D 技术和功能来创建一个紧密集成且高效的光子学和逻辑计算堆栈。

　　光子芯片的使用使 Lightmatter 能够在延迟、带宽和功率方面实现多个数量级的优势。一小部分功率用于传输数据和矩阵乘法计算，这两者都是 AI 计算的非常大的瓶颈。

　　光子核心本身不是静态元件。尽管是一种硅光子工艺，但它是高度可重构的，这与业内其他硅光子学尝试形成鲜明对比。它可以快速重新配置其权重。网络可以一起调整或更改。尽管可重新配置，激光输入仍可保持极低的功率。GlobalFoundries 90WG 工艺节点可确保光在光子核心和计算周围反射时的损耗最小。

　　GlobalFoundries 目前利用其 90 WG技术提供最先进的硅光子代工服务。该技术在数据中心互连、5G 远程无线电头端和电信中得到积极使用。大部分使用 1310nm 波长的光用于数据中心内部，长距离的则使用 1550nm 波长的光。他们正在迅速看到其他领域的进步，例如光子计算、ToF 传感器、激光雷达和航空。

　　这些新兴领域将成为其不断增长的 45CLO 流程的目标。该工艺不仅可以满足 O 波段的硅光子学需求，还可以满足 C 和 L 波段的需求。90WG 用完了他们的 Fab 9，45CLO 用完了更大的 Fab 10。45CLO 工艺也是绝缘体上的硅技术。

　　GlobalFoundries 45CLO 工艺在两个方面不同于其他代工厂光子 IC 工艺。它是唯一能够实现C波段、L波段和O波段的代工工艺。此外，他们可以在单个芯片上集成有源和无源组件。线性驱动器、转接驱动器和 TIA 现在可以与光检测器和调制器等光学组件位于同一芯片上。

　　GlobalFoudries 拥有公共 EDA 供应商支持的各种元素，例如各种调制器、由硅或氮化硅制成的波导、偏振分束器和旋转器、无源光纤连接、直接激光连接以及铜柱和接收器焊盘。这些标准化的工具和模块将使许多无晶圆厂公司能够轻松设计和构建硅光子芯片，以满足不断变化的市场需求。

　　GlobalFoundries 认识到，使用电子生产芯片与使用光子生产芯片是完全不同的技能组合。必须对开发实践进行彻底的重组和改变。他们完全接受这种变化，而该领域的其他人则将注意力分散在许多方向上。这种独特的专注使 GlobalFoundries 成为新兴前沿应用程序的领跑者。

　　GlobalFoundries 选择利用他们在硅方面的专业知识，而不是试图将整个行业完全转移到更奇特的材料上。硅是一种间接带隙材料，在许多光子学应用中没有与磷化铟相同的特性。用于光子学的硅基解决方案存在许多负面影响，例如激光器、调制器和放大器。使用硅的好处远远超过负面影响。GlobalFoundries 正在利用 300 毫米晶圆生产技术和硅行业的规模来推动有源和无源组件在单个晶圆上的集成，从而带来巨大的成本优势。

　　除了 45CLO 工艺外，GlobalFoundries 还将带来差异化的封装技术。这些技术使他们能够利用异构 3D 集成与经典逻辑过程，例如上面显示的 Lightmatter 芯片。它们可以粘合磷化铟激光器，与外部激光器相比，节省空间、功率和成本。最后，他们提供无源光纤连接工艺，将单根光纤滑入蚀刻的 V 型凹槽，引导它们进入波导。这允许更高的光纤数量，因此允许更高的带宽密度。除了带宽密度，在集成复杂度和成本方面也有优势。

　　目前，大多数硅光子用于光收发器，其中 GlobalFoundries 处于领先地位。400G 技术正在大规模部署，早期的 800G 技术开始出现。数据中心内外的数据流量激增导致机架内通信中断。目前在数据中心机架内，大多数通信目前是通过短距离铜缆完成的。但其实铜缆已无法满足扩展需求，SiPh 驱动的光纤是唯一的出路。在不久的将来，即使是芯片到芯片互连也需要转向光学，否则用于 I/O 的功率百分比将消耗大部分封装功耗预算。

　　光收发器之外的下一波的光子学将是共同封装的光学器件。左图为带光模块的当前型号，右图为带封装的型号。电子、光学和激光组件目前都放置在距离开关 ASIC 很远的地方。随着我们继续扩展带宽需求，这将限制扩展并增加功耗。将电子器件、光学器件集成到单个单片芯片中，同时使其更靠近开关 ASIC，将大大节省功耗。

　　将所有内容汇总起来，最大的好处是您的带宽密度猛增。45CLO 工艺能够达到大于 0.6Tbps/mm^2。每比特功率也比低于 1pj/bit 的铜解决方案好一个数量级。GlobalFoundries 的客户正在开发能够通过单个单片芯片在单根光纤上传输 16 种不同波长光的产品。以前如此复杂的阵列将需要数十个集成电路、TIA、分立激光器和针对每个波长的光的独立重新驱动器。除了功耗和成本之外，这种集成水平还带来了 3 个数量级的错误率优势。

　　虽然 GlobalFoundries 已经放弃追逐摩尔定律，但他们并没有停止成为领先的代工厂。他们继续以许多其他方式推动技术的前沿。当其他人专注于传统逻辑工艺技术中电子计算的代数密度和功率改进而忽略时，GlobalFoundries 正在解决行业范围内的扩展问题。

　　他们的完全耗尽绝缘体上硅和硅上氮化镓技术处于高效和高性能无线电技术的前沿，能够推动更高的性能并承受更高的热量和功率要求。他们的硅光子技术是范式转变的开始，将计算机和有线通信的核心元素从电子改为光子。他们的 3D 和异构集成专业知识允许将常规逻辑、低功耗 FDX、无线电优化、光子学、InP 和 SiN 技术的组合集成到一个创新解决方案中，该解决方案利用最佳技术满足应用需求。

　　由于这项先进技术，Global Foundries 是一家领先的代工厂，击败了台积电、英特尔和三星等其他公司。