Raft算法：保障分布式系統(tǒng)共識的穩(wěn)健之道
1. 什么是Raft算法？Raft 是英文”Reliable、Replicated、Redundant、And Fault-Tolerant”（“可靠、可復(fù)制、可冗余、可容錯(cuò)”）的首字母縮寫。Raft算法是一種用于在分布式系統(tǒng)
意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）本月正式官宣其又一大擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，將在意大利卡塔尼亞（Catania）投資7.3億歐元建造一條6英寸碳化硅襯底生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)于2023年投產(chǎn)。這也是意法半導(dǎo)體近期繼意大利Agrate和法國Crolles的12英寸新線后，宣布的第三項(xiàng)重大擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。
從幾年前的“風(fēng)雨飄搖”，到今天的“意氣風(fēng)發(fā)”，意法半導(dǎo)體走出了令人印象深刻的逆襲足跡，而其“三箭齊發(fā)”的擴(kuò)產(chǎn)動作背后，還蘊(yùn)含著歐洲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)復(fù)興的“大戰(zhàn)略”。
01
意法半導(dǎo)體的“翻身仗”
意法半導(dǎo)體在碳化硅領(lǐng)域的垂直一體化動作已有“預(yù)告”，該公司技術(shù)、制造、質(zhì)量及供應(yīng)鏈總裁Orio Bellezza在今年的資本市場日上就對外透露，將進(jìn)一步擴(kuò)大在意大利卡塔尼亞和新加坡宏茂橋的前端制造產(chǎn)能，其試驗(yàn)產(chǎn)線已經(jīng)能夠小批量供應(yīng)6英寸、8英寸碳化硅襯底，新的內(nèi)部生產(chǎn)設(shè)施將于2023年亮相。
（意法的目標(biāo)是到2024年實(shí)現(xiàn)40%碳化硅襯底的內(nèi)部供應(yīng)）
早在2019年宣布完成對碳化硅襯底制造商N(yùn)orstel的全面收購后，意法半導(dǎo)體從碳化硅器件向上游襯底片的垂直一體化延申就已經(jīng)是一張“明牌”，此前意法半導(dǎo)體襯底片相當(dāng)比例來自于Wolfspeed（原Cree），在供應(yīng)上顯然不及內(nèi)部生產(chǎn)更具彈性，也不利于碳化硅器件的設(shè)計(jì)、材料、工藝協(xié)同優(yōu)化，更重要的是，隨著Wolfspeed等廠商向下游器件領(lǐng)域加大投入，在碳化硅器件市場市占率第一的意法半導(dǎo)體也有必要在供應(yīng)鏈上“多留一手”。事實(shí)上，此次意法半導(dǎo)體公告中也明確提到，卡塔尼亞項(xiàng)目是為了實(shí)現(xiàn)“內(nèi)部和商業(yè)供應(yīng)方之間的碳化硅襯底供應(yīng)平衡”。
在卡塔尼亞項(xiàng)目之外，意法半導(dǎo)體在意大利Agrate和法國Crolles布局的12英寸晶圓制造項(xiàng)目也正處于不同推進(jìn)階段，前者將與Tower合作建設(shè)，用于制造高端電源管理、混合信號、射頻器件，而位于法國Crolles的項(xiàng)目則將與格芯（Global Foundries）進(jìn)行深度合作，根據(jù)雙方簽署的諒解備忘錄，Crolles新工廠將主要基于絕緣體上硅（FD-SOI）工藝平臺，制程規(guī)劃將覆蓋至18納米節(jié)點(diǎn)，工藝可能來自于三星技術(shù)授權(quán)，尤其值得注意的是，Orio Bellezza提供的演示資料中，意法半導(dǎo)體還將推出基于外部代工的FinFET和先進(jìn)FD-SOI產(chǎn)品，F(xiàn)D-SOI先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)被標(biāo)注為10納米，這或許代表著其戰(zhàn)略合作伙伴格芯FDX工藝新的演進(jìn)目標(biāo)。
（演示資料中還標(biāo)注了碳化硅器件向第四代、第五代的發(fā)展規(guī)劃）
總體而言，“三箭齊發(fā)”的意法半導(dǎo)體，展現(xiàn)出在邏輯、模擬、功率半導(dǎo)體市場全線出擊的進(jìn)取勢頭，預(yù)計(jì)新項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)后，公司12英寸晶圓產(chǎn)能將實(shí)現(xiàn)翻番，大幅提高公司產(chǎn)品交付能力，并進(jìn)一步鞏固其在碳化硅市場的競爭優(yōu)勢。
意法半導(dǎo)體今天的“意氣風(fēng)發(fā)”，體現(xiàn)出這家歐洲老牌半導(dǎo)體廠商的頑強(qiáng)生命力。短短幾年前，意法還被外界目為“泥足巨人”，在手機(jī)芯片領(lǐng)域合并恩智浦業(yè)務(wù)、與愛立信合資等重注黯淡收場，后續(xù)沖擊引發(fā)公司內(nèi)部法、意兩方股東關(guān)系緊張。未能搭上智能手機(jī)SoC大機(jī)遇的同時(shí)，隨著IBM宣布收縮半導(dǎo)體制造業(yè)務(wù)，與其合作推進(jìn)FD-SOI先進(jìn)制程的意法也在制造技術(shù)發(fā)展上遭遇重挫，時(shí)任CEO Carlo Bozotti宣布不再投資開發(fā)1X納米FD-SOI工藝，此舉也宣告歐洲廠商退出了如火如荼的先進(jìn)制程競逐。在資本市場看來，此時(shí)的意法“緩慢而乏味”，在其競爭的大部分細(xì)分領(lǐng)域都是“長期的份額輸家”，少有的亮點(diǎn)智能手機(jī)MEMS可能被蘋果用新銳廠商替換，分立器件領(lǐng)域又面臨中國廠商激烈的成本競爭，甚至有市場人士暗示，意法應(yīng)當(dāng)被谷歌收購，成為后者搭建半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的“養(yǎng)料”。
然而隨著法國人Jean-Marc Chery接任CEO，意法半導(dǎo)體在2018年后打出了漂亮的“翻身仗”，其ToF傳感器等新產(chǎn)品鞏固乃至擴(kuò)大了在高端智能手機(jī)中配套份額，而特斯拉在Model 3主逆變器中選用意法半導(dǎo)體碳化硅MOSFET，也將公司送上了車用功率器件的“風(fēng)口”。
03
意法復(fù)興的“大棋局”
從目前布局看，在傳統(tǒng)產(chǎn)品線之外，先進(jìn)制程與寬禁帶材料，是意法半導(dǎo)體未來兩大投入重點(diǎn)。
首先來看先進(jìn)制程，意法半導(dǎo)體此次重啟向1X納米工藝節(jié)點(diǎn)的進(jìn)軍，明確選擇了FD-SOI技術(shù)路線為突破重點(diǎn)。而在與格芯的產(chǎn)能合作之前，今年4月份，意法、格芯、Soitec、CEA-Leti就已經(jīng)宣布組成技術(shù)聯(lián)盟，合作推進(jìn)下一代FD-SOI技術(shù)路線圖和產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)培育，比肩Imec的研究機(jī)構(gòu)CEA-Leti展望稱，F(xiàn)D-SOI可以擴(kuò)展至10納米乃至更小工藝節(jié)點(diǎn)。
FD-SOI此前在與FinFET技術(shù)路線競爭中的失敗，既有硅片成本過高等技術(shù)原因，也與推動這一技術(shù)發(fā)展的“Vendor”實(shí)力不足有相當(dāng)大關(guān)系，此次FD-SOI技術(shù)迭代“重啟”，則面對著更為有利的環(huán)境。一方面，F(xiàn)inFET在進(jìn)入更低制程節(jié)點(diǎn)后，由于需要使用昂貴的EUV光刻設(shè)備，芯片制造成本大幅增加，相當(dāng)程度上繼承傳統(tǒng)平面工藝，無需EUV的FD-SOI成本劣勢縮小，另一方面，F(xiàn)D-SOI固有的漏電流性能優(yōu)勢，隨著汽車、物聯(lián)網(wǎng)和移動應(yīng)用的勃興得以進(jìn)一步凸顯。
其次再看寬禁帶材料，在垂直一體化的同時(shí)，意法半導(dǎo)體碳化硅MOS管也已經(jīng)發(fā)展到了第三代，并可能通過溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高性能表現(xiàn)，而在另一熱門材料氮化鎵（GaN）領(lǐng)域，意法半導(dǎo)體位于法國圖爾斯（Tours）的8英寸工廠預(yù)計(jì)將于2023年投入規(guī)模量產(chǎn)，并正在推進(jìn)集成GaN、BCD工藝GaN等特色技術(shù)開發(fā)。
值得特別強(qiáng)調(diào)的是，作為長期以來的歐洲芯片企業(yè)“一哥”，時(shí)至今日法意兩國國有資本仍然在意法半導(dǎo)體享有大股東地位，今年7月法國總統(tǒng)馬克龍親自視察Crolles項(xiàng)目，并宣布向“10納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)”的研發(fā)資金支持，而卡塔尼亞碳化硅項(xiàng)目中，意大利政府同樣為其申請了歐盟援助資金中2.925億歐元的補(bǔ)貼，這樣不同尋常的官方支持，使意法半導(dǎo)體近年來的布局方向，相當(dāng)程度上也折射著歐洲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策規(guī)劃的思路。
以先進(jìn)制程為例，在歐洲2030年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中，對于FD-SOI已經(jīng)表達(dá)了明確興趣。
歐盟委員會近期向歐盟理事會提交的《歐洲芯片法案》附件4（Annex 4）中，就專門針對FD-SOI與FinFET技術(shù)路線進(jìn)行了詳細(xì)分析，認(rèn)為歐洲地區(qū)產(chǎn)業(yè)生態(tài)與技術(shù)基礎(chǔ)，完全可以將FD-SOI推進(jìn)至10納米節(jié)點(diǎn)，與其后7納米以下FinFET乃至GAA-FET工藝相銜接。
歐盟對FD-SOI的“執(zhí)念”背后，是其芯片產(chǎn)業(yè)“自主可控”的訴求，F(xiàn)D-SOI的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，意味著開辟一個(gè)與FinFET可以相區(qū)別的先進(jìn)邏輯芯片制造生態(tài)，歐洲本土企業(yè)無疑將是最大的獲益者，也將大大有助于提升供應(yīng)鏈上歐洲本土配套的比例。盡管美國目前極力拉攏歐盟，英特爾也信誓旦旦將在其投資的德國工廠上馬最先進(jìn)的GAA-FET工藝，但歐洲對先進(jìn)FD-SOI技術(shù)步步為營的布局，依然透露出其戰(zhàn)略規(guī)劃層面的“清醒”。
04
結(jié)語
重新“支棱”起來的意法半導(dǎo)體及其戰(zhàn)略布局，為中國產(chǎn)業(yè)界也帶來了有力的鼓舞和有益的鏡鑒，對于后者而言，先進(jìn)制程邏輯芯片制造面臨著更為嚴(yán)峻的外部遏制壓力，大陸產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)也有不少正在FD-SOI技術(shù)路線上默默耕耘，這條能夠繞開EUV的“小路”，有必要得到更多企業(yè)更大力度的“平整”和“拓寬”。
而在寬禁帶材料領(lǐng)域，與眼花繚亂數(shù)十上百個(gè)國內(nèi)碳化硅、氮化鎵項(xiàng)目相比，剛剛著手建設(shè)歐洲首個(gè)6英寸碳化硅襯底量產(chǎn)工廠的意法半導(dǎo)體，在市場上卻有著強(qiáng)勁許多的競爭力，在宣發(fā)融資的“熱鬧”背后，新賽道如何商業(yè)落地，需要國內(nèi)企業(yè)更多思考。
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