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EDA、代工、封测高层谈产业发展趋势

助工
2015-02-28 11:23:03    评分
在中国集成电路设计业年会暨中国内地与香港集成电路产业协作发展高峰论坛(ICCAD峰会)上,汇集了EDA、Foundry和封测在内的半导体产业各环节高层,就行业关心的工具变革、半导体制程和产能、热点应用以及系统厂商垂直整合等话题发表了观点。


EDA厂商同时耕耘前、后端


我们通常将EDA厂商归结到产业链的前端,但这正在发生着变化。


随着IC先进制程的不断提升以及更新周期的越来越快,对EDA的需求也在发生变化。Mentor Graphics董事长兼首席执行官Walden Rhines认为新的制程,例如FinFET,对成品率要求更高。一些测试的工具和方案也是以前的制程所没有的,都需要重新研发,这是挑战也是机遇。“在未来,EDA行业的唯一成长机会在中国,其他国家或地区会持平或下降。而且模拟和混合信号设计会越来越复杂,同时,封装将成为重要部分。”他表示。


“尺寸、成本、功耗要取舍平衡,需要通过设计来实现。”Rhines表示,“实际上EDA的成本一直在占半导体总成本2%的比例,总成本增加是因为在先进制程下所需要的人力成本的增加。”尽管他并没有强调Mentor在汽车设计、热量管理等领域的工具,但其工具早已在半导体前端以及应用后端布局。


Synopsys资深副总裁Howard Ko博士表示:EDA厂商的竞争其实体现在很多看不到的细节上。他列举了一个客户的例子,“他们做非常严苛的USB插拔,你都想象不到的一些使用场景。在测过的几家方案中,只有Synopsys在某些特殊情况下仍能保持工作。” Ko表示,Synopsys的优势之一就是其IP在很多地方都与先进制程相配合。“从中国市场的现状来看,系统厂商发展势头强劲,这是一个值得去加强的方向。Synopsys进入中国20年,也一直想帮助客户找到成功实现差异化的角度。”


Ko博士认为,目前软件已成为芯片成功的一大要素。市场上有很多处理器芯片,最终成功的是软件优化的好的IC。“客户用户体验好可以拉动芯片的销量。Synopsys越来越关注在你设计芯片的同时,帮助你更早地优化软件。现在的方法是在设计芯片之前,Synopsys的系统工具能够把你的整个硬件虚拟化,提早做软件的开发和优化。这样,当你完成芯片流片时,你的软件开发已经做完了。”这个虚拟化工具来自于Synopsys收购的一家公司。



不可否认的是, IC和EDA行业也正在呈现集中度越来越高的情况。Cadence全球副总裁石丰瑜表示:“我们希望自己的思维能更开放,可能未来从客户整个应用或设计芯片去多关注。”


“这个行业不断的往前演进,你不跟着往前走,你就没有未来。但是你在前进以后再回头看,才更有趣”。石丰瑜表示,未来EDA行业有很多工作可以做:往先进的节点走,必须要跟客户深度结合;EDA厂商要帮助Foundry一起前进。“一套工具你多快会用起来?你花半年,人家用3个月,你就毫无竞争力了。EDA工具的功能越来越强大,按个钮就可以流片了?绝对没有这么简单。”按照他的观点,即使采用老的制程节点,也可以做很多优化。


8寸线生命期为何强盛?


尽管业界都在追逐“高大上”的先进制程,但事实是老的制程也一直在盈利。在会谈中,部分Foundry厂商提及到接下来几年8寸产能不足的情况。


联华电子股份有限公司副总经理王国雍表示,未来三年内8寸都会缺货。“这是一个结构性问题,我们2013年就开始发现这个现象,越往后看发现这个状况会越严重。”王国雍认为,目前包括指纹识别、RF IC、PMIC等都需要8寸的生产线,“例如,以HV制程来看,65、55nm并不是不先进的节点。”他说。


为了解决产能不足的问题,2013年联华电子在苏州和舰开始扩产能,未来会规划到6.5万片/月。为什么看上去过时的制程反而能够赚钱呢?“设备基本完全折旧了。现在你如果买新机台不用看了。缺货怎么办?有些厂商会转移到12寸。”他同时表示,为什么8寸不容易转移至其它尺寸?因为8寸大部分都是特殊制程。


中芯国际位于深圳的8寸晶圆厂日前也正式投产,是中国华南地区第一条投入使用的8寸生产线。2014年年底前达到1万片/月的产能,2015年年底至少要达到2万片/月,更长远的计划是2016年年底最终达到5万片/月的产能规模。


中芯国际资深副总裁彭进表示,“模拟其实过去一直用旧的制程节点来做,数字其实也有很多采用过去的节点。”他认为,不只是代工厂,甚至EDA厂商对于过去老一点的技术节点还有很多努力的空间。“我们回去看EDA,是否过去的制程节点已经足够成熟了?是否还有优化的空间?其实制程稳定了,参数还可以再调整,工具可以再演进。”

针对IoT市场,TSMC推出了超低功耗的制程。TSMC中国区业务发展副总经理罗镇球表示,除了低功耗制程外,TSMC还在做先进封装,将尺寸进一步缩小。“IoT有三项要素合一的特性,包括感测、大数据、应用和服务,三者密不可分,”他表示,之所以可穿戴产品目前存在“3个月”效应,就是因为设计出来的产品还不足够吸引人。“但是,大家都在IoT领域努力,我们现在做的事就是把功耗降下来,集成度做好,功能做强。”


“在4、5年前我们就搭建了IoT的平台。我们推出了一套组合拳。第一个是超低功耗;第二个是特殊制程集成;第三个是先进封装。这三个缺一不可。”罗镇球表示。TSMC看准了这个机会,开发了很多制程,从28、40、55nm,包含RF、嵌入式、闪存、逻辑、传感器等。


Synopsys资深副总裁Howard Ko博士认为IoT追求的是更低成本、更低功耗,所以需要帮助客户降低整体系统功耗,比如降低存储器的功耗。“我们在6年前收购一些系统级的建模的公司,做一些系统建模的工作,包括我们提供一些非常低功耗的IP,关注在IoT所需要的制程,比如65、55nm,而不完全是在28或14nm。”


“IoT有趣的地方在于,在产品定义方面我们第一次看到IC供应商比较彷徨。”联华电子股份有限公司副总经理王国雍评价了IoT应用的一些特别之处:面向大部分的电子产品,很多半导体产品定义比系统公司要跑在前面。“但是在IoT上,IC要怎么设计不是那么清楚,而且客户也不清楚。那么它的客户的客户可能比较清楚。我认为提供大数据的服务商才会比较清楚。”


“要做大数据,在前期Sensor就必须卖得便宜,甚至要免费,IC价钱也不可能太贵。所以这个市场的打法跟以前不一样,那么怎么在这个市场可以赚到钱?”王国雍认为IoT半导体厂商不一定要有速度,但要有“宽度”。所谓不需要速度是指IoT需要的技术和供应链不是新的。所谓宽度是指,做IoT需要传感器、PMIC、RF、控制器等。“你的产品线够宽,就一定能找到生存机会。”


中芯国际市场部资深副总裁许天燊表示IoT所需器件可以在成熟的平台上生产。“SMIC会花精力去优化和发展成熟制程。”他最后认为,最终IoT要通过生态系统和运营来盈利,“只做芯片的人肯定很难挣钱。”

GlobalFoundries专门举办了媒体发布会,阐述移动化正在推动电子行业进入另一个转折点的观点,以及该公司的应对策略。


按照GlobalFoundries全球高级副总裁Chuck Fox的分析,全球代工厂的营收在2014年至2019年的年复合增长率为8%,而相同期间半导体行业的总体增长率为3%。“代工厂增长率超过半导体行业的增长率,其中主流节点的增长率为2%,而先进节点(<=32nm)的增长率会高达17%。”Fox表示。


Fox认为先进节点制程必将是未来的热点。尽管与前面所述的中国对8寸线的需求强劲相矛盾,但就全球市场而论,我认为他陈述的观点是正确的。


他特别强调了GlobalFoundries在2014年发生的3大事件。


1. 收购IBM微电子业务部。该次收购使GlobalFoundries的知识产权位居全球第二或第三位,扩大了产量和产能,为RF和ASIC设计领域的发展提供服务,并进一步巩固向10nm以下节点的技术发展路线图。

2. 与三星微电子合作,采用完全相同的技术和设计向全球提供14nm FinFET产能,并同时覆盖14nm LPE和LPP制程。其中,LPE将于2015上半年推出,LPP的时间点则在2015年下半年。

3. 与Invecas(一家IP供应商)合作,帮助客户推出采用顶尖半导体制程技术的新产品。Invecas位于美国和印度的SoC设计服务中心将为GlobalFoundries客户提供独家支持,包括14nm。


该公司预计在2015年将投资100亿美元,而全球产能总计将达到600万片晶圆(200mm等效晶圆)。投资的主体在先进节点上,即美国工厂。



该公司新加坡工厂每月17万晶圆,主流制程为180至40nm。该厂将由传统的数字制程向先进混合信号领域转移,包括射频、功率、eNVM、DDI、MEMS、高压等制程,并实现8寸至12寸的转换;位于美国纽约州的12寸工厂是其制程技术最先进的工厂,采用小于等于28nm的技术,每月6万片晶圆。Fox称其将是第一个发货FinFET的单一业务代工厂;而位于德国德累斯顿的工厂则拥有28nm制程,以及HKMG和多晶硅制程,每月8万晶圆。

随着国内如华为、小米等系统厂商纷纷进行垂直整合,未来IC设计公司的价值是否还会存在?此外,不少IC设计公司单纯追求参数,“滥用IP”的情况屡有发生。这些也成为诸多厂商关注的话题。


芯原微电子董事长戴伟民博士认为,IP滥用的问题是不清楚市场的具体需求,或者过度迎合市场。“比如四核就够用了,但一定要做八核。”TSMC罗镇球表示,目前IP滥用的问题在一些通用的IP,如USB、SATA、PCIE出问题比较少。但在一些比较少见的IP中则会存在,主要是为了形成差异化,但有可能会出现偏离市场的问题。


戴伟民博士表示,20多年前的台积电创造了Fabless,未来这一波Fabless可能很大一部分会消失,但人才会留下来。而罗镇球认为,随着制程越来越复杂,类似于芯原提供的IC设计服务就显得很重要,“从传统Foundry的角度来看,过去我们的顾客是IC设计公司,很少会去直接跟系统厂商打交道。但是现在整个产业处在模式转化的时候,未来5至10年,产业链的垂直整合会越来越多。”


戴伟民博士的结论是:未来的IC设计公司会更多地走向“Design Lite”,更高层次的是卖经验,是平台与经验的组合。


“电子产业的价值重新分配正在发生,而且方向是朝软件段迁移。拥有大数据就可以纵观全局,预测需求,创造新的应用和服务,即拥有了决定商务模式和游戏规则的权利。”TSMC罗镇球说。


Cadence石丰瑜表示,IC设计公司现在已经做了很多本来系统厂商做的工作。未来的IC设计公司必须要对最终的系统和应用有深刻的了解。“电视或手机的AP后面要跑什么OS?往后你看得到的Roadmap往哪边走?你的CPU的性能到底够不够?所以还是应用为王。”他表示,中国现在有主场优势,“全世界有那个国家在双11可以搞这么大的活动?背后要支持的系统和基础建设是国外无法想象的。既然中国有这么强的内需市场,既然有这么多世界级的系统厂商出现,是不是应该尽量能够跟我们的IC设计公司做更好的结合?”

天时、地利和人和


中芯国际市场部资深副总裁许天燊表示,现在国内厂商身处一个IC产业的黄金时代。天时、地利、人和缺一不可。从天时来看,整个产业正在发生巨变,不管是大数据还是云服务,产生了新的变化。


从地利来看,中国已经是全球最大和成长率最快的一个市场,无论在消费市场,还是在工业和汽车市场,全世界大公司都来到中国。中国政府对产业的扶持是另一个重要因素。


从人和来看,随着国内半导体产业十几年的发展,培养了一大批优秀的人才。芯原微电子董事长戴伟民博士表示,现在国内的工程师进步非常快。“年轻人进公司干几年就可以带领团队了,当然一些RF的工程师需要多年的积累。”不过他也表示怎么留住人才是一个挑战。



2014年,众多收购案标志着中国半导体产业正在逐渐从埋头苦干走向资本运作的阶段。江苏长电科技副总经理梁新夫表示,长电之所以计划收购星科金朋(STATS)是因为这家公司在目前的全球封测行业排名第四位,而且主要业务集中在高端手机领域。“我们实际上就是要利用STATS的技术优势去跟竞争对手抗衡。”一旦收购完成,按照2013年的数据长电科技将会排在封测行业的第三位。值得注意的是长电最近几年在射频领域增长很快,同时,也在嵌入式存储器、传感器、指纹识别等产品上进一步发力。





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