22FDX: Globalfoundries will 22-nm-FD-SOI-Chips produzieren

Globalfoundries hat zum Besuch der Bundeskanzlerin Angela Merkel im Dresdner Werk am Dienstag ein neues Fertigungsverfahren namens 22FDX angekündigt. Um die Entwicklung ins Rollen zu bringen, investiert der zweitgrößte Halbleiter-Hersteller eine Viertelmilliarde Dollar. Die neunstellige Summe fließt in die Fab 1.

Ausschlaggebend für die Investition in den Standort Dresden wären die vorhandene Technik und das gut ausgebildete Personal gewesen. Der Fertigungsprozess 22FDX stammt aus dem Hause ST Microelectronics und wurde bereits Anfang 2013 vorgestellt und beschreibt eine Prozessfamilie für Anwendungsbereiche mit unterschiedlichen Anforderungen. Dieser soll neue Anreize für die Industrie 4.0, das Internet der Dinge und die Vernetzung sämtlicher elektronischer Gebrauchsgegenstände geben. Die ersten Prototypen sollen frühestens im dritten Quartal 2016 verfügbar sein. Wenn dem Fahrplan nichts in die Quere kommt, sollen 2017 erste Chips in Produkten verbaut werden.

Aktuell produziert Globalfoundries Chips in 32-nm-SOI-, 28-Nanometer-Bulk- und im 14-Nanometer-FinFET-Verfahren. Von 22FDX verspricht sich der Hersteller bis zu 70 Prozent weniger Energieverbrauch gegenüber dem klassischen 28-Nanometer-Prozess. Des Weiteren seien die Herstellungskosten 20 Prozent günstiger als bei den leistungsstarken und neuen 14-Nanometer-FinFET-Transistoren. Der geringere Herstellungsaufwand gegenüber klassischen Bulk-Transistoren käme zustande, weil etliche Zusatzschichten wegfallen und weniger Belichtungsmasken zur Strukturerzeugung benötigt würden.

Die Grundlage des 22FDX-Prozesses ist eine Herstellungstechnologie für Schaltkreise auf Basis von Silizium-Substraten, die Fully Depleted Silicon on Insulator (kurz: FD-SOI) genannt wird. Genauer unterscheidet sich der FD-SOI-Transistor vom klassischen Chip-Transistor (auch Bulk genannt) durch eine ultradünne isolierende Sperrschicht aus Siliziumoxid (kurz: SiO2), die unter der Wafer-Oberfläche beziehungsweise der Siliziumscheibe sitzt. Diese Sperrschicht soll nicht beabsichtigte elektrische Ströme, die Leckströme genannt werden, zwischen Quelle und Abfluss reduzieren. Je mehr Leckströme an nicht vorgesehenen Pfaden aufkommen, desto mehr mindert das die Leistungsfähigkeit der Transistoren. Zusätzlich ermögliche 22FDX, dass elektrische Transistor-Verhalten genauer einzustellen. Somit seien gerade 22-nm-FD-SOI-Chips für eine hohe Performance und starke Konnektivität bei geringem Energieverbrauch besonders für mobile Geräte geeignet, allerdings ist die Fertigung auch etwas teurer als vergleichbare Bulk-Chips. Die 22-nm-Technologie ohne FinFETs fängt einen Teil der Kosten jedoch wieder auf.

Die neue Fertigung soll helfen, den Standort Dresden zu festigen. Momentan sind 3.700 Menschen in der Fab 1 beschäftigt. Das Werk ist mit 52.000 Quadratmetern das größte und eines der modernsten Europas. Weitere Fabriken von Globalfoundries gibt es in Singapur und den USA, in der dortigen Fab 8 baut Globalfoundries zusammen mit Samsung 14-nm-Chips.