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內建電路設計的一種運作模式(Fabless/Foundry/IDM模式)

衆所周知,在內建電路設計中其中的一種重要的運作模式Fabless,它是Fabrication(制造)和less(無、沒有)的組合,是指“沒有制造業務、隻專注于設計”的內建電路設計的一種運作模式,也用來指代未擁有晶片制造工廠的IC設計公司,經常被簡稱為“無晶圓廠”(晶圓是晶片\矽內建電路的基礎,無晶圓即代表無晶片制造);通常說的IC design house(IC設計公司)即為Fabless。本文首先詳解半導體晶片行業的三種運作模式,分别有IDM、Fabless和Foundry模式。其次介紹了半導體晶片及半導體晶片産業鍊重要環節,具體的跟随小編一起來了解一下。

半導體晶片行業的運作模式

1、Fabless(無工廠晶片供應商)模式

主要的特點如下:隻負責晶片的電路設計與銷售;将生産、測試、封裝等環節外包。

主要的優勢如下:資産較輕,初始投資規模小,創業難度相對較小;企業運作費用較低,轉型相對靈活。

主要的劣勢如下:與IDM相比無法與工藝協同優化,是以難以完成名額嚴苛的設計;與Foundry相比需要承擔各種市場風險,一旦失誤可能萬劫不複。

這類企業主要有:海思、聯發科(MTK)、博通(Broadcom)。

2、IDM(Integrated Device Manufacture)模式

主要的特點如下:集晶片設計、晶片制造、晶片封裝和測試等多個産業鍊環節于一身;早期多數內建電路企業采用的模式;目前僅有極少數企業能夠維持。

主要的優勢如下:設計、制造等環節協同優化,有助于充分發掘技術潛力;能有條件率先實驗并推行新的半導體技術(如FinFet)。

主要的劣勢如下:公司規模龐大,管理成本較高;營運費用較高,資本回報率偏低。

這類企業主要有:三星、德州儀器(TI)。

3、Foundry(代工廠)模式

主要的特點如下:隻負責制造、封裝或測試的其中一個環節;不負責晶片設計;可以同時為多家設計公司提供服務,但受制于公司間的競争關系。

主要的優勢如下:不承擔由于市場調研不準、産品設計缺陷等決策風險。

主要的劣勢如下:投資規模較大,維持生産線正常運作費用較高;需要持續投入維持工藝水準,一旦落後追趕難度較大。

這類企業主要有:SMIC、UMC、Global Foundry。

內建電路設計的一種運作模式(Fabless/Foundry/IDM模式)

半導體晶片是什麼

一般情況下,半導體、內建電路、晶片這三個東東是可以劃等号的,因為講的其實是同一個事情。

半導體是一種材料,分為表格中四類,由于內建電路的占比非常高,超過80%,行業習慣把半導體行業稱為內建電路行業。

內建電路設計的一種運作模式(Fabless/Foundry/IDM模式)

而晶片就是內建電路的載體,廣義上我們就将晶片等同于了內建電路。

是以對于小白來說,隻需要記住,當晶片、內建電路、半導體出現的時候,别慌,是同一碼事兒。

半導體晶片産業鍊重要環節

産業鍊簡單來說分上、中、下遊主要是三個環節:

內建電路設計的一種運作模式(Fabless/Foundry/IDM模式)

這些名詞看着很複雜,那我就用大白話幫大家翻譯一下(對照着下面這張圖一起看):

1、IC設計指的是內建電路設計。什麼手機、電腦、智能裝置玩意兒運作邏輯都要在這個時候定好;

2、晶圓制造是啥意思呢?因為內建電路需要做到一個晶片上,晶片是從砂石裡層層提煉出來的東西,中間有拉晶、切割的工藝,要用到熔煉爐、CVD裝置、單晶爐和切片機這幾樣裝置。

3、晶圓加工就是在上一步做好的晶圓基礎上,把內建電路做到上面去主要包含鍍膜、光刻、刻蝕、離子注入這些工藝。這也需要多項裝置來實作。

4、封測就是封裝+測試。目的是把上面做好的內建電路放到保護殼中,防止損壞、腐蝕。要用到切割減薄裝置、引線機、鍵合機、分選測試機等裝置。

最後,晶片就成品了。

內建電路設計的一種運作模式(Fabless/Foundry/IDM模式)

重要:這裡着重強調一下,晶圓制造及加工是晶片制造的核心工藝,要比後面的封測環節難得多,此處的裝置投資非常龐大,能占到全部裝置投資的70%以上。 封裝、測試的裝置投入大概分别為全部裝置投資的15%、10%。

還是做個表格看的更清楚一點:在建廠全部的投資中半導體裝置投資占比67%,在這67%的投入中,晶圓制造裝置占到了70%以上,可見重要性。

內建電路設計的一種運作模式(Fabless/Foundry/IDM模式)

那麼,關鍵點來了同學們,當半導體晶片開始産業化之路時,一定是裝置先行!邏輯很簡單,國内産能不足,要建廠,那麼這個時候裝置的需求量是最大最急的。

隻有裝置投入了,建廠了,半導體相關産品才有可能量産。

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