A GlobalFoundries bejelentette, hogy 2015-re tervezik a 14 nm-es gyártástechnológia bemutatását, mely előtt természetesen még lesz pár node, amire válthatnak a partnerek. Jelenleg a 28 nm-es node-ok jelentik a következő, kvázi aktuálisnak tekinthető lépcsőt, melyet a cégek már ma is elérhetnek, és 2013-ban több lapka is érkezik a vállalat gyártástechnológiájára építve. Az AMD korábban hivatalosan is elismerte, hogy a Kaveri APU bulk wafereket használó 28 nm-es node-on készül, míg a Kabini és a Temash APU esetében valószínű, hogy a TSMC mellett lesznek GlobalFoundries gyártástechnológiát hasznosító verziók.

A GlobalFoundries útitervében azonban feltűnik egy érdekes 28 nm-es node is, mely bulk helyett SOI wafereket használ. Ezt a cég az STMicroelectronics segítségével fejlesztette ki, és valószínű, hogy az új generációs ST-Ericsson SoC-ok már hasznosítani fogják a node képességeit. A 28 nm-es gyártástechnológia a korábbi 32 nm-es megoldással szemben már nem Partially Depleted, hanem Fully Depleted megvalósítást alkalmaz. Előbbi előnye az egyszerűbb gyárthatóság és a jobb skálázhatóság, ám meg kell küzdeni a lebegőtest effektussal. Itt arról van szó, hogy a félvezető és a szigetelő között töltés keletkezik, amire a dizájn kialakításánál ügyelni kell. Az FD-SOI ettől a problémától mentes, de a megfelelő gyártástechnológia kialakítása nehezebb. A GlobalFoundries az STMicroelectronics partnereként előretekint, mivel az iparág egyöntetű véleménye az, hogy 14 nm-en, vagy alatta a lebegőtest jelensége szinte kezelhetetlenné válik, ami megmagyarázza a váltást. A GlobalFoundries mellett a Samsung is az FD-SOI-t tekinti értékelhető alternatívának, de a két vállalat a Common Platformon belül együtt dolgozik az új generációs node-ok alapjainak kialakításán, így egyetértésük tulajdonképpen nem meglepő. A SOI-ra egyébként azért is hárul ekkora figyelem, mert 14 nm alatt jóval előnyösebb SOI gyártástechnológiát használni a jelenleg szélesebb körben elterjedt bulkkal szemben. Természetesen ezek fejlesztése minden bérgyártónál zajlik, de a SOI-val messze nem könnyű bánni, így a GlobalFoundries már most tapasztalatot szeretne gyűjteni róla, hogy később előnyösebb helyzetben várhassa az újabb SOI node-ok bevezetését.

[+]

A vállalat következő nagy dobása a 20 nm-es node, melyről már tudni lehet, hogy a Replacement Metal-Gate, azaz a gate last megvalósításra épül, szemben a 28 nm-en alkalmazott gate firsttel. Ezt a váltást a vállalat korábban azzal magyarázta, hogy 20 nm-en egyszerűen ez a jobb megoldás. Mint ismeretes, a gate first előnye, hogy a gyártási folyamat nagyon hasonló a korábbi SiON/poly-Si megvalósításhoz, ám kihívást jelent megtalálni a megfelelő tranzisztorkészletet, ami kibírja az extrém magas hőmérsékleti értékeket, és emellett kompatibilis az alkalmazott feszítési technikával. A gate last ezzel szemben komplex és drágábban gyártható, ám előnyöket is fel tud hozni, mint a különálló PMOS és NMOS fémek használata, amikkel a magas hőmérséklet problémája kizárható, így szabadabb a mérnökök keze a felhasználható anyagok kiválasztásánál. A csíkszélesség csökkenésével valóban egyre hátrányosabb helyzetbe kerül a gate first a gyártás során keletkező extrém magas hőmérséklet miatt, így a gate last 20 nm-en már ténylegesen előnyösebb lehet.

A GlobalFoundries 20 nm után 14 nm-re ugrik, mely node-ot a vállalat csak 14XM néven emleget, ahol az XM az extreme mobility rövidítése. Ez a fejlesztés a planáris tranzisztorokról áttér a FinFET tranzisztorokra. Ezeket használja az Intel a 22 nm-es node esetében, csak ők Tri-Gate néven emlegetik, de a lényeg gyakorlatilag ugyanaz, ám GlobalFoundries a FinFET mellett az FD-SOI-t is implementálja. A vállalat egyébként az AMD-től megörökölt tapasztalatoknak hála már több, mint 10 éve dolgozik FinFET tranzisztorokon. Éppen ezért a cég egy nagyon agresszív útitervet vázolt fel, azaz a szokásos két éves gyártástechnológiai váltások helyett a 14 nm-es node-ot már egy évvel a 20 nm-es megoldások után be akarják vezetni.

[+]

Természetesen egy bérgyártó esetében ez nem gond, hiszen függetlenül attól, hogy mikor lesz kész a 14 nm, a korábbi node-okra, így is nagy lesz az igény, vagyis a partnerek egy része biztos nem fog váltani. Ez főleg annak köszönhető, hogy az újabb gyártástechnológiák egyre drágábban érhetők majd el, és a felmutatott előnyök a többletköltséggel nem lesznek majd összhangban. Ennek okát elsősorban a fizika törvényeiben kell keresni, mivel a CMOS technológia elért egy olyan szintre, ahol a kisebb csíkszélesség ugyan kivitelezhető, vagyis egyre több tranzisztor építhető be egy lapkába, de a tranzisztorok bekapcsolásához szükséges energiaigény már nem csökken értékelhető mértékben. Tökéletesen látszik, hogy Moore törvénye még mindig kiaknázható, de Robert H. Dennard skálázási szabálya a 90 nm-es gyártástechnológia bevezetése óta egyre jobban hanyatlik, így a lapkákat már nem lehet úgy tervezni, hogy majd az új gyártástechnológia meghozza a várt áttörést a fogyasztás tekintetében. Ennek megfelelően energiahatékonyságot ma már inkább tervezéssel lehet nyerni, és az új node-ra való átállással ebből a szempontból nem sokat számít. Megjegyzendő, hogy ebből az is kitalálható, hogy a TSMC a 28 nm-es node-okra miért tekint ennyire komoly beruházásként. Mivel a tajvani bérgyártó tisztában van vele, hogy a problémák gyökere a fizika törvényeiből ered, így pontosan tudják, hogy a 20 nm-re való váltást sokan nem fogják meglépni, ugyanis a felmutatott előnyök elhanyagolhatók, miközben a költségek jelentősen nőnek.

A következő években általánosan jellemző lesz, hogy a bérgyártók partnerei a kisebb lapkák, jellemzően SoC-ok esetében inkább maradnak a bevált gyártástechnológiákon, és az új node-okra való váltást a lehető legtovább fogják majd húzni.