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地扮演設計角色。前不久臺聯(lián)電(UMC)的CEO胡國強做出了這樣的建議:代工廠必須憑借自身能力成為集成器件制造商(IDM)。
胡國強:領先代工廠必須具有IDM的能力。
胡國強在美國加州舉行的ARM開發(fā)商會議上作主題演講時,提出了其關于代工廠全然不同的設想。代工廠應該遠離純制造模式,純制造只是過去一直以來的目標。他認為:“在這個時代,領先代工廠必須具有IDM的能力。”
在描述代工廠本身的財政威脅時,胡國強估計新型90納米SoC設計的一次出帶成本約為2千萬至3千萬美元。威脅的另一半來自過剩的8英寸晶圓生產(chǎn)能力,胡國強稱其已經(jīng)催毀了成熟工藝的利潤空間。
這位CEO建議,在這種雙重壓力之下,提供先進工藝代工廠的唯一出路就是積極參與培養(yǎng)新創(chuàng)設計公司,增加它們投入量產(chǎn)的機會。胡國強表示,代工廠必須借助先進12英寸工藝的成本效益以及為客戶提供IP的能力的共同作用,使自己與眾不同。
“做一個純粹的技術供應商再也行不通了。”胡國強強調,“我們不得不進行從代工廠向解決方案供應商的轉型。”這意味著要擁有交付客戶使用的合適IP,擁有測試和封裝、晶圓制造、以及將客戶的設計轉化為芯片(在系統(tǒng)內運行)的專業(yè)能力。但是胡國強強調:“這同時意味著系統(tǒng)架構專業(yè)技術。”
在證明其觀點時,胡國強指出,正是UMC、ARM、Artisan、美國國家半導體和Synopsys之間的五方合作促成了ARM智能能量管理(IEM)架構的實際應用。對芯片設計人員而言,這個由ARM公司提出的新概念,需要UMC的工藝支持、Artisan的庫、國家半導體的外部功率控制芯片以及Synopsys的諸多工具(許多仍在開發(fā)當中)才能得以實現(xiàn)。
胡國強還引用了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用的CMOS RF設計進行合作。UMC提供其RF-CMOS工藝,而Cadence提供它的Virtuoso混合信號RF工具流程。這些并沒有什么令人吃驚的。意想不到的地方是,該合作包括一個本質上非常完整的單芯片無線電參考設計,而該參考設計并不是由Cadence或第三方IP供應商提供的,而是出自UMC自己的系統(tǒng)及架構小組之手。
通過這個例子,胡國強提到了過去曾被再三重復的觀察結論,即90納米和65納米的設計難點需要設計團隊和代工廠之間的緊密合作。胡國強并沒有否認這點,而是對其進行了強調,并重點指出了這樣做的困難度。
“還有大量工作有待完成。”胡國強表示,“我們可以從實際硅中搜集數(shù)據(jù)。這一數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)光刻和其它工藝步驟的可制造性設計(DFM)感知模式,設計人員可在流片之前使用這些模式確認潛在的問題區(qū)域。它能夠為工藝數(shù)據(jù)提供DFM感知工具,以在出帶后進行光學近似校正(OPC)。這些仍然都是很棘手的任務。UMC在這個問題上持開放態(tài)度,我們愿意與任何可以提供幫助的人合作。”
圖2: 新型代工廠向應用專家發(fā)展。
但胡國強略過了DFM能力問題,只是建議代工廠必須做好準備在IP層面,特別是架構層面上予以幫助。他直接跳入到對這種代工廠業(yè)務模式特性深具信心的話題。
如果代工廠扮演這些新角色,那么它們如何避免自己成為關鍵客戶的實際競爭對手呢？一個已經(jīng)攀登到工藝工程領域頂端的代工廠,真的能夠在這個原本由其客戶服務的廣泛市場領域內游刃有余嗎？這種專業(yè)能力真的能夠有效增加營收,從而抵御利用自身產(chǎn)品進入市場的誘惑嗎？所有這些問題都還沒有明確的答案。
無論是坦言聲明還是心存默契,現(xiàn)在明確的一點就是,有關設計方面更深層次的合作正在展開。臺積電(TSMC)的一位發(fā)言人表示:“作為代工行業(yè)的領導者,我們經(jīng)歷了很多激動人心的事情,而其中一點就是能夠第一手見證與客戶達成協(xié)作商務模式的整個發(fā)展歷程。我們將協(xié)助客戶達到目標的能力作為代工行業(yè)成功的基石。”
最近幾個月,這種合作采取了更為多樣化的技術形式,包括引入TSMC的庫目錄以及一個用于評估和驗證TSMC工藝用IP的雄心勃勃的項目。
如果認為這種趨勢是一個完全嶄新的,或者它僅限于臺灣的代工巨頭,那就錯了。
“胡國強所表示的只是他們的CMOS邏輯業(yè)務正在越來越像模擬混合信號(AMS)代工業(yè)務一直扮演的角色。”Jazz半導體公司的首席技術和戰(zhàn)略官Paul Kempf評論道,“在混合信號和RF晶圓制造世界,我們無法期望客戶建立自己的設計基礎設施,而必須由我們提供。”
對Kempf而言,這意味著面向基本構建模塊(對AMS設計是必需的,但是無法使其產(chǎn)生區(qū)別)的通過硅測試的IP；它也意味著涉足架構決策(當這些決策將影響技術時)。
“客戶關系是多樣化的。”以色列代工廠Tower半導體公司的副總裁兼CTO Rafi Nave指出,“成熟的客戶在大多數(shù)情況下都很清楚他們需要什么,而新創(chuàng)公司往往只有一個好點子。和它們的合作可以變成聯(lián)手開發(fā)。”
Nave表示,如果設計決策與工藝選擇相結合,這一點就更為正確。“例如,你可以通過技術或通過電路設計來著手進行低功耗設計。”他說。Tower公司有時就發(fā)現(xiàn)自己與這種分析有關。
這些問題也會把小型代工廠拖入到與應用的深層次關聯(lián)嗎？Jazz公司的Kempf認為答案是肯定的。“我們正在建立工藝專業(yè)能力,”他稱,“但是確實,你再也無法單純做一個工藝技術供應商了。”
作者: 張國勇
