Chipfertigung Gerüchte um Probleme mit High-K/Metal-Gate-Prozess

Für Wirbel sorgte ein Bericht der Barclays Bank, in welchem ein Analyst von angeblichen Problemen bei der Chipfertigung im Gate-First-Ansatz berichtet. Dieser wurde im Gegensatz zu Intel und TSMC von IBMs Fab-Club gewählt, betroffen wären also auch die beiden Auftragsfertiger Globalfoundries und Samsung.

Unbestreitbar ist, dass der Gate-First-Ansatz dem Gate-Last-Ansatz bei 28-nm-HKMG-Lösungen sowohl bei der Skalierbarkeit als auch bei der Herstellbarkeit überlegen ist, da er erheblich geringere Chipgrößen und Kosten und ebenso eine Kompatibilität mit bewährten Konstruktionselementen und Prozessabläufen vorheriger Technologieknoten bietet. Im Rahmen der Siliziumplanartechnologie wird das Gate standardmäßig als erstes platziert (Gate-First). Anhand der Gate-Position können Source und Drain ohne weiteres korrekt platziert werden.

Das Problem besteht darin, dass die Dotierung der Source/Drain-Gebiete bei hohen Temperaturen erfolgt, die zwar dem bisher genutzten Polysilizium-Gate nichts ausmachen, einem Metal-Gate jedoch Probleme bereiten können.

Laut dem Bericht der Barclays Bank sollen die Mitglieder von IBMs Fab-Club und der Fishkill-Allianz (IBM, Infineon, NEC,Globalfoundries, Samsung, ST Microelectronics und Toshiba) auf Probleme mit dem Gate-First-Ansatz gestossen sein: Neben thermischen Instabilitäten soll es auch Verschiebungen der Transistor-Schwellenspannungen gegeben haben. Die Schlussfolgerung des Berichtes besteht darin, dass TSMC, das wie Intel auf den Gate-Last-Ansatz setzt, bei dem das Gate erst nach den Hochtemperaturschritten eingesetzt wird, mit seinem 28-nm-Prozess schneller am Markt sein als die Mitbewerber.

Sowohl Globalfoundries als auch Samsung haben den Bericht zurückgewiesen. Gregg Bartlett, Vice President bei Globalfoundries, führte aus, dass man in Fab 1 bereits Testchips fertigt und Bestellungen für 28-nm-Designs annehme. Zahlreiche Designs seinen bereits erfolgreich validiert worden.

Verliert TSMC Umsatz?

In dem Bericht der Barlays Bank wird auch auf das Geschäft der weltgrößten Foundry TSMC eingegangen. Hier erwartet man eine Auslastungsreduktion auf 75 Prozent, nachdem sie in Q2/Q3 2010 über einhundert Prozent gelegen hat. Bereits im 4. Quartal 2010 soll sie um bis zu 5 Prozent sinken, im ersten Quartal 2011 dann noch mal um 15 bis 20 Prozent. Entgegen TSMCs eigener Prognose für 2011, die ein Wachstum von 10 Prozent beinhaltet, nimmt die Barclays Bank 2011 einen Umsatzrückgang von 5 Prozent gegenüber 2010 an. Hier kann TSMC gegenüber dem Krisenjahr 2009 um 40 Prozent zulegen.

Die Investitionen für 2011 werden nach dem Bericht voraussichtlich auch auf 5 Mrd. Dollar zurückgefahren (geplant waren 5,9 Mrd. Dollar), allerdings erwartet man auf Grund des harten Wettbewerbs mit Globalfoundries und Samsung im Bereich der 28-nm-Fertigung keine Budgetreduktion.