無視出售芯片業務傳言 IBM升級RF芯片制程

　　在市場再度傳言IBM將10億美元出售其芯片部門給GlobalFoundries的同時，該公司正在加速量產新一代絕緣上覆硅(silicon-on-insulator，SOI)與硅鍺(silicongermanium，SiGe)制程，以擴大在射頻(RF)芯片代工市場的占有率;該類芯片傳統上大多是采用更稀有的砷化鎵(galliumarsenide，GaAs)制程。

　　IBM的兩種新制程都在該公司只提供晶圓代工的美國佛州Burlington晶圓廠運作，該座8吋晶圓廠以往曾生產IBM高階服務器處理器以及相關芯片，不過那些芯片的生產已經移往位于紐約州EastFishkill的12吋晶圓廠。Burlington晶圓廠為廣泛的客戶提供CMOS、SOI與SiGe等多種制程，但現在打算將制程種類減少，集中資源在生產RF芯片的SOI制程等技術上;該種制程目前也是IBM晶圓代工業務中成長最快的。

　　不過IBM并未透露該晶圓廠的產能規模以及營收，僅表示該公司自四年前開始生產SOI制程RF芯片迄今，該類芯片已經累計出貨達70億顆──光是去年出貨量就達30億顆;那些芯片主要是供應手機與無線通信基站應用。

　　接受EETimes美國版編輯訪問的IBM代表都不愿針對芯片部門出售傳言發表意見，這些專家都是該公司模擬制造部門的資深人才，只談技術。IBM專門生產RF芯片的最新SOI制程代號為7SW，以制造RF交換器為主，還有一些功率放大器;無論是蜂窩通信或是Wi-Fi設備，為因應對多重頻段的支持，對這類組件需求越來越高。

　　在IBM任職25年、五年前開始負責RFSOI業務的RF前端技術開發經理MarkJaffe表示：“較新一代的智能型手機內含8~12顆RF交換器，RF前端的構造非常復雜，主要原因是我們現在有采用載波聚合(carrieraggregation)的AdvancedLTE技術，支持很多載波路徑以及頻段。”

　　IBM為RF芯片量身打造的SOI制程技術

　　7SW是一種1.3微米/1.8微米混合制程，號稱能提升RF交換器性能30%，同時將芯片面積尺寸縮小30%。“我們重新打造了交換器晶體管，將焦點集中在決定漏電的導通電阻(resistance-on)與關斷電容(capacitance-off);”Jaffe表示：“其次我們提升了交換器晶體管的擊穿電壓(breakdownvoltage)，通常你得堆棧晶體管以承受高電壓需求，但現在你可以建立一個短一點的堆棧以縮減芯片面積。”

　　此外IBM也改善了晶體管的線性度，將三次諧波失真(thethirdharmonicdistortion)降低了8dB。事實上7SW制程幕后的核心團隊大概只有10個人、工作了18個月;該團隊約是從2006年開始研發RF芯片專用的SOI制程。而為了建立第二供應來源，IBM已將位于法國的一座舊晶圓廠獨立為新公司Altis。

　　在IBM任職14年、負責向無線領域客戶營銷晶圓代工業務的SaraMellinger表示，過去包括Skyworks等市場領導級RF芯片供貨商，是采用砷化鎵制程制造RF前端芯片，但現在該類芯片已經大幅轉向采用SiGe或SOI制程。

　　目前在SOI制程RF芯片代工領域，TowerJazz是IBM最大的競爭對手，此外CMOS制程晶圓代工大廠GlobalFoundries與臺積電(TSMC)也準備切入SOI制程搶相關商機。目前IBM的7SW制程已經在質量驗證階段，并為關鍵客戶提供芯片樣品，預計2015年正式量產。

　　IBM的SiGe制程邁向90納米節點

　　至于IBM代號9HP的SiGeBiCMOS制程技術則是90納米節點，能支持360GHz最高振蕩頻率(Fmax)、300+GHz截止頻率(Ft)，因應60~80GHz運作頻率的各種芯片所需閾值。而采用90納米制程節點，則能實現接近SOI、媲美砷化鎵制程之更緊密、低功耗的設計，可生產包括60GHz的Wi-Fi芯片、蜂巢式骨干網絡芯片組、高階測試設備用芯片、光學收發器，以及規模雖小、成長快速的車用雷達芯片，還有航天軍事應用雷達芯片。

　　“這將會是被大幅應用的技術;”自1980年代就投入開發SiGe技術(當時應用于生產IBM服務器處理器芯片)的IBM院士DavidHarame表示，目前大多數SiGe技術都是采用0.18或0.13微米制程節點，IBM是最近才領先宣布進入90納米節點。

　　9HP制程是IBM的一個十人小組花了四年時間開發，目前已提供數家關鍵客戶試用，預計8月能通過質量驗證。如同SOI制程，IBM也將提供9HP制程的開發套件，此外該公司也提供客制化的介電質附加模塊(dielectricadd-onmodules)以及毫米波工具組。Harame強調：“這并非是產業界常見的服務，你在其他先進CMOS晶圓廠或12吋晶圓廠就找不到這些東西。”

　　該團隊也表示，SiGe制程市場正呈現成長態勢，因為目前蜂窩骨干網絡正邁向采用60GHz連結技術，此外車用雷達也預計將被產業界大幅采用。