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芯原戴伟民解读无晶圆模式困局与出路

2017/07/10
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“平台即服务”是戴伟民不遗余力推广的概念。在他看来,设计服务平台的出现,是行业向前发展的必然结果,“当年生产线(Fab)贵了,资本支出太高导致一些公司无法承担,所以无晶圆(Fabless)模式出现。现在是运营成本(Opex)太高,历史背景和当时出现晶圆代工厂的情况是一样的。”


研发投入逐年加大是运营成本持续走高的最主要原因。据半导体产业协会(SIA)统计,从 1994 年到 2014 年,全球半导体研发支出年均增长率接近 33%。该机构的统计数据还显示,2014 年美国高科技行业中,半导体产业研发销售占比髙居榜首。

半导体行业研发开支上涨快速

(数据来自 SIA)


无晶圆模式遇到了麻烦
“全球的 IC 设计公司都遇到了麻烦,现在研发成本占销售额比例约为 25%至 30%,甚至更高,这意味着什么?意味着公司毛利率要到 50%以上,才可以生存。”戴伟民表示,欧美 IC 设计公司产品毛利率的生死线是 40%,如果降到这个水准,基本上该产品线要么被卖掉,要么被关掉,没有其他选择。

 

芯原微电子创始人、董事长兼 CEO 戴伟民


毛利率有生死线,但先进制程的研发成本还在大幅上升,根据 Gartner 的数据,开发一颗 28 纳米芯片的平均成本大约是 3000 万美元,14/16 纳米则需要 8000 万美元,10 纳米研发费用更是高达 1.2 亿美元。“NRE(一次性工程费用,即研发费用)费用很高,如果产品的量又不够大,那么很可能本钱都收不回来。”

这是前两年并购频发的重要原因之一,半导体公司通过并购减少竞争对手,维持产品单价,同时裁掉重复的部门,以降低运营费用,从而减轻毛利率压力。但并购只是偶发性行为,并不能无限制并购下去,还有一种方法来降低运营费用,那就是设计外包。

“Design lite(轻设计)即这个意思。如果全部工作都自己做,设计公司就要雇佣很多人,OPEX(运营费用)就会很高,把部分工作外包出去,可以减少运营成本,增加毛利率,”戴伟民指出,随着芯片复杂度增加,IC 公司在软件开发上投入了越来越多的资源,把以前系统公司做的很多工作都吸收进来。

与只提供器件相比,提供系统解决方案可以让 IC 公司更具备竞争力,更难被客户替换,获得更多收益,但也意味着要维持更大的开发团队,为控制运营成本,项目外包成为必然的选择。“以 IP 为例,现在有很多商用 IP,IC 公司没必要再养很多 IP 团队,专业做 IP 的公司,一个 IP 可以供应多家公司,而自用 IP 只有一个客户,什么都自己做,效率一定不高,”戴伟民认为,对 IC 公司而言,最合理的选择就是只做最核心的东西,其余部分选择市场上最成熟的模块,“像 EDA 工具与 IP 一样,从 IC 公司自己开发,到如今成为一个独立行业,设计技巧也会变成通用商品,成就一个行业。设计服务公司的设计技巧,甚至比 IC 公司还要好,为什么?因为我们每个星期都会流片,我们的人熟能生巧,到目前为止,我们在 14 纳米工艺上设计的芯片已经出货 2000 多片晶圆,全球所有晶圆代工厂的 28 纳米芯原都做过,各种工艺参数都有经验,我们同时进行的项目多,人员利用率高,设计经验丰富,所以能以最优开发成本来完成一颗芯片的设计。设计外包,最终还是出于成本的考虑。”

围绕 FD-SOI 的争议
戴伟民是 FD-SOI(全耗尽型绝缘层上硅)工艺路线的坚定支持者,多年来一直站在 FD-SOI 国内推广战线的最前列。“我们又不是搞 Fab(晶圆制造产线),花这么大力气推 FD-SO 引起很多争议,别人会问,既然 FD-SOI 这么好,为什么英特尔不做,台积电不做,接下来再问你为何海思不做,展讯不做。”戴伟民略显无奈,很多人并没有耐心去听技术细节,只想让他解释为何领先的 IC 制造公司和 IC 设计公司都不走这条工艺路线。

在 28 纳米之前,全球半导体逻辑工艺只有一条路,所有从业者只要沿着类似路线向下缩小工艺尺寸就好,区别只是进入先进工艺的时间先后问题。“28 纳米以下有两条路走,FinFET(鳍式晶体管)和 FD-SOI,在先进工艺投入加大的情况下,后面的追赶者就要考虑一下策略,是否一定要跟随领先者?”戴伟民表示,对后进者而言,亦步亦趋很难赶上领先者,如果改变思路,“换道超车”或许还有机会。

三星最新路线图中提出,将在 2019 年时提供 18 纳米 FD-SOI 工艺,这样加上三星已经量产的 28 纳米 FD-SOI 工艺,以及格芯(GlobalFoundries)即将量产的 22 纳米 FDX(即 FD-SOI)工艺及规划中的 12 纳米 FDX 技术,FD-SOI 共有四个节点。除了现在主流的 14/16 纳米,三星已经量产 10 纳米 FinFET 工艺,台积电 10 纳米也将在今年下半年量产,当然三星和台积电也在 7 纳米上重点投入,“7 纳米 FinFET 将是一个长节点,但到 5 纳米情况就不一样了,IBM 的 5 纳米不叫 FinFET。”戴伟民说道,再往下走,FinFET 工艺也存在变数。

“最近发生了一件奇怪的事情,台积电开发了新的 22 纳米平面硅工艺,怎么会向后做?”戴伟民解释,与 FinFET 相比,FD-SOI 工艺的优势之一是可以做射频产品,“5G 会用到毫米波,用 FinFET 工艺来做会有问题,而台积电又不可能放弃 5G 市场,所以就回头做 22 纳米工艺 22ULP。”

无论是格芯在成都的 22 纳米 FD-SOI 工厂计划,还是联发科宣布采用 FD-SOI 工艺来开发新产品,都体现出 FD-SOI 生态在向好发展。“这个局在发生变化,但在当时推真不容易,因为 FD-SOI 不是主流工艺。”

人才素质更好,但初创公司机会更少
无论是设计服务平台(戴伟民称其为 SiPaaS,芯片平台即服务)建设,还是 FD-SOI 工艺推广,都体现了戴伟民做生态的眼光,在他看来,这是比做产品更高的境界。那么对于当前中国半导体生态,戴伟民又如何看呢?

“今后 5 年是中国半导体的黄金时代,5 年之内很安全,5 年后也可能会延续 2 至 3 年,”戴伟民对大趋势非常乐观,他表示,任何行业在上升期都会有泡沫,虽然目前局部有过热现象,但还在正常范围内。“现在到处建厂,几年以后产能应该不错,但如果我们建好厂还是为国外打工,做系统还主要买国外芯片,那就不对了,在先进工艺,要有我们自己的芯片。”

要填充未来产能,就要有更多的成规模设计公司出现。不过,作为成熟产业,半导体初创公司在美国已经很难得到投资者青睐,戴伟民认为,这是中国产业的好机会,“湾区(指硅谷)很难筹到钱,这时候国内如果有很好的生态,好的人才愿意回来,国内做好对接,他们就会很有机会成长起来,这一波(海归)比 2000 年初回来的,技术含量与人才质量都好。”

不过人才基础更好并不意味着一定成功,国内投资界对半导体产业热情高不假,但愿意投早期的投资者并不多,“基金公司锦上添花的多,没几家投早期,都是希望几年就上市,越快收回投资越好。”

戴伟民判断,很多基金公司不敢投早期是因为缺乏行业背景,这些基金公司“看不懂,也不知道看哪里”。所以戴伟民计划成立一支基金,专门投早期项目,“我们每天都在看,自然知道哪些项目更有前景,调查也是自然而然的事情。因为芯原是平台服务商,不会和 IC 公司产生冲突,所以什么项目都可以看。”

“现在回来的人技术都很厉害,但创业就像开餐馆,烧得一手好菜的大厨,却不一定能开好餐馆,”戴伟民最后打了一个比方,“如果有人去指点,他就有可能开好餐馆,所以做这件事,不只是为了投资,而是为了建立一个生态。很多人并不喜欢竞争,希望水落石出,我们则希望水涨船高,大家都好了,我们自然也就好。”
 

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芯原微电子(上海)股份有限公司(芯原股份,688521.SH)是一家依托自主半导体IP,为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务的企业。在芯原独有的芯片设计平台即服务(Silicon Platform as a Service, SiPaaS)经营模式下,通过基于公司自主半导体IP搭建的技术平台,芯原可在短时间内打造出从定义到测试封装完成的半导体产品,为包含芯片设计公司、半导体垂直整合制造商 (IDM)、系统厂商、大型互联网公司和云服务提供商在内的各种客户提供高效经济的半导体产品替代解决方案。

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