为什么芯片设计和代工间需要一个第三方平台?

几年前,上海的一位率领向芯谋研究首席阐明师顾文军问了一个问题:“作为海内领先的代工场,中芯国际能给高通流片28纳米工艺,为什么不能给展锐流片?而展锐作为海内领先的设计公司,选择台积电流片28纳米,为什么不选择中芯国际。他们都在上海,为何相助很少?”顾文军用打篮球作为比喻,在篮球角逐中,各人都想抱大腿,都想和实力强劲的选手一组,在半导体规模中,中芯国际和展锐固然其时在海内领先,但在全球尚有不少实力上的差距,所以他们也都想抱“大腿”。率领闻之,哈哈一笑。


显然,当一个局限不大的设计公司(Fabless)去找非国际顶尖晶圆厂代工时,尤其是先进工艺,最终芯片呈现了问题,搞不清是谁的责任,设计公司和Fab都认为本身没有问题,导致相互扯皮,效率大大低落。但假如这家代工场是台积电,可能设计公司是国际顶尖设计公司,就不会存在这样的扯皮。因为顶尖企业有很是完备的芯片诊断系统,但问题的要害是,中国半导体企业绝大部门不那么顶尖。


除了自身实力上的差距,中国的Fabless与Foundry之间还缺少了一个“桥梁”式的第三方平台公司。 


追本溯源,回首全球半导体汗青,IDM模式开创了先河,巨头公司承包了设计、制造、封装测试再到销售自有品牌芯片产物,该模式是上世纪八十年月世界半导体成长金科玉律,后晋玩家也靠此模式得到乐成。跟着1987年台积电的创立,一种全新的贸易模式晶圆代工降生,以台积电为代表的Foundry厂取得庞大乐成。至此,主流的IDM模式被分别为Foundry(代工)+Fabless(设计)。 


颠末几十年的成长,Foundry越来越强大,Fabless越来越独立,背后的问题也加倍凸显,海内对半导体财富的热情,也放大了问题的严重性。


一、严峻的问题


建厂多而技能积聚少。如今海内刮起一阵建厂风,很多处所对半导体制造厂布满热情,同时也把建厂这件事看得过于简朴,觉得设备买好,产能就有了。殊不知,假如技能没有成立完备,设备进厂只是悲剧的开始。即便新厂工艺开拓完,离产物完成还相差甚远,还需要开拓PDK(Process design kits),今朝许多公司PDK的本领是缺失的,而选择外包的方法。假如代工场没有PDK本领,何谈最终产物落地,何谈有效产能。 


缺少IP设计本领,存在安详风险。海内的代工场绝大部门没有IP本领,既没有IP设计本领,也没有IP Debug本领。就算像中芯、华虹这样领先的公司,也是IP不全,设计部分本身开拓的IP很少,绝大部门是国际巨头EDA公司的IP,这不只存在价值昂贵的问题,也存在潜在的安详层面的问题。另外,对付代工场来说,组建一个IP设计团队本钱过高,究竟利用频率不高,技能开拓后,就会临时停滞。


芯片靠得住性和诊断本领差。如本文开头所说,一般的设计公司和代工场没有芯片诊断本领。即便像中芯、华虹这样有实力的代工场,在工艺开拓完成后,需要找一个国际大公司流片,完成对整个工艺的验证,随后才可以处事相应制程工艺的设计客户。而国际大公司如博通、高通,会选择在代工场工艺还不成熟的时候导入,当产物出来时,中间可以省去至少一年半的时间。反过来说,代工场想要新工艺提前量产,需要仰仗国际大公司。


设计公司产物很难差别化。凡是一家代工场有几十家甚至上百家设计公司作为客户,然而代工场并不会为此设计几十个甚至上百个PDK。因此,当设计公司拿到代工场PDK,假如这些公司的设计雷同,就很难做到差别化。在设计公司产物竞争极其剧烈的当下,机能、本钱和差别化才是竞争的要害。


二、Foundry和Fabless之间的桥梁


放眼中国半导体财富,固然存在一些Design service公司,,好比芯原微电子,可是做雷同Foundry service的公司极其缺少,这类公司可以在Foundry和Fabless之间搭起桥梁。仰仗于对Foundry的充实而独到的领略,可以或许将设计公司的需求快速落地,节省本钱,争取时间窗口。虽然,这类公司的技能和财富门槛也很高,不只要对Foundry的工艺流程和技能极其熟悉,还要对设计公司需求和流程有所相识。


这类“桥梁”公司之所以罕有,是因为台积电等一众代工场不会单独剥离公司来做第三方处事平台,个中最为要害的一个词是“第三方”,第三方平台可以同时处事于多家设计公司,将其与代工场举办有机串联。当下做设计的想相识代工,做工艺的想相识设计,两边需求旺盛。


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