芯恩季明华:纯晶圆代工的路会越走越难,缺“芯”的本质并不是缺人

镁客请讲
2019-01-04 10:36 巫盼 镁客网

CIDM模式能够让电路设计,产品应用和市场跟工厂紧密结合。

《三国演义》第一回的开头就是,“话说天下大势,分久必合,合久必分。”

这句话也适用于当下的半导体产业,在经历了早期一揽子全包的IDM模式,再到台积电开创的专业代工模式。如今,一种叫做协同式(共享式)集成电路制造模式(CIDM)正在兴起。

在“芯动力”人才计划第三届集成电路高研班活动中,芯恩(青岛)集成电路资深研发副总、前中芯国际资深副总裁季明华和我们分享了这种CIDM模式会给半导体产业带来的变革。

芯恩季明华:纯晶圆代工的路会越走越难,缺“芯”的本质并不是缺人

何为CIDM模式?“进可攻、退可守”

身在局中的人,对于产业的冷暖感知更明显,进入的资本开始多了,政府的扶持也在跟上,种种迹象表明,在一起起围绕半导体的事件后,背后突然有了很多推力。

好风凭借力,送我上青云。

然而半导体产业高投入、长研发的周期特性决定了一时的“好风”只是杯水车薪的作用。

当大家都在思考要如何破局的时候,中芯国际的创始人张汝京提出了CIDM(协同式集成电路制造模式)。就像曾经风靡一时的共享经济,半导体产业也能以共享的模式发展。

最初的IDM模式中,半导体厂商基本上都有自己的晶圆厂,比如三星和英特尔,自己包揽芯片设计、生产以及产品开发。后期台积电的张忠谋开创了无芯片设计的晶圆专业代工(foundry)模式;同时,无晶圆厂半导体公司(Fabless)的进入门槛也变低了。

芯恩季明华:纯晶圆代工的路会越走越难,缺“芯”的本质并不是缺人

这种分工合作推动了当时刚刚起步的半导体产业发展,但30年后再看,这种模式有着极强的马太效应,台积电越来越强大,而小的代工厂商却越活越艰难。

所以,专业分工合作是不是一定有助于半导体产业的发展?

以新加坡的TECH公司为例,它是四家公司成立的一个IDM公司(生产内存为主),其中,TECH的T就是TI德仪,E就是新加坡政府EDS经济发展局,C就是Cannon佳能,H就是Hewlett-Packard惠普。在这个大的IDM中,它们完成了自己设计、生产、销售的自循环。

张汝京的CIDM就是借鉴类似的模式,从表面上来看,CIDM似乎和传统的IDM套着相同的外壳,但内核有着天壤之别。张汝京形容CIDM“进可攻、退可守”。

CIDM明确的定义指的是芯片设计公司、终端应用企业与芯片制造厂共同参与项目投资,通过成立合资公司将多方资源整合在一起。目前,国内第一家以CIDM模式的集成电路公司芯恩在去年5月于青岛正式开工,负责该项目技术面的季明华表示,传统的IDM内部结构太僵化,它们无法快速确定新的市场方向、设计新的产品。仅仅是专业代工模式的话,更无法为新的市场设计新的产品,它们未来的路都会越来越难走。

所以在国内半导体寻求突破路径时,CIDM是一个创新的尝试。它不是要突然创造一个像英特尔或者三星这样的大公司,而是走曲线救国的道路,将分散的产业链聚集在一个利益共同体之下。

季明华强调,“这种模式能够让电路设计,产品应用和市场跟工厂紧密结合。”

这也是CIDM的一大优势,在电路和产品设计、芯片生产制造的过程中,及时获取数据,实现同步优化电路设计,同步纠错和优化良品率,打破之前的串形式的产品发展死循环。

季明华进一步解释,“当芯片在工厂里面流片的时候,借助大数据分析等技术,把上面的数据提供给设计厂商,并通过云计算设计平台,合作伙伴的产品和设计能快速同步优化,最终将产品快速推向市场。”

大势所趋,CIDM正在兴起

清华大学微电子所所长魏少军认为,从“以代工为中心”向“以产品为中心”的转变是中国集成电路制造业转型升级的关键。换句话说,从纯粹的代工服务要转变到可以研发自主可控的集成电路产品,而CIDM无疑顺应了这种趋势。

据季明华介绍,青岛芯恩的工厂正在建8寸以及12寸的晶圆工厂,预计会在2019年Q4正式开始运转。

如果了解晶圆的都知道,目前像7nm、10nm等先进制程,基本上由台积电、三星这样的大厂垄断了。

所以CIDM工厂选择了另外一条路:聚焦在当前人工智能以及物联网发展势头下的产品,以较成熟制程为主,使用先进大数据分析和云计算设计平台,实现产品快速迭代更新,快速占领市场。

相较于先进制程本质上是标准CMOS制程的线宽之争,成熟制程市场可以说是百花齐放。混合讯号、高电压、射频、微机电系统等制程技术,都可归类在成熟制程的大伞之下,应用产品则有各种传感器、微控制器、电源管理、讯号收发器等。

像物联网的芯片,汽车自动驾驶雷达的芯片等等,28nm以上的工艺都可以搞定。

另一方面,AIoT的产品生命周期都很短,属于“少量多餐”。“用比较成熟的技术,也能够快速将产品推向市场。”

芯恩季明华:纯晶圆代工的路会越走越难,缺“芯”的本质并不是缺人

芯恩就像一个示范点,一旦成功,就能将这种创新模式向外推广开,季明华认为,“将来芯恩有可能就是一个高科技的连锁店,我们的研发成本最低,质量最高。”

这个模式中一旦出现设计公司利益归属问题时,芯恩会去协调,比如当一个链上出现类似的竞品,他们会将能够互相取代的产品合二为一,减少重复研发的浪费,将资源投入新产品的研发。

不过如何使国内的CIDM优势显现,摆在芯恩面前的挑战也很多,“但是从创新的模式和新时代趋势来判断,这是一定要成功的。”季明华总结道。

缺“芯”的本质并不是缺人

无论是IDM、还是代工,亦或是CIDM,其背后关键在于人和技术,而技术本质也是由人决定。

当产业落后于人的时候,大家第一反应也是将这种技术落后归咎于人才的缺乏。以当年培育出整个台湾半导体产业功勋人物的工研院为例,像张忠谋、蔡明介、曹兴诚都从其中自立门户,成立了后来的台积电、联电、联发科等等,这是天时地利人和下最好的结果。

而和彼时的台湾相比,国内的半导体人才数量不是不够多。在季明华看来,国内投入,尤其是政府扶持力度非常大,比如像“芯动力”相关活动也都是工信部投入的资源。截至2018年底,“芯动力”人才计划已举办5期国际人才与产业合作交流会,以及80余期国际名家讲堂,26次“名家芯思维”研讨会等活动,助推了集成电路产业人才供给侧改革。

芯恩季明华:纯晶圆代工的路会越走越难,缺“芯”的本质并不是缺人

同时,国内各地的技术人员其实也很多。问题本质并不是没有足够数量的人才,而是没有用好这些人。

“管理人才的人才(领军人物)很重要,如果管理人才的最终是内耗,这是大大的糟蹋人才。”

另一方面,在一些高科技无人区领域,人才的需求只会越来越多。季明华点出,目前我们还需要用更先进的方法来训练更多的人才、训练更有能力的人才。再就是“大部分领军人物比较保守,觉得别人没做的我们也别做,不要出差错就可以。”也在一定程度上,造成了现有的局面。

人才之外,以去年的芯片事件为例,表面是和伊朗贸易的问题,背后的本质在于芯片的设计不够独立自主,追根溯源到早期发展阶段,当时用的都是国外的规格,所以如果想往上“添砖加瓦”又只能循着国外的规格,最终陷入了死循环。所以,当前集成电路产业最关键一点在于要提高芯片的设计能力和紧密应用于创新自主的系统。

这是一个循序渐进但急需开始的过程,不积跬步无以至千里,芯恩的CIDM只是一个开始。

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