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委外之風盛行 晶片研發何去何從?

上網時間: 2008年09月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:外包  研發聯盟  應用研究 

Intermolecular公司和半導體研究公司(SRC)在日前舉行的Semicon West展會上提出了新的研發計劃,除了發佈關於記憶體研發的試驗方向以外,也將敘述類比元件、能源、醫療和多核心等方面的新興計畫。這一報告的發表時間正值業界對於半導體研發‘處於生死存亡之際’抑或是‘因應現實變化而成功向前邁進’的激烈爭辯中。

IC產業每年都投入了幾十億美元的研發資金。近年來由於成本遽增,同時受制於知識產權(IP)的控制,晶片製造商們正將更多的研發需求外包給相關產業聯盟、晶圓代工廠和第三方供應商。一些觀察家擔心如果長此以往,大部份的晶片製造商將停止研發工作,而使得這個曾經鼎盛一時的產業逐漸朝向專業的服務機構轉移。

同時,有些已將研發外包的晶片製造商對於所獲得的回報不甚滿意。一些評論家對於這種新興的研發合作模式是否可行則抱持懷疑態度。

SRC公司則對於這種合作模式充滿信心。該公司成立於1982年,是幾項研發創新計畫的主導聯盟。其中一項是奈米電子研究創新聯盟(NRI),該聯盟計劃在15年之內展示極限尺寸在10奈米以下的新型元件。

SRC同時還擴大其對於‘應用研究’方面的投入。例如,它已經悄悄地和美國國家科學基金會(NSF)簽署了一項共同研究多核心處理器的合作備忘錄(MoU)。

此外,SRC公司總裁兼CEO Larry Sumney透露,該公司正籌建一個類比設計中心,用以研究類比和混合訊號技術在更寬頻譜範圍的應用。同時還有一項主題研究合作(Topical Research Collaboration)計畫正在進行中,該計畫首先將以兩項不同的專案來滿足能源和醫療研究方面的需求。

Intermolecular公司同樣也正擴張其業務範圍。該公司去年因推出高生產力組合(HPC)平台而一舉成名,該平台能以不同的工具組提供幾種製程方案,對於晶片材料、製程和元件結構等方面的研發也具有促進的作用。該公司不但可以將研發工具組賣給晶片製造商,同時也能利用自身的設備來建立其研發產品線。

現在,Intermolecular公司已經建立了研發試驗方針,以開發一系列新興記憶體技術,例如相變記憶體和電阻式記憶體(ReRAM)。該公司CEO David Lazovsky表示,Intermolecular公司也正醞釀開發3D晶片和太陽能市場的類似技術。

Intermolecular公司的業務正蓬勃發展,2007年所記錄的訂單就達到了5,500萬美元。其中一家客戶本身並沒有研發系統,而是指定Intermolecular公司作為其研發夥伴。Lazovsky說,“像Intermolecular這樣的公司已經改變了整個IC產業的面貌。”

幾乎沒有人會否認這一觀點,但也有些人認為這種改變相當令人不安。

圖說:根據Gartner的估計,一家半導體公司要開發一款45奈米製程技術的研發成本約為15億美元。
圖說:根據Gartner的估計,一家半導體公司要開發一款45奈米製程技術的研發成本約為15億美元。

晶片研發“並未死去,它仍在持續進行中。”Gartner公司分析師Dean Freeman說。“但隨著成本不斷提升且研發任務變得越來越困難,我們預期還會有更多公司將研發業務外包出去。”

內部獨立設計的研發模式在某些方面已不再可行了。Lazovsky指出:“許多晶片製造商仍然採用大量的製造工具並在晶圓廠中進行研發,但目前的產業已不能再“以昨天的方法來應付今日的挑戰了。”

這種轉型的環境對於研發外包領域來說就是一項致富之源。除了Intermolecular和SRC以外,像Albany Nanotech、IBM技術聯盟、歐洲的校際微電子研究中心(IMEC)、日本半導體尖端技術聯盟(Selete),以及全球半導體製造聯盟(International Sematech)和SVTC Technologies等公司都正蓬勃發展中。

即使是像IBM和英特爾(Intel)等巨擘在此環境下也獨自研發晶片,因此,許多製造商正積極地尋找合適的研發夥伴,但。據Intermolecular稱,整體來說,半導體的研發成本將會增加一倍,從2007年的500億美元增加到2012年的1,000億美元。

Gartner公司表示,單一半導體公司開發45奈米製程的研發成本約為15億美元左右,並預計32奈米節點的研發成本將上漲15%-25%。

IC產業平均花在研發的費用佔其銷售總額的12%-15%。但這一數字某種程度上很容易引起誤解,因為供應商正不斷地將越來越多的業務外包出去了。

Gartner公司的Freeman表示,研發外包業務行動的加速對於可加速摩爾定律的技術產生了更為直接的影響,其中包括碳奈米管、異質晶片、高k/金屬閘介質技術和非平面元件(如 FinFET)等。

一個備受矚目的研發外包最佳實例是德州儀器(TI)公司去年決定停止數位研發業務的舉動,並將其外包給晶圓代工廠台積電(TSMC)公司,TI現正集中精力於內部的類比元件研發上。

美商超微(AMD)、飛思卡爾(Freescale)、英特爾、恩智浦半導體(NXP)、東芝(Toshiba)、三星(Samsung)、意法半導體(ST),以及許多半導體公司也將更依賴於外部的研發代工資源。

有些學者預言整個IC產業將出現徹底的融合。Freeman認為,這股整合熱潮最終將歸於幾家研發和製造商:IBM技術聯盟、英特爾和台積電。市場上也許還會存在著三、四家記憶體製造商。而類比市場則是另一番景象;他相信某些公司能夠撐過這場暴風雨並成長茁壯。

隨著研發責任歸屬的轉移,IP控制的問題也逐漸浮出檯面。外包業務的評論家擔心,隨著更多的IP流向一些對IP權保護不力的亞洲國家(特別是中國),這些國家將因而獲得一些高價值的核心技術,最終將與歐洲、日本和美國相抗衡。

但SRC公司的Sumney則持不同的看法:“IP是否飄洋過海的這一問題並沒有實質的意義,因為半導體產業本身就是全球性的。”

1980年以前,只有幾家大型廠商能夠從事半導體研發,如貝爾實驗室(Bell Labs)、通用電氣(GE)、IBM和Xerox Parc研究中心等。Freeman說:“從美國政府在20年前強制解散了擁有貝爾實驗室的AT&T公司時,半導體研發的黃金時期就已經結束了。這一研發組織再也不能進行任何研究工作,至今也無法恢復。”

與此同時,一些曾在內部進行研發的晶片製造商開始意識到研發投資的沈重負擔。產業聯盟便開始鼓勵合作研發。

其他研發模式也如雨後春筍般地相繼出現。IBM和晶片製造商成立了技術聯盟,以分擔研發成本;接著,矽晶圓廠也紛紛加入這一行列。

現在,像Intermolecular、SVTC等專業研發服務供應商,以及一些小型專業廠商們均加入了這一新潮流中。許多公司還擔保有能力將技術“從實驗室帶到晶圓廠”。

研發聯盟考驗重重

每一種研發模式均各有其優劣之處。例如,Freeman所說的晶片製造聯盟Sematech,該聯盟在成立之初打著‘為了共同利益’的旗號,但其後的發展卻有點遠離了這個方向。

有些聯盟本身也存在著一些問題。例如飛思卡爾、恩智浦、ST和台積電當年高調成立了研發聯盟Crolles2,但自去年起,飛思卡爾率先退出了聯盟,轉而加入IBM的技術聯盟;同時,身為創始成員之一的恩智浦半導體(當時還是飛利浦的子公司)也退出了該聯盟,並與台積電另外成立了新的聯盟。

同時,根據某項消息來源指出,IBM的技術聯盟成員美商超微(AMD)曾經私下抱怨與暴漲的IP授權費用相較,該公司並未獲得相對合理的報酬。然而,AMD的發言人表示這些純屬謠言,相關報導也完全毫無根據和意義。

其它也有人認為,僅有研發聯盟或晶圓廠中的一些優秀公司們能夠維持獨立的研發。晶圓研發廠商SVTC公司執行長David Bergeron表示:“在晶圓廠中進行研發的成本實在是太高了!”該公司最近剛剛成立了一座太陽能開發中心。

SRC的Sumney支援聯盟模式,但也指出研發聯盟目前所面臨的挑戰主要是如何平衡各家成員的研發需求。例如,隨著業界公司們逐漸朝向無晶圓廠或輕晶圓廠(fab lite)的策略轉變,其研發重點也將從推動摩爾定律演進轉移到進行某些特定領域的‘應用研究’上。

作者:馬立得





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