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Samsung et GlobalFoundries viennent d'annoncer un nouveau partenariat stratégique autour de la technologie 14nm. Pour rappel, Samsung et GlobalFoundries sont déjà partenaires via la Common Platform , une alliance menée par IBM dans laquelle les trois entreprises partagent leurs travaux de recherche. On précisera au passage que depuis le début de l'année, une rumeur court sur la possible volonté d'IBM de se séparer de son activité « semi-conducteurs ». Un point à prendre en compte dans l'annonce sans précédent faite par les deux autres membres : un partage technologique complet autour du 14nm.

En effet, si les membres de la Common Platform utilisaient des process similaires dans les grandes lignes, dans l'implémentation ils n'étaient pas identiques. Un client souhaitant utiliser plusieurs fondeurs devant adapter son design aux particularités de chaque process. Cela change aujourd'hui avec cette annonce, quatre usines (trois appartenant à Samsung et une à GlobalFoundries) seront converties et synchronisées pour un process unique, développé principalement par Samsung, permettant aux clients d'utiliser un design unique chez ces deux fondeurs.


Deux versions distinctes du process 14nm seront proposées, une première baptisée LPE et pour laquelle Samsung et GlobalFoundries espèrent un début de production d'ici à la fin de l'année, et une version LPP plus optimisée sur laquelle aucun détail n'est ajouté.


Cette alliance est avant tout une aubaine pour GlobalFoundries, généralement en retard sur Samsung sur le développement de ses process, tout en étant positive pour Samsung qui permet à ses clients de disposer d'une seconde source d'approvisionnement en cas de besoin (un point de contention important pour certains de ses clients dont Apple). Obtenir de l'allocation sur les process dernier cri est généralement compliqué pour les différents acteurs du marché, certains gros clients comme Apple et Qualcomm tendant à accaparer une grande partie de l'allocation disponible. A l'heure ou Intel s'essaye aussi à entrer sur ce marché, il faudra voir si les deux sociétés arrivent à proposer - dans les temps - un partenariat qui pourrait proposer une alternative importante à TSMC, très largement numéro un du marché.

IC insights a publié un résumé de l'activité en 2013 des entreprises de fabrication de semi-conducteurs ouvertes à des tiers (le concept des foundries). Dans ce marché en expansion massive (+14% en 2013) et qui représente un peu plus de 42.8 milliards de ventes au global, on retrouve deux type d'entreprises, les Pure Play et les IDM. Là où les premières ne disposent pas de produits propres - ils fabriquent uniquement pour des clients tiers - les IDM partagent leurs chaines de productions entre leurs produits et ceux de leurs clients.

Avec assez peu de surprise, TSMC écrase la concurrence avec 46.3% du marché, le second GlobalFoundries devant se contenter de 9.9%. UMC et Samsung se rapprochent également de la seconde place en étant quasi ex-aequo à 9.2%. On notera surtout que si Samsung et TSMC continuent de progresser au-delà de la moyenne de l'industrie, la croissance est un peu plus mesurée chez GlobalFoundries et UMC avec seulement 6%.

Le modèle IDM est également en passe d'être d'adopté par Intel qui annonçait en fin d'année sa volonté d'ouverture de ses usines à d'autres clients. Les ambitions du constructeur sur ce marché extrêmement concurrentiel visent avant tout les process dernier cri, là où les marges sont les plus importantes et les clients les plus volatiles. Intel a déjà signé un accord avec Altera pour la production d'un FPGA incluant un ARM 64 bits, même si Altera continue d'utiliser TSMC en parallèle. Intel souhaite pour rappel améliorer la rentabilité de ses usines qui tournent au ralenti, le constructeur ayant même annulé en janvier l'ouverture de sa Fab 42 à Chandler en Arizona. Cette fab devait pourtant être dédiée à la production de puces 14 nm que le constructeur souhaite ouvrir à des partenaires.

TSMC vient de publier un communiqué de presse  indiquant le premier tape-out d'un design d'ARM Cortex-A57. Pour rappel, le Cortex-A57 est le futur SoC d'ARM basé sur l'architecture ARMv8 et qui supportera pour la première fois le 64 bits. Nous avions détaillés ici l'annonce en octobre dernier par ARM de ces architectures, indiquant que la société proposait à ses partenaires des designs pour les process 20nm, des puces prévues pour 2014 pour rappel.

On se souvient cependant qu'ARM et TSMC avaient indiqués vouloir travailler sur l'après 20nm dès l'été dernier, et c'est dans ce cadre qu'il faut lire l'arrivée de ce tape-out (une puce qui sort de la chaine de fabrication, rien ne dit qu'elle est pleinement fonctionnelle) sur le process 16nm FinFET de TSMC qui est encore en cours de mise au point. Le fabricant taïwanais indique que le portage du design d'ARM vers son process 16nm a été réalisé en moins de six mois. En octobre dernier, TSMC avait effectivement indiqué (voir ici chez nos confrères de EE Times) qu'il utiliserait un ARMv8 comme puce de test pour la mise au point de son process 16nm.

Bien entendu, si ce portage et ce premier tape-out sont intéressants, il ne dit pas grand-chose sur l'état réel d'avancement du 16nm chez TSMC, ni même du 20nm. Pour rappel, TSMC utilisera pour le 20nm un design planaire basé sur un double patterning, à l'image de GlobalFoundries et des membres de la Common Platform. Et tout comme GlobalFoundries, TSMC semble vouloir accélérer la cadence pour passer le plus vite possible à la génération suivante (16nm chez TSMC, 14 chez GloFo) qui utiliseront les FinFET. Le 20nm devrait décidément avoir une durée de vie assez courte chez la plupart des constructeurs…

Le fondeur a publié un communiqué  indiquant son intention d'accélérer significativement sa roadmap pour les années à venir. Au cœur de ce changement, Globalfoundries veut lancer en 2014 un nouveau process baptisé 14nm-XM. Comme son nom l'indique, il s'agira bel et bien d'un process 14nm, le XM signifiant eXtreme Mobility. Globalfoundries visant clairement avec celui-ci le marché des SoC dédiés aux tablettes et téléphones portables, en annonçant par rapport au 20nm la possibilité d'augmenter la fréquence de fonctionnement de 20 à 55% à tension égale par rapport à son process 20 LPM.

Un slide particulièrement optimiste puisque le 28nm est officiellement monté en phase de ramp up en mai 2012 chez GF. AMD, son client principal ne propose pas encore de produit 28nm pour rappel, les APU 28nm ayant été annulés.
Comme indiqué précédemment, 14nm verra l'arrivée de transistors FinFET. La firme tient à rassurer sur le fait qu'elle dispose de dix années d'expertise sur le sujet des transistors 3D, indiquant même que des wafers tests circulent actuellement dans leur Fab 8 située à Saratoga. Techniquement, Globalfoundries réutilisera les technologies utilisées pour le 20LPM (au minimum double patterning). Les premiers kits de développement sont d'ores et déjà mis à disposition des clients de Globalfoundries qui espère des tape out en 2013.


A côté de cela, le constructeur a confirmé que son process 20LPM est toujours annoncé en production pour 2013. La roadmap indique également la présence d'un process 28nm FD-SOI, Globalfoundries avait annoncé en juin un partenariat de production pour STMicroelectronics, Globalfoundries n'ayant pas décidé d'utiliser le FD-SOI pour l'instant dans l'un de ses propres process.

Ce changement de roadmap est, il faut l'avouer, au minimum extrêmement optimiste. La disponibilité en volume sur le 28nm continue à poser problème aussi bien chez TSMC que GlobalFoundries. Côté TSMC, les prévisions pour rappel parlent au mieux de 2013 pour de très faibles volumes de production et 2014 pour la production réelle en volume du 20nm. Le 16nm FinFET étant prévu pour la seconde moitié de 2015. La concrétisation de produits 20nm en 2013 avec un minimum de volume sera, pour GlobalFoundries, une première étape importante pour voir si ce plan audacieux est un tant soit peut réaliste.