摘要:有時看似相互矛盾的業界趨勢和消息使我們迷茫,如何正確理解當前的產業格局和自身位置?本文請多位專家進行了解讀和分析。
關鍵詞:整合;分化;IP;設計;虛擬集成
DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.9.004
產業在整合,還在分化?
Intel、三星等公司涵蓋從設計到制造的十多個流程,非常成功。同時,半導體業也在分化,有設計公司、IP(知識產權)公司、EDA(電子設計自動化)工具提供商、設計服務公司、代工廠、封測企業等,每個領域的競爭都趨于白熱化。那么,產業到底趨于整合,還是在分化?
國家科技重大專項(02專項)總體組專家組組長、中科院微電子研究所所長葉甜春教授認為,代工是個產業趨勢。代工廠有非常多的中小企業,他們有自己的市場。盡管像Intel、三星這些大公司很成功,但首先它們不太容易被復制;其次,他們也不能代表整個半導體業。
但是圍繞著未來更復雜的芯片(例如智能手機芯片)的設計和采用,整合可能是種趨勢,因為未來需要的技術力量越來越強。
還有一個趨勢,大家談得比較少,就是未來的商業集成——封裝、3D芯片等。當我們不依賴于芯片制造,而是通過封裝以后,半導體業將來有可能還要細分。未來的芯片設計不一定是SoC(系統芯片),還可以是SIP(封裝系統)。肯定先做系統設計,這個系統設計包括了對于后端的3D集成的設計,再做SIP。
因此,筆者認為,由于IC設計公司受上下游企業的影響越來越大,例如EDA公司、代工廠等,需要結成虛擬IDM(集成器件制造商)關系。
定位于特色模擬工藝的華潤上華公司總經理余楚榮稱,該公司有三種合作模式:標準代工、定制化和虛擬IDM。為了推出有競爭力的產品,IC設計公司需要提高對制造工藝的熟悉程度,代工廠也需要了解IC設計公司的特殊需要,因此對于有共同發展目標的客戶,虛擬IDM是種有效的戰略合作方式,在特定應用領域共同開發特定的工藝平臺,使客戶產品具備特殊競爭力,實現雙贏。
需要緊跟進下一代制程?
葉甜春表示,根據摩爾定律,現在20納米制程已經開始量產,18納米也在研發中,我國也在跟進研發。國際上,18英寸晶圓正在研制[2]。但是這些會有多大的市場需求量?我們的芯片設計能不能跟得上?能否負擔這個成本也很重要。也許下一代節點工藝是國際巨頭打造的一種市場策略。因此,未來的產能到底是不是能包括18英寸?也不一定。縱觀過去的每一代技術,像90納米、60納米可能是掙錢的。下一階段最掙錢的節點也許是28納米。那么再往下走,在20納米的基礎上,還有16、14納米等節點,總會有一個最佳的性價比。但現在還很難講。
中國半導體行業協會集成電路設計分會理事長、清華大學微電子與納電子學系主任魏少軍博士稱,據測算,22納米以后,特征尺寸縮小的過程當中仰仗的成本優勢大概不會存在。從0.13微米往90納米演進的時候,大概還從面積上可以獲得33.6%的降低好處,從90納米到65納米,還有20.6%,65納米到45納米有18%,45納米到32納米有10.1%,32納米到22納米的時候,只有3.3%了。估計從22納米再往下走,從面積上獲得的優勢已經不多了,幾乎可以忽略不計了。所以我們基本上可以判斷,22納米之后的性能可能還會進一步提升,但成本下降的空間非常有限,甚至反而上升。
因此,現在承認或者公開說在20納米左右要去建廠的廠商一共四家:Intel、IBM、三星、TSMC。那么代工廠數量的減少,一定對設計公司有影響。當我們看每家代工廠,在每個節點同時能支持的設計的時候,魏教授發現其數量在急劇下降,比如65納米的時候,一個代工廠大概可以同時支持60~80個設計。40納米時候,40~50個。28納米時,20~ 30個,20納米的12~16個,因為代工廠沒有精力了,太復雜了。
過去幾十年當中,摩爾定律一直在快速發展。但是最近幾年放慢了腳步,出現了half node(半代節點),這一方面說明技術本身難度很高;同時,巨額投資也是原因之一。所以現在有人又歸納出后摩爾定律、后摩爾時代。魏少軍倒沒這么看,但這個問題引發的深層次影響值得我們關注。魏少軍認為,向下一節點的發展速度不以人的意志為轉移,盡管我們今天大部分企業可能還不是在先進的節點上,但是很快地,隨著整體技術的進步,我們也會不斷地遷移到新的節點上。
因此,本土代工業也需要與時俱進。如何提升本土代工廠的競爭力也是一個巨大的挑戰。身處代工業,華潤上華認為中國的代工廠的主要問題不是數量問題,而是規模和實力不夠。只有6和8英寸晶圓廠,依然在保持盈利,華潤上華的余楚榮解釋了該公司定位特色模擬代工的原因:中國IC制造業要持續發展,技術、設備和資金是關鍵。在技術方面,我國IC生產工藝的研發基礎相對薄弱,引進國外技術又受到各種限制,因此,企業應當培養自主創新的能力,通過自身的努力來解決技術來源問題。
盡管模擬工藝不像數字工藝那樣追求先進節點,但是滿足多樣、特色的挑戰也是很大的,例如高壓功率模擬工藝、高精度模擬工藝、功率器件工藝、e-NVM/RF工藝、SOI工藝和MEMS工藝等。
各打小算盤,如何真正虛擬集成?
魏少軍認為,這實際上是一個文化問題,而不是技術問題。中國人經常說,“內戰內行,外戰外行”,很難跟人合作。這是我們文化傳統當中根深蒂固的東西,也是我們文化當中不適應當前,特別是高技術發展的一個特點。還有句話:“寧做雞頭,不做鳳尾。”好像自己過點小日子就可以了。但是我們看到在全球化大的整合過程中,合作是一個必然趨勢。即使很多大公司在打官司的時候,他們還在合作。而我們現在很難合作。這不僅體現在小公司,也體現在大公司,大公司在看別人的時候,覺得這東西我干嗎跟你小公司合作,我自己花點錢找幾個人自己做就得了。
今年4月,FaceBook花了十億美元買了僅有13人的Instagram公司[3],而該公司創業只有一年半時間,這在中國人是不可想象的事情。若是一家中國公司,內心上可能就想了,第一方案,花大價錢把這些人挖過來,也不會花十億元去買;第二方案,連這個錢都不用花,自己雇幾個人來開發。這是很典型的中國人的想法。所以大家不愿意合作,這是文化的問題。
第二,這些公司還沒被逼到活不下去的程度,如果真被逼急,恐怕也容易合作。
魏少軍的建議是:大家不要看太多利益之外的東西,做企業不就是要賺錢嗎?需要以股東的利益為重。所以首先要考慮的,還是怎樣能夠把自己的事業做大。這才能在利益上達成一致。
葉甜春認為,實際上,國際上很多企業合作時,他們能找到共同的利益點,然后再去打自己的小算盤。中國企業之所以不擅于合作,他們的定位都在中國市場,而且利潤率都非常低。在沒有足夠利潤空間的時候,大家不知道怎么去平衡它,實際上這些合作是很難掙到錢的。第二點,從政府角度來看,還是應該扶植中小企業,因為畢竟中國半導體產業較弱小,政府層面應比較關注產業鏈的培育。而且這幾年,中國已有一些整合,實際上是從相當多的中小企業開始的。
華潤上華的余楚榮說,本土企業合作有天然的優勢,隨著中國本土工藝平臺建立的完善,本土晶圓代工企業能夠提供更為便捷及貼近的技術與服務。且本土晶圓代工廠更了解本土市場的應用需求,這將有利于彼此交流,提高產品與終端應用的匹配度,以及加快產品的上市速度。
自己做IP,還是買IP?
成也IP,敗也IP。魏少軍指出:IP核很重要,但是如何使用IP核更重要。不擁有自主可控的IP核,中國的IC設計業不過是技術含量較高的“組裝業”。
那么,當新成立一家小芯片公司,是自己做IP,還是買IP?魏少軍毫不猶豫地回答,先去買,你自己做做不成。但是你在做的過程中,也可能會產生IP,千萬不要做一個扔一個,應該把自己歷史上做得很多的工作,想辦法變成IP。這就是內部IP,往往這個是你最熟悉的,你知道它的所有問題,你可以想辦法把它變成你自己用的,不一定去賣它。但是如果你創業,一定不要現在同時做IP,你首先想的是系統的問題,怎樣盡快讓產品賺錢。
小結
我國IC業正處于快速發展期,在發展機遇面前,也遇到了一些迷茫和挑戰。企業需要認清當前的產業潮流,制定適合自己的市場戰略。同時,也需要拓寬思路,勇于創新與合作,集中各方財力共舉民族半導體產業大旗。(鳴謝:本文部分素材來自“2012年Cadence用戶大全”,2012年8月9日,北京)