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在福特最近的財(cái)報(bào)電話會(huì)議上，福特CEO Jim Farley解釋說(shuō)，福特選擇GlobalFoundries（GF）作為其半導(dǎo)體供應(yīng)商，而不是臺(tái)積電，出于兩個(gè)目的。福特正在尋求確保其汽車(chē)芯片的充足供應(yīng)。該公司還尋求開(kāi)發(fā)“feature-rich”的芯片和節(jié)點(diǎn)，以支持汽車(chē)行業(yè)。
很明顯，第一個(gè)目標(biāo)是管理福特的供應(yīng)鏈。但對(duì)于第二個(gè)目標(biāo)，福特和GF所說(shuō)的“feature-rich”到底是什么意思呢？
“feature-rich的節(jié)點(diǎn)”與“傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)”的含義相同嗎？答案是肯定的。
但如果feature-rich的芯片是基于傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的，那么這兩家公司的研發(fā)計(jì)劃是什么呢？這就需要更詳細(xì)的解釋。
2018年夏天，GF停止了領(lǐng)先制造技術(shù)的開(kāi)發(fā)，并停止了所有7nm制造工藝的工作。自從退出無(wú)休止的工藝節(jié)點(diǎn)的激烈競(jìng)爭(zhēng)以來(lái)，GF就把自己逼到了墻角。一方面，GF說(shuō)它可以為大多數(shù)不需要更精細(xì)的處理節(jié)點(diǎn)的芯片提供足夠的產(chǎn)能，這是一件好事。但它輸?shù)袅艘粓?chǎng)公眾認(rèn)知之戰(zhàn)，在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，需要更精細(xì)節(jié)點(diǎn)的CPU和GPU吸引了所有眼球。GF并不是這個(gè)市場(chǎng)的參與者。這使得行業(yè)傾向于認(rèn)為GF是一個(gè)固守舊技術(shù)的代工廠。
GF副總裁兼汽車(chē)產(chǎn)品線總經(jīng)理Kamal Khouri表示，我也很遺憾稱(chēng)GF的節(jié)點(diǎn)為“傳統(tǒng)”節(jié)點(diǎn)，并沒(méi)有過(guò)多考慮它們。在AMD時(shí)，Khouri曾是一個(gè)追求在最好的工藝節(jié)點(diǎn)上構(gòu)建最快芯片的狂熱者。如今，在GF，Khouri有了不同的想法。
他說(shuō)：“當(dāng)然，你可以把它們（非7nm或以下的節(jié)點(diǎn)）稱(chēng)為傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)。但汽車(chē)、物聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)中使用的許多芯片都具有極其重要的功能，某些200nm工藝的芯片，如果少了它們便無(wú)法正常工作。”
縮小節(jié)點(diǎn)的后果
Khouri說(shuō)，縮小一個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)影響芯片的成本和功能集。
首先，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)臨界點(diǎn)，即轉(zhuǎn)移到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的預(yù)期降本不再適用。Khouri說(shuō)：“當(dāng)你開(kāi)始縮小到20nm以上時(shí)，節(jié)省10%或20%成本的經(jīng)濟(jì)效益就消失了，因?yàn)樵谶@些節(jié)點(diǎn)上的生產(chǎn)成本變得非常高。”
其次，隨著幾何尺寸的縮小，設(shè)計(jì)師能夠從一個(gè)節(jié)點(diǎn)帶到下一代的功能開(kāi)始減少。想象一個(gè)SoC或一個(gè)微控制器連接到一個(gè)泵或電機(jī)，或一些在芯片控制下的物理設(shè)備。Khouri指出，這些設(shè)備通常需要在3V或5V電壓下工作。但一個(gè)7nm晶體管不能處理足夠的電流來(lái)驅(qū)動(dòng)泵或電機(jī)。這是一個(gè)功能開(kāi)始下降的時(shí)候。
這同樣適用于手機(jī)需要更好連接的射頻輸出。在手機(jī)中，大量設(shè)備需要傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)。麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、觸摸屏……所有這些功能都需要高電壓。當(dāng)傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)提供功能沒(méi)有下降時(shí)，這就是GF所說(shuō)的feature-rich的意思。
傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)上有什么創(chuàng)新？意識(shí)到這一點(diǎn)，福特和GF都談到了投資創(chuàng)新“feature-riche節(jié)點(diǎn)”。但是，到底是什么方面的研發(fā)呢？
Khouri舉了電池管理的例子。他說(shuō)：“BMS是一套新的SoC、傳感器和電子設(shè)備，監(jiān)測(cè)電池的充放電和其他功能。”
這些系統(tǒng)需要在12V及以上的電壓下工作，因?yàn)樗鼈兣c12V電池系統(tǒng)連接。
而電動(dòng)車(chē)的電池一般是400V，也有一些新車(chē)型甚至是800V。管理這些系統(tǒng)的芯片監(jiān)控電源，以便所有電池都以同樣的方式充放電。Khouri解釋說(shuō)：“芯片中必須有數(shù)字邏輯，有一些智能，也許在未來(lái)會(huì)有AI。”
然而，首要的任務(wù)是芯片必須能夠處理高電流和高電壓。
能夠處理這種電壓負(fù)載的晶體管必須在130nm制造。然而，在15年前設(shè)計(jì)的130nm節(jié)點(diǎn)并不是為汽車(chē)設(shè)計(jì)的。Khouri說(shuō)：“為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們知道如何用非易失性RAM實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯。所以現(xiàn)在我們研究了一項(xiàng)15年前的技術(shù)提高了晶體管的穩(wěn)定性，使它們達(dá)到車(chē)規(guī)級(jí)，這樣它們就能在高溫下工作。我們必須給它們添加非易失性RAM。”
在Khouri看來(lái)，這就是GF創(chuàng)新的方式。“我們正在利用舊技術(shù)，讓它重新煥發(fā)生機(jī)。”
他說(shuō)，還會(huì)有更多的創(chuàng)新出現(xiàn)，但在宣布之前他拒絕討論細(xì)節(jié)。
與一些觀點(diǎn)認(rèn)為GF只是利用傳統(tǒng)技術(shù)的看法相反，GF聲稱(chēng)它正在更新其工藝技術(shù)。盡管該協(xié)議沒(méi)有約束力，但如今，一家主要汽車(chē)品牌已經(jīng)開(kāi)始致力于翻新老節(jié)點(diǎn)，這就是福特CEO稱(chēng)之為“feature-rich”的節(jié)點(diǎn)。
