矽力杰陈伟:IDM模式是中国模拟芯片发展的必然选择!

日期: 2020-10-30
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在2020第十五届“中国芯”集成电路产业促进大会下午的论坛上,矽力杰董事长陈伟发表了《IDM模式,中国模拟芯片发展的必然选择》的主题演讲。

中国模拟产业现状:产业分散,缺乏国际级龙头企业


陈伟介绍到,芯片相当于是联结数字世界和现实世界的桥梁,整个泛模拟芯片市场的规模大概将近一千亿美金,占全球的半导体市场的22%。中国也是全球最大的模拟芯片市场,德州仪器公司有40%以上的营收来自中国,中国的年需求量超过两千亿人民币,占全球模拟市场的60%,但目前的国产率低于15%。应用在5G通信、服务器(云计算)、汽车中的高端模拟芯片,基本全部依赖进口。

他指出,模拟芯片的行业特点有三个:第一,从产品上来看,它产品数量众多,应用广泛,产品寿命时间特别长,而且市场很稳定,产品基本是根据应用进行定制化的,所以很难有一个产品把所有的市场都覆盖掉;第二是,模拟芯片需要有专有的制造工艺,它的产品设计重视电路设计跟制造工艺的深度结合,往往通过定制化的制造工艺提升产品性能,降低成本,提升竞争力;第三对设计人才非常重视经验积累,有经验的模拟芯片工程师一般要超过十年以上的培养。

陈伟在会上谈到,IDM是全球模拟芯片的主流模式。这点从全球前十名的公司中就可以看出,全球模拟市场整体格局是“一超多强”的局面,ADI收购Maxim之后,从“一超多强”走向“两超多强”。

“而中国模拟芯片的现状是产业分散,缺乏国际级的龙头企业。”陈伟指出,

(1)国内大部分企业产品技术以中低端为主,特别是面向消费市场,缺乏自主的高端产品。目前基本在国内打内战,很少进入国外市场,产业规模比较小。

(2)而且产业规模偏小,因为我们主要以fabless为主,产业较为分散。

(3)再者也缺乏专业晶圆厂的支持,中国专业模拟代工厂非常少,模拟设计公司缺乏主导开发和运营专有模拟工艺技术的经验。目前国内建了很多代工厂,基本都是以逻辑代工为主,基本不能做出很高端的产品。

(4)最后就是专业人才非常缺乏,头部企业的模拟芯片公司一直长期服务于国际一流的系统厂商,所以在人才跟IP上的积累都比较丰富,而我们国内的厂商规模都很小,像上市企业几十个人的人才已经算很不错了,而且人才的经验积累都很不足。

陈伟还提到,与数字芯片正好相反,模拟不追求摩尔定律,采用特色工艺,强调高性价比、低失真、低耗电,可靠性跟稳定性反而更重要,制程的缩小不见得一定把模拟电路的性能进一步提高,目前的主流节点在180纳米走向130纳米的过程中。

而现在贸易战正加速中国模拟产业供应链的国产化。随着模拟芯片需求不断增长,中高端模拟芯片的应用领域广泛,市场规模巨大。再者,模拟芯片具有生命周期长的特点,一旦打入客户,可持续供货长达10年以上。模拟产业供应链国产化给中国公司带来巨大市场机会。

中国模拟芯片行业如何做大做强?


中国的模拟芯片公司怎么做大做强呢?在陈伟看来,自主研发、投资并购跟IDM模式都是必须的。

对于自主研发来说,板凳要坐十年冷。需要长期修炼内功,包括团队建设、产品研发、知识产权保护等方面都需要非常长时间来经营。

并购也是这个行业巨头的一个成长的途径。最大的几家公司德州仪器、analog devices历史上都经历过非常多的比较大规模的并购,才成为今天的巨头企业。

而中国模拟芯片想要做大做强的必然选择就是发展IDM模式。因为刚才讲的主要的工艺节点就是180纳米到130纳米,在这个节点上中国的制造,不管设备还是材料上都是可以做的,所以我们觉得从IDM模式上做得话是中国芯片做大做强的必然选择,而且也是最便捷的选择。陈伟指出。
 
模拟芯片需要设计与工艺深度结合。模拟芯片需要电路设计制造工艺及半导体元件物理的相互配合,在芯片效能及成本上做到最适化。IDM公司可以通过定制化的制造工艺来提升产品性能并降低生产成本。

高端模拟芯片需要自主的生产工艺支持。如5G和汽车等高性能模拟产品性能要求高,必须使用定制化的工艺生产开发,需要设计公司有自主工艺技术。再者,工艺优化和设备配置都随着不同芯片产品的需求而改变,跟传统逻辑芯片代工的工艺设备要求不一样。德州仪器80%产品家工厂生产,其中有一半(40%产品)在12时工厂生产。

我们再对比一下代工厂跟IDM模式的区别:

第一个,IDM模式在研发上面具有内部整合的优势,我们从芯片设计到晶体管设计,在一家企业的话,能非常快的缩短研发上的周期,特别是流片的周期缩短,可以加速我们对终端产品的研发;

第二个IDM企业追求的是整体利润,现在的代工厂模式,其实是代工厂也要有利润,产品公司有利润,那在高端的模拟芯片这块是多样少量的情况下面,对代工厂来说的经济效益是不好的,如果一个工艺平台,一个月只生产几十片晶圆,那肯定规模效益是出不来的;

第三个IDM企业可以用而且必须用定制化的生产工艺,这样的话就会产生竞争的优势;

第四个就是即使在同样的设备配置情况下,工厂的管控是跟着产品走,不是跟着工艺平台走。

结语


陈伟最后总结到,目前我们国内现在很多模拟芯片的初创企业或者已经上市的企业,未来中国市场足够大,希望我们同行一起抓住这个发展机会,通过IDM模式来在中国打造芯片级的模拟芯片巨头。



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