ay: block;">深亞微米芯片制造的壓力正在迫使代工廠較先前更為主動(dòng)地扮演設(shè)計(jì)角色。前不久臺(tái)聯(lián)電(UMC)的CEO胡國(guó)強(qiáng)做出了這樣的建議:代工廠必須憑借自身能力成為集成器件制造商(IDM)。
胡國(guó)強(qiáng):領(lǐng)先代工廠必須具有IDM的能力。
胡國(guó)強(qiáng)在美國(guó)加州舉行的ARM開(kāi)發(fā)商會(huì)議上作主題演講時(shí),提出了其關(guān)于代工廠全然不同的設(shè)想。代工廠應(yīng)該遠(yuǎn)離純制造模式,純制造只是過(guò)去一直以來(lái)的目標(biāo)。他認(rèn)為:“在這個(gè)時(shí)代,領(lǐng)先代工廠必須具有IDM的能力?！?
在描述代工廠本身的財(cái)政威脅時(shí),胡國(guó)強(qiáng)估計(jì)新型90納米SoC設(shè)計(jì)的一次出帶成本約為2千萬(wàn)至3千萬(wàn)美元。威脅的另一半來(lái)自過(guò)剩的8英寸晶圓生產(chǎn)能力,胡國(guó)強(qiáng)稱(chēng)其已經(jīng)催毀了成熟工藝的利潤(rùn)空間。
這位CEO建議,在這種雙重壓力之下,提供先進(jìn)工藝代工廠的唯一出路就是積極參與培養(yǎng)新創(chuàng)設(shè)計(jì)公司,增加它們投入量產(chǎn)的機(jī)會(huì)。胡國(guó)強(qiáng)表示,代工廠必須借助先進(jìn)12英寸工藝的成本效益以及為客戶(hù)提供IP的能力的共同作用,使自己與眾不同。
“做一個(gè)純粹的技術(shù)供應(yīng)商再也行不通了?！焙鷩?guó)強(qiáng)強(qiáng)調(diào),“我們不得不進(jìn)行從代工廠向解決方案供應(yīng)商的轉(zhuǎn)型?！边@意味著要擁有交付客戶(hù)使用的合適IP,擁有測(cè)試和封裝、晶圓制造、以及將客戶(hù)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為芯片(在系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行)的專(zhuān)業(yè)能力。但是胡國(guó)強(qiáng)強(qiáng)調(diào):“這同時(shí)意味著系統(tǒng)架構(gòu)專(zhuān)業(yè)技術(shù)?！?
在證明其觀點(diǎn)時(shí),胡國(guó)強(qiáng)指出,正是UMC、ARM、Artisan、美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體和Synopsys之間的五方合作促成了ARM智能能量管理(IEM)架構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用。對(duì)芯片設(shè)計(jì)人員而言,這個(gè)由ARM公司提出的新概念,需要UMC的工藝支持、Artisan的庫(kù)、國(guó)家半導(dǎo)體的外部功率控制芯片以及Synopsys的諸多工具(許多仍在開(kāi)發(fā)當(dāng)中)才能得以實(shí)現(xiàn)。
胡國(guó)強(qiáng)還引用了UMC最近宣布與Cadence合作一事作為論據(jù),兩公司就面向超寬帶通信應(yīng)用的CMOS RF設(shè)計(jì)進(jìn)行合作。UMC提供其RF-CMOS工藝,而Cadence提供它的Virtuoso混合信號(hào)RF工具流程。這些并沒(méi)有什么令人吃驚的。意想不到的地方是,該合作包括一個(gè)本質(zhì)上非常完整的單芯片無(wú)線(xiàn)電參考設(shè)計(jì),而該參考設(shè)計(jì)并不是由Cadence或第三方IP供應(yīng)商提供的,而是出自UMC自己的系統(tǒng)及架構(gòu)小組之手。
通過(guò)這個(gè)例子,胡國(guó)強(qiáng)提到了過(guò)去曾被再三重復(fù)的觀察結(jié)論,即90納米和65納米的設(shè)計(jì)難點(diǎn)需要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和代工廠之間的緊密合作。胡國(guó)強(qiáng)并沒(méi)有否認(rèn)這點(diǎn),而是對(duì)其進(jìn)行了強(qiáng)調(diào),并重點(diǎn)指出了這樣做的困難度。
“還有大量工作有待完成。”胡國(guó)強(qiáng)表示,“我們可以從實(shí)際硅中搜集數(shù)據(jù)。這一數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)光刻和其它工藝步驟的可制造性設(shè)計(jì)(DFM)感知模式,設(shè)計(jì)人員可在流片之前使用這些模式確認(rèn)潛在的問(wèn)題區(qū)域。它能夠?yàn)楣に嚁?shù)據(jù)提供DFM感知工具,以在出帶后進(jìn)行光學(xué)近似校正(OPC)。這些仍然都是很棘手的任務(wù)。UMC在這個(gè)問(wèn)題上持開(kāi)放態(tài)度,我們?cè)敢馀c任何可以提供幫助的人合作?！?
圖2: 新型代工廠向應(yīng)用專(zhuān)家發(fā)展。
但胡國(guó)強(qiáng)略過(guò)了DFM能力問(wèn)題,只是建議代工廠必須做好準(zhǔn)備在IP層面,特別是架構(gòu)層面上予以幫助。他直接跳入到對(duì)這種代工廠業(yè)務(wù)模式特性深具信心的話(huà)題。
如果代工廠扮演這些新角色,那么它們?nèi)绾伪苊庾约撼蔀殛P(guān)鍵客戶(hù)的實(shí)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手呢？一個(gè)已經(jīng)攀登到工藝工程領(lǐng)域頂端的代工廠,真的能夠在這個(gè)原本由其客戶(hù)服務(wù)的廣泛市場(chǎng)領(lǐng)域內(nèi)游刃有余嗎？這種專(zhuān)業(yè)能力真的能夠有效增加營(yíng)收,從而抵御利用自身產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的誘惑嗎？所有這些問(wèn)題都還沒(méi)有明確的答案。
無(wú)論是坦言聲明還是心存默契,現(xiàn)在明確的一點(diǎn)就是,有關(guān)設(shè)計(jì)方面更深層次的合作正在展開(kāi)。臺(tái)積電(TSMC)的一位發(fā)言人表示:“作為代工行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,我們經(jīng)歷了很多激動(dòng)人心的事情,而其中一點(diǎn)就是能夠第一手見(jiàn)證與客戶(hù)達(dá)成協(xié)作商務(wù)模式的整個(gè)發(fā)展歷程。我們將協(xié)助客戶(hù)達(dá)到目標(biāo)的能力作為代工行業(yè)成功的基石?！?
最近幾個(gè)月,這種合作采取了更為多樣化的技術(shù)形式,包括引入TSMC的庫(kù)目錄以及一個(gè)用于評(píng)估和驗(yàn)證TSMC工藝用IP的雄心勃勃的項(xiàng)目。
如果認(rèn)為這種趨勢(shì)是一個(gè)完全嶄新的,或者它僅限于臺(tái)灣的代工巨頭,那就錯(cuò)了。
“胡國(guó)強(qiáng)所表示的只是他們的CMOS邏輯業(yè)務(wù)正在越來(lái)越像模擬混合信號(hào)(AMS)代工業(yè)務(wù)一直扮演的角色?！盝azz半導(dǎo)體公司的首席技術(shù)和戰(zhàn)略官Paul Kempf評(píng)論道,“在混合信號(hào)和RF晶圓制造世界,我們無(wú)法期望客戶(hù)建立自己的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施,而必須由我們提供?！?
對(duì)Kempf而言,這意味著面向基本構(gòu)建模塊(對(duì)AMS設(shè)計(jì)是必需的,但是無(wú)法使其產(chǎn)生區(qū)別)的通過(guò)硅測(cè)試的IP；它也意味著涉足架構(gòu)決策(當(dāng)這些決策將影響技術(shù)時(shí))。
“客戶(hù)關(guān)系是多樣化的?！币陨写STower半導(dǎo)體公司的副總裁兼CTO Rafi Nave指出,“成熟的客戶(hù)在大多數(shù)情況下都很清楚他們需要什么,而新創(chuàng)公司往往只有一個(gè)好點(diǎn)子。和它們的合作可以變成聯(lián)手開(kāi)發(fā)。”
Nave表示,如果設(shè)計(jì)決策與工藝選擇相結(jié)合,這一點(diǎn)就更為正確?！袄?你可以通過(guò)技術(shù)或通過(guò)電路設(shè)計(jì)來(lái)著手進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)。”他說(shuō)。Tower公司有時(shí)就發(fā)現(xiàn)自己與這種分析有關(guān)。
這些問(wèn)題也會(huì)把小型代工廠拖入到與應(yīng)用的深層次關(guān)聯(lián)嗎？Jazz公司的Kempf認(rèn)為答案是肯定的。“我們正在建立工藝專(zhuān)業(yè)能力,”他稱(chēng),“但是確實(shí),你再也無(wú)法單純做一個(gè)工藝技術(shù)供應(yīng)商了?！?
作者: 張國(guó)勇
