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(shè)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(lǐng)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(guān)于代工廠全然不同的設(shè)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(lǐng)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(shè)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(shè)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(shù)供應商再也行不通了。”胡國強強調(diào),“我們不得不進行從代工廠向解決方案供應商的轉(zhuǎn)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(shè)計轉(zhuǎn)化為芯片(在系統(tǒng)內(nèi)運行)的專業(yè)能力。但是胡國強強調(diào):“這同時意味著系統(tǒng)架構(gòu)專業(yè)技術(shù)。”
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(gòu)的實際應用。對芯片設(shè)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(shè)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(zhì)上非常完整的單芯片無線電參考設(shè)計,而該參考設(shè)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(gòu)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(jié)論,即90納米和65納米的設(shè)計難點需要設(shè)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(diào),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(shè)計(DFM)感知模式,設(shè)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(wù)。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(gòu)層面上予以幫助。他直接跳入到對這種代工廠業(yè)務(wù)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?nèi)绾伪苊庾约撼蔀殛P(guān)鍵客戶的實際競爭對手呢？一個已經(jīng)攀登到工藝工程領(lǐng)域頂端的代工廠,真的能夠在這個原本由其客戶服務(wù)的廣泛市場領(lǐng)域內(nèi)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(guān)設(shè)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(lǐng)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(wù)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(shù)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(wù)正在越來越像模擬混合信號(AMS)代工業(yè)務(wù)一直扮演的角色。”Jazz半導體公司的首席技術(shù)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(shè)計基礎(chǔ)設(shè)施,而必須由我們提供。”
對Kempf而言,這意味著面向基本構(gòu)建模塊(對AMS設(shè)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(gòu)決策(當這些決策將影響技術(shù)時)。
“客戶關(guān)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(shè)計決策與工藝選擇相結(jié)合,這一點就更為正確。“例如,你可以通過技術(shù)或通過電路設(shè)計來著手進行低功耗設(shè)計。”他說。Tower公司有時就發(fā)現(xiàn)自己與這種分析有關(guān)。
這些問題也會把小型代工廠拖入到與應用的深層次關(guān)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(shù)供應商了。”
作者: 張國勇
