Ocho años después de abandonar su FinFET de 7 nm, GlobalFoundries vuelve a esa clase de proceso con FDX Fusion, informó Tom's Hardware el 12 de octubre. Esta vez el nodo usa transistores planos y silicio sobre aislante totalmente agotado (FD-SOI), y apunta a autos, IA en el borde, industria, robótica, sensores y otros equipos donde pesan más el bajo consumo, la integración y el costo que el rendimiento máximo.

En 2018 GlobalFoundries dejó de desarrollar nodos de vanguardia y canceló la tecnología FinFET de clase 7 nm que había codesarrollado con IBM. El anuncio de ahora llega casi ocho años exactos después.

"Nos alegra que GlobalFoundries haya anunciado su nodo FD-SOI de próxima generación de un solo dígito, que se apoya en tecnología que CEA-Leti ha desarrollado durante décadas", dijo Sébastien Dauvé, director ejecutivo de CEA-Leti. "A través de la línea piloto FAMES, CEA-Leti sigue dando forma a la futura hoja de ruta europea del FD-SOI y trabaja cada día para impulsar su adopción en una amplia gama de aplicaciones."

¿Qué promete FDX Fusion?

El proceso promete "rendimiento digital" de clase 7 nm, una expresión ambigua, y más del doble de densidad de transistores que el 22FDX original, presentado cerca de 2015. Para lograrlo, la primera generación combina cambios en los sustratos SOI, en la estructura de los transistores y en las interconexiones del back-end. GlobalFoundries no reveló las dimensiones de los transistores, el paso de compuerta contactada, el paso mínimo de metal ni la densidad real.

La empresa planea iniciar la producción en su planta de Dresde, Alemania, en 2028. Será su regreso al desarrollo de procesos FD-SOI bastante más avanzados, después de años dedicados a mejorar su plataforma de clase 22 nm.

Además del rendimiento digital, FDX Fusion admitirá transistores de radiofrecuencia con fT/fmax de hasta 0,5 THz, circuitos analógicos y de señal mixta, memoria no volátil embebida y cómputo en memoria. La idea es fabricar chips muy integrados que procesen datos de sensores, ejecuten inferencia de IA, controlen dispositivos externos y se comuniquen de forma inalámbrica sin depender de varios circuitos integrados separados. GlobalFoundries también ofrecerá núcleos de procesador basados en MIPS, ARC y RISC-V para acelerar el desarrollo de esos productos.

El argumento de venta principal no es tanto el rendimiento digital de clase 7 nm como la posibilidad de juntar lógica digital con bastante potencia, radiofrecuencia, circuitos analógicos y de señal mixta, memoria no volátil y cómputo en memoria en un solo chip. De esa combinación sale el nombre Fusion. Un SoC así reemplazaría varios chips fabricados en procesos distintos, cada uno con su costo de tapeout y su consumo.

¿Cuándo llega y quién lo va a usar?

GlobalFoundries entregará el primer silicio de demostración para evaluación de clientes a comienzos de 2027 y el primer kit de diseño de proceso (PDK) a mediados de 2027. La empresa dice que ya trabaja con varios clientes, pero no nombró productos ni volúmenes de producción comprometidos.

En su comunicado menciona que BMW, Bosch, Infineon, NXP, Siemens y Tesla mostraron interés en FDX Fusion. Solo Infineon confirmó una colaboración concreta en tecnologías futuras de clase 7 nm para radar y comunicaciones inalámbricas.

La historia del 12FDX

GlobalFoundries presentó 22FDX en 2015 y anunció su sucesor, 12FDX, en 2016. Prometía rendimiento comparable al FinFET de 10 nm, mejoras de densidad de nodo completo y hasta 50% menos consumo. Los primeros tapeouts de clientes se esperaban para 2019, pero la tecnología nunca llegó a un producto comercial.

En su lugar, la empresa se concentró en mejorar 22FDX y luego presentó 22FDX+ (más o menos cuando Samsung mostró su 18FDS+), con más capacidades de radiofrecuencia, memoria embebida y bajo consumo. El 12FDX todavía figuraba en la hoja de ruta para inversionistas de GlobalFoundries en 2022.

FDX Fusion podría ser la concreción de la ambición original de llevar el FD-SOI más allá de la clase 22 nm, aunque la empresa no explicó si el nuevo proceso incorpora desarrollos del programa 12FDX. CEA-Leti, que investiga FD-SOI avanzado hace años, lo describe como un nodo FD-SOI de un solo dígito. Aun así, que GlobalFoundries hable de rendimiento digital de clase 7 nm no implica dimensiones de transistor ni densidad comparables.

Desde el punto de vista de la industria, FDX Fusion podría ser una alternativa al FinFET avanzado, y quizás a los procesos gate-all-around, para aplicaciones que necesitan lógica digital razonablemente potente junto a radiofrecuencia, circuitos analógicos y memoria embebida. Esa integración reduce la complejidad del sistema y el consumo, sobre todo en equipos de IA en el borde donde la eficiencia energética y la respuesta en tiempo real son requisitos de diseño.

También daría a los desarrolladores europeos de semiconductores acceso a un proceso más avanzado fabricado en Europa, sin depender de las fundiciones de vanguardia de Asia o Estados Unidos.

Lo que GlobalFoundries no dijo

El éxito comercial de FDX Fusion depende de su rendimiento real, su densidad, su costo de producción y de que exista un ecosistema de diseño competitivo. Lo último es probablemente lo más difícil, porque ninguno de los grandes desarrolladores de herramientas EDA ni de propiedad intelectual comentó el anuncio.

Cuando GlobalFoundries habla de un rendimiento digital doble, comparable al de la clase 7 nm, no aclara si se refiere a la velocidad de conmutación del transistor, al rendimiento de las celdas estándar, a la frecuencia alcanzable o a otra cosa. Promete más del doble de densidad lógica que la primera generación FDX, pero sin números.

Por eso no se sabe cómo se compara FDX Fusion con los FinFET de clase 7 nm ya establecidos, que ofrecen densidad de defectos y rendimientos de producción maduros, oferta abundante, un ecosistema de diseño consolidado y precios predecibles. El comentario de CEA-Leti suena prometedor, pero faltan cifras.

El calendario también dice algo. La introducción de FDX Fusion en 2028 llegará unos nueve años después de los primeros tapeouts de 12FDX que se esperaban en 2019, lo que refleja dificultades técnicas o financieras para desarrollar FD-SOI más allá de la generación de 22 nm.

La lista de interesados del sector automotriz e industrial (BMW, Bosch, Infineon, NXP, Siemens y Tesla) pesa a favor. Empresas como Infineon y NXP ya tienen amplios catálogos propios de núcleos de procesador. Los desarrolladores fabless más pequeños podrían aprovechar los núcleos MIPS y ARC de GlobalFoundries, su experiencia en RISC-V y su servicio de diseño de chips a medida, lo que bajaría el costo y la complejidad de desarrollar SoC especializados.

Para atraer a más diseñadores de chips, GlobalFoundries necesitará un ecosistema maduro de herramientas EDA, bibliotecas de celdas estándar, compiladores de memoria, IP de interfaces y otros bloques probados en silicio. Nada de eso aparece en su comunicado de prensa.