SANTA CLARA, CALIFORNIA / LONDON (IT BOLTWISE) – GlobalFoundries treibt Gain-Cell-RAM (GCRAM) in Richtung Serienreife voran: Das Unternehmen qualifiziert die Technologie in der 22nm-FD-SOI-Fertigung und hat dafür bereits einen GCRAM-Testchip tape-outen lassen. Gemeinsam mit dem Startup RAAAM Memory Technologies sollen künftig Design-Access für führende Kunden folgen, geplant für Anfang 2027. Parallel stellt der Hersteller seine neue 40UX- und 22UX-UX-Plattform als Bulk-CMOS-Prozessfamilie mit Roadmap zu Produktionsterminen bis 2027 bereit. Außerdem startet QuantalRF mit einem DPD-effizienten Front-End-Modul für Wi‑Fi 7 und Wi‑Fi 8 in die Sampling-Phase.
GlobalFoundries hat auf seinem GlobalFoundries Technology Summit (GTS) in Santa Clara gleich mehrere technische Weichen gestellt. Im Mittelpunkt steht die Zusammenarbeit mit dem Startup RAAAM Memory Technologies: Das Team hat einen Gain-Cell-RAM-Testchip in GF-s 22nm FD-SOI-Technologie tape-outen lassen und arbeitet damit an einer On-Chip-Memory-Alternative zu klassischem SRAM. FD-SOI (Fully Depleted Silicon-On-Insulator) gilt seit Jahren als interessanter Pfad für stromsparende Logik und Speicherbereiche, weil sich Effekte aus dem Substrat gezielter kontrollieren lassen als in rein bulk-dominierten Ansätzen. Damit verschiebt sich die Diskussion weg vom „ob“ hin zum „wie gut“ und „für welche Cache-Ebenen“ solche Zellen in echten Chipsystemen wirken.
RAAAM verfolgt dabei eine Architektur mit sogenannten Gain-Cells, konkret als „Gain-Cell RAM“ (GCRAM), ausgelegt als potenzieller Drop-in-Ersatz für SRAM in bestimmten Designs. Technisch ist das relevant, weil SRAM in vielen Systemen als L1-Cache für schnelle Zugriffe dient, gleichzeitig aber bei steigender Chipkomplexität und steigenden Bandbreite-Anforderungen Skalierungs- und Flächenprobleme in den Vordergrund rücken. Die vom Startup und der Fachwelt diskutierte Kernwirkung ist eine Kombination aus höherer Dichte und niedrigerem Leistungsverbrauch. Laut einer aktuellen Publikation der Stanford University wird Gain-Cell Memory genau dafür als Kandidat beschrieben, weil es bei Domain-spezifischen Beschleunigern (also dort, wo Lastprofile wiederholbar sind) einen spürbaren Effizienzvorteil gegenüber SRAM ermöglichen kann.
GF ordnet GCRAM allerdings nicht nur als generischen Ersatz ein, sondern positioniert die Technologie differenziert: Das Unternehmen sieht GCRAM besonders als Kandidaten für Level-2- und Level-3-Caches. L2 und L3 sind typischerweise etwas langsamer als L1, aber sie bleiben nahe genug am Prozessor, um bestimmte Daten, Statusinformationen oder wiederkehrende Zugriffsmuster ohne den Umweg über externe Speichercontroller effizient zu bedienen. Der Vorteil der Einordnung liegt in der Systemtechnik: Wenn sich ein Speicherpfad nicht im harten Taktfenster von L1 bewegen muss, lassen sich andere Trade-offs ausspielen, etwa bei Fläche, Leckstrom und Energie pro Zugriff. Für den Praxisbezug nennt das Startup für GCRAM zudem konkrete Zielgrößen: Bis zu 50% weniger Siliziumfläche und bis zu dreifach weniger Leistung gegenüber traditionellem SRAM. Gleichzeitig soll die Technologie im Standard-CMOS-Fabrication-Flow umsetzbar sein, wodurch sich die Hürde für Design-Teams reduziert, die nicht jedes Mal neu qualifizieren möchten.
Die Prozess- und Integrationsstory setzt sich bei GF mit der zweiten Säule fort: der UX-Technologieplattform. Der 40UX- und 22UX-Familienansatz basiert auf Bulk-CMOS-Technologien und ist damit auf einen skalierbaren Roadmap-Pfad für stromsparende Anwendungen ausgerichtet. GF nennt als Zielbereiche unter anderem Low-Power-Mikrocontroller, Funkschnittstellen, Sensor-Interfaces, Bildgebung sowie Edge-KI-Chips. Für die Roadmap ist entscheidend, dass nicht nur ein einzelner Prozessknoten „irgendwann“ verfügbar ist, sondern dass GF sowohl Volumenanläufe als auch Produktionsorte festlegt. Laut Ankündigung soll 40UX ab 2027 in Volumenproduktion in der Singapore-Fab hochlaufen, die künftige Fertigung aber auch über die Malta-Standorte abgedeckt werden. Das 22UX-Pendant wird in Dresden, Deutschland, gefertigt. Beide Plattformen werden über GF’s Multi-Project-Wafer-Programm angeboten, mit „quarterly shuttles“ bis 2027, was für Entwicklerteams vor allem eines bedeutet: Planbarkeit bei der Design-Iterationen ohne sofortige Full-Size-Fab-Verpflichtung.
Aus der Memory-Perspektive und der RF-Perspektive betrachtet, zeigt der Mix aus GCRAM, UX-Plattform und RF-Sampling vor allem eines: GF versucht, mehrere Engpässe im Produktentwicklungszyklus gleichzeitig zu entschärfen. Beim Speicher geht es um die Frage, wie sich On-Chip-Memory näher an die Energie- und Flächenbudgets heutiger SoCs heranbringen lässt. Bei UX-Prozessen geht es um die Verfügbarkeit von robusten PDKs (Process Design Kits), damit Designteams schneller von Modellsimulationen in echte Layout- und Verifikationsroutinen wechseln können. Und beim Funksektor liefert QuantalRF einen weiteren Baustein: Das Unternehmen startet mit dem Sampling des QWX27104, einem DPD-effizienten Linear-Front-End-Modul für Wi‑Fi 7 und Wi‑Fi 8 mobile Anwendungen. Die Fertigung erfolgt dabei über GF’s 8SW RF-SOI-Prozess. In der Praxis ist die DPD-Effizienz (Digital Pre-Distortion) ein wichtiger Hebel, um Linearität bei gleichzeitig guter Energieeffizienz zu erreichen, gerade wenn moderne Wi‑Fi-Standards höhere Anforderungen an Modulation und spektrale Eigenschaften mitbringen.
Für Unternehmen, die solche Bausteine in Produktdesigns integrieren, ergeben sich daraus konkrete Anschlussfragen: Teams im Chip-Design müssen bewerten, wie sich GCRAM in Cache-Architekturen einfügt, insbesondere hinsichtlich Timing, Skalierung und dem Zusammenspiel mit den jeweiligen Cache-Hierarchien. Gleichzeitig gewinnen Entwickler von Edge-KI- und Sensor-SoCs durch die UX-Roadmap ein klareres Fenster, um IP- und Software-Ökosysteme über Prozessgenerationen hinweg zu stabilisieren. GF plant zudem, dass RAAAM und GF gemeinsam GCRAM Design-Access an Lead-Kunden bereitstellen wollen, beginnend in early 2027. Bis dahin ist es für viele Entscheider ein guter Zeitpunkt, die Speicher- und Prozesspfade systematisch zu vergleichen: nicht als „Entweder-oder“, sondern als Portfolio-Strategie, bei der L2/L3-Pfade frühzeitig pilotiert werden können, während L1-lastige Workloads parallel mit den bestehenden SRAM-Setups weitervalidiert werden.
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