聊一聊IBM對于全球半導體産業的貢獻

IBM(國際商業機器公司)或萬國商業機器公司，是International Business Machines Corporation的簡稱。總公司在紐約州阿蒙克市，1911年托馬斯·沃森創立于美國，是全球最大的資訊技術和業務解決方案公司，業務遍及160多個國家和地區。

IBM是全球著名的IT服務供應商。IBM在全球有43萬多員工，年銷售額近1000億美元，每年在研發上投入約60億美元資金。

IBM繼2015年在美國獲得了7355項專利，雖然略低于2014年的7534項，但仍連續23年高居榜首。

IBM發言人稱，公司2016年在美國獲得的專利數量仍将超過7000項。這樣，IBM将繼續成為在美國獲得專利數量最多的科技公司，進而實作24連冠。

2016年，IBM還将創下另一個裡程碑：人工智能和認知計算相關專利數量将超過1000項。相比之下，Facebook2015年獲得的整體專利數量也不到1000項。

IBM研究人員遍及全球，包括美國、印度、德國、以色列和其他一些國家。在過去的20年間，IBM總計獲得超過88000項專利。

然而在半導體領域，IBM實際上它是一家半導體技術領先公司，并以輸出技術及提供服務平台而聞名。觀察到它與Chartered，Samsung，AMD等有很長的技術合作曆程。它開發了許多專利技術，大多非自用，而是作為技術輸出。

然而業界對于IBM的認識，之前大多認為它是一家大型計算機公司及軟體供應商，是一家技術服務型公司，擅長于提供軟體支援。實際上IBM對于全球半導體業的貢獻是非常巨大。

IBM在半導體方面貢獻

最典型的是全球邏輯電路，除了英特爾是鶴立雞群之外，實際上IBM是領跑者。它建立的全球IBM制造技術聯盟（IBM Alliance），成員包括有Samsung，Toshiba，AMD，Freescale，Infineon，STMicron，Chartered及NEC八家，目标是攻克32/28納米時的高k金屬栅(HKMG)工藝難題。但是它采用的是gate-first工藝，而英特爾是自45納米開始就采用gate-last工藝。

在全球半導體工業發展曆程中IBM曾推出多項突破性的半導體技術，對于産業發展作出巨大貢獻，包括如1966年的單半導體的DRAM單元；1980年RISC處理器架構；80年代3D封裝，倒裝晶片(flip chips)技術等；1989年全球第一個200mm 生産線；嵌入式DRAM總線；1997年的銅互連技術，替代鋁線，能效更高；化學機械抛光技術(CMP)；矽鍺(SiGe)半導體的引變(stress)技術；氟化氩(ArF)光刻；計算機化光刻技術；化學增量光刻膠及絕緣層上矽(SOI)技術等。

如當IBM發表了銅制程與Low－K材料的0．13微米新技術，曾找上台積電和聯電兜售。該時台灣半導體還沒有用銅制程的經驗，台積電回去考量後，決定回絕IBM、自行研發銅制程技術；而聯電則選擇向IBM買下技術合作開發。然而由于IBM的技術強項隻限于實驗室，在制造上良率過低、達不到量産水準。到了2003 年，台積電的0．13 微米自主制程技術驚豔亮相，客戶訂單營業額将近55億台币，聯電則約為15億台币，導緻兩雄之間的先進制程差距拉大，台積電一路躍升為晶圓代工的霸主，并且一家獨秀。

IBM在業界首次結合銅晶片、絕緣矽和應變矽三種制造技術，采用90納米工藝在2004年開發出低功耗、高性能的新型微處理器—64位的PowerPC 970FX。

現階段半導體工藝制程技術在20nm以下有兩條路徑，一條是依intel的FinFET 3D技術，另一條是以IBM為首，STMicronelectronics.GlobalFoundries等加入的耗盡層絕緣體上矽(FD SOI)技術。目前兩種技術各有優劣，它與使用的要求相關，很難說誰将一定勝出。由于FinFET技術需要從IC設計開始興建新的生态鍊，工藝複雜，會影響成品率而提高成本。而對于FD SOI工藝，由于SOI矽片成本高，要500美元一片，相比通常的12英寸晶園每片80美元。但是它适用于目前的2D工藝，其它方面的變動不大，尤其适用于高頻，或者低功耗器件的制造。兩條技術路線的前途決定于intel，Qualcomm，TSMC，Samsung等頂級大廠的支援與使用。

IBM正在不斷深化同AMD、蘋果、Nvidia、高通、三星、索尼以及其他一些公司的合作關系，幫助他們更好地利用IBM領先的半導體制程技術。

2004年，AMD與IBM簽訂協定，共同開發新的65納米和45納米邏輯制程技術。根據協定，在研發期間AMD将支付給IBM大約2.5億～2.8億美金。作為回報，AMD有權采用IBM部分先進的制造技術，包括C-4晶片封裝技術。

2004年3月，三星公司宣布與IBM、新加坡特許半導體制造公司(Chartered Semiconductor Manufacturing)和英飛淩達成戰略性半導體技術開發合作關系。結成合作夥伴關系的4家公司重點關注65納米及45納米晶片技術。

2014年IBM倒貼15億美元，脫手它的老舊晶片生産線給格羅方德，雙方進一步加強技術方面的合作。

代工服務

IBM在Vermont于1988年建立200mm生産線，産能60，000片，工藝能力Analog，Logic，Memory及Mixed Signal。并在East Fishkill于2001年建立300mm的R&D線及2002年投資了超過25億美元，興建世界上最先進的300毫米晶園制造生産線，并開展代工服務。

IBM的代工，與台積電等相比并不突出，2013年它在全球代工中，(屬于IDM代工)，排名第11位，銷售額近5億美元。

IBM已經和特許半導體制造公司簽署多項戰略性技術發展和制造協定， 兩家公司合作開發90納米和65納米的buk-CMOS工藝技術，用于在300毫米晶園上進行晶片代工生産。雙方還達成一項互惠制造協定，為客戶提供更靈活的雙重來源選擇。

Intersi宣布進一步擴充同IBM的晶片代工合作，将内部所有的0.6微米BiCMOS晶片制程全部移往IBM位于佛蒙特州Burington的晶片制造廠。到2005年，該工廠将生産出5億顆BiCMOS晶片，這些晶片經過測試封裝後，将為各類桌上型電腦、筆記本電腦、掌上計算裝置和寬帶電源應用提供電源管理功能。

到2014年時IBM己連續第5年被Gartner評選為業界領先的定制晶片(ASIC)供應商。

IBM與思科公司合作，共同設計并生産思科矽封包處理器(SPP)—全球最完善的40 Gbps特定應用內建電路(ASIC)，它總共擁有3800萬個門電路、約1.85億的半導體以及188個可程式設計32位RISC處理器，每秒能處理470億條指令(BIPS)。該處理器将應用于思科面向營運商的路由器系統(Carrier Routing System，Cisco CRS-1)中，後者是一款最新的路由系統，用以在IP網絡中傳輸資料及影音檔案。

IBM推出了業界首個定制晶片設計方法，主要用于在下一代定制晶片中實作性能最大化和功耗最小化。這方法被稱為“變量識别時序(variation-aware timing)”，預計将縮短多達4倍的定制晶片設計周轉時間，幫助客戶加快新産品的上市速度。該方法針對130納米、90納米和65納米的ASIC設計。

業界可能知之甚少，華為的海思曾是IBM半導體制造的最大客戶，并且IBM半導體也是華為海思在晶片制造上的重要合作夥伴。

同樣中芯國際曾于2012年3月28日與IBM簽訂協定，合作開發行業相容28納米技術。根據合作協定，中芯國際及IBM将先交換若幹技術資料，然後展開行業相容28納米技術的合作與開發。

IBM倒貼15億美元甩掉半導體

據2014年10月消息，IBM将低級的伺服器業務以23億美元價格賣給中國聯想後，IBM公司發表聲明，同意支付給格羅方德(Globalfoundries)公司15億美元，把旗下虧損連連的半導體制造業務脫手給格羅方德，格羅方德也從IBM取得半導體設計能力。

在15億美元的交易總額中，IBM将支付13億美元現金，分3年給付完畢，營運資金抵銷2億美元。未來10年格羅方德将獨家供應IBM專用的Power處理器，格羅方德将能使用IBM這方面的知識産權。

據悉，雙方合作内容不僅包括收購晶片廠、接收所有技術團隊及員工、為IBM代工處理器等，雙方還宣布，IBM未來5年将投入30億美元研發基礎半導體技術，研發成果及矽技術等，并同步轉移給格羅方德，格羅方德将成為全球擁有最先進半導體矽技術的晶片代工廠。

盡管半導體制造業務占IBM整體營收不到2%，但該部門每年虧損最多時曾達到15億美元，2014年上半年虧損4億美元，2013年全年虧損7億美元，是以IBM決心壯士斷腕。

格羅方德最感興趣的是能夠取得IBM的工程師及知識産權，而非制造設施。但IBM将保留與系統相關的知識産權，不過技術授權費用将遞減。

聯電第一次和IBM進行此類合作。2012年的時候，雙方曾就14nm FinFET工藝的開發達成合作。

在10nm合作方面，IBM聯盟會針對聯電客戶的需求開發基準10nm工藝，聯電則會派出一隊工程師，前往紐約州奧爾巴尼，參與10nm的開發工作。

2015年7月IBM宣布全球首塊7納米晶片試制成功，盡管僅是塊測試晶片，尚不具備量産能力，但是反映IBM的晶片生産線出售之後，并沒有改變它的先進制程技術輸出的能力。

IBM與中國

IBM與華為

1998年，經任正非發起，推動了在華為研發内部進行的“向美國人學習”、“向IBM學習”的活動，并組織了“創業與創新”的大讨論。華為重新反思了什麼是産品研發，提出一個尖銳的觀點，産品研發的過程必須是面對目前客戶需求的快速響應。

1999年2月，華為正式聘請IBM公司做顧問，化5000萬元，開展IPD（內建産品研發流程）咨詢項目。以前華為的産品開發都在中研部，産品經理定位在研發，實行IPD改革後将改由PDT（産品開發團隊）來承擔，産品經理不再落在研發，而是直接由産品線管理團隊管理。

每個産品都有各自的PDT，每一個PDT團隊由研發、市場、财務、采購、使用者服務、生産等各部門抽調的代表組建，就像一個創業型“小企業”。

是以華為/海思曾是IBM半導體制造這塊最大的客戶，并且IBM半導體也是華為/海思在晶片制造上的重要合作夥伴：華為/海思很多的晶片，尤其是ASIC晶片，是在IBM完成的；而IBM制造的多數産能也是華為/海思提供的；雙方有着長遠、深厚的合作基礎；在對方眼中的地位都是非常重要。

IBM與聯想

2005年5月1日聯想集團有限公司與IBM共同宣布，聯想完成了對IBM全球個人電腦（ThinkPad）業務的收購，這标志着全球第三大個人電腦企業從此誕生。 聯想集團董事會主席楊元慶說：“這筆交易的完成對聯想是一個曆史性的事件，标志着全球個人電腦産業新紀元的開始。

聯想在全球增長速度最快的市場中占據着領先地位。 并購 IBM PC 業務以後，聯想将成為全球第三大 PC 供應商。其中最值得一提的交易就是聯想于2005年收購IBM的PC業務，恰恰就是這項交易開啟了一家中國成功企業向全球巨頭的轉變之旅。IBM的霍騰休斯曾代表IBM進行了2005年收購交易的談判，并于此後加入了聯想。

2014年1月，兩家公司宣布它們最終又達成了交易。聯想将支付23億美元，收購IBM的x86低端伺服器項目，這塊年收入約46億美元的業務，約7，500名IBM員工将加入聯想。

首先，它能顯著增強聯想在低端伺服器領域的地位，并能在開發和制造領域能與PC業務産生極大的協同效應。收購IBM這塊業務後，聯想在企業資料中心伺服器行業的排名将從第六升至第三。“聯想的業務将據此增長近10倍”。

另外，雖然低端伺服器是IBM的低利潤率業務，但對于聯想仍屬于高利潤率，聯想總是将市場占有率置于比利潤更重要的地位，以低價與戴爾(Dell)和惠普展開競争。

中晟宏芯獲IBM的Power 8架構和指令集永久授權

2016年6月22日，蘇州中晟宏芯資訊科技有限公司（下稱“中晟宏芯”）對外公布，該公司已拿到IBM伺服器處理器晶片Power 8晶片架構和指令系統的永久授權，并可以基于該晶片進行自主創新。所謂“指令系統”，是指用來計算和控制計算機系統的一套指令的集合。

中國政府日漸寬松的安全政策，令IBM可以通過将專利授權給中國廠商的方式，間接進入對外資IT企業來說門檻頗高的政府部門和工業核心領域的伺服器市場。

中晟宏芯成立于2013年，其員工主要來自中科院計算所和IBM，2014年加入IBM發起的OpenPOWER基金會，并在2015年6月釋出了第一款IBM授權POWER架構的伺服器晶片産品CP1。中晟宏芯表示，正在與中國多家潛在客戶進行談判，包括電信營運商和電力公司。

IBM已同意中晟宏芯可以删除Power 8的安全子產品，代之以國産的安全子產品系統，以符合中國政府在安全方面的監管要求。

IBM利用OpenPOWER基金會将産品專利授權給中國廠商使用，進而間接進入對外資IT企業來說門檻頗高的政府部門和工業核心領域。IBM提供伺服器基礎設計，在此基礎上幫助中國合作廠商進行二次開發，以此達到“自主研發”的要求。

中晟宏芯認為引進Power 8之後，需要結合政府部門要求和廠商遷移需求重新設計中國自主标準的安全子產品。初期在掌握源代碼的基礎上學習IBM技術，做出可控晶片，後期則在IBM幫助下自主定義晶片結構。

這是IBM迄今就安全問題作出的最大讓步。

今年以來，IBM在中國市場的處境正在改善。随着中國政府對“自主安全可控”認識的轉變，主管部門已經認可與外企的合作模式，但前提是要在中國的法律架構下保障安全。

2015年10月，IBM軟體和硬體業務負責人、全球執行副總裁Steve Mills表示，會對工信部授權的第三方安全檢測機構開放軟體代碼。這被視為IBM渴望獲得中國政府承認的信号。

作為回應，中國政府默許IBM通過授權給中國廠商專利技術，由後者生産銷售用于核心部門伺服器晶片産品的模式。

本文轉自d1net（轉載）