芯片設(shè)計外包的得與失

　　半導(dǎo)體制造在傳統(tǒng)上劃分為設(shè)計、制造、封裝、測試四個工序，從技術(shù)含量和成本來看，前端工序的設(shè)計和制造的比重最高，后端工序的封裝和測試的比重相對較低。半導(dǎo)體器件供應(yīng)商在1990年代開始將封裝和測試委托第三方外包加工，后來隨著集成度的提高，使制造設(shè)備的資本支出猛增，半導(dǎo)體器件供應(yīng)商再將前端工序的晶圓制造也委托外包或離岸外包，只保留設(shè)計工序在手，以達(dá)到降低生產(chǎn)成本，又抓緊核心技術(shù)的目的。進(jìn)入2000年后，半導(dǎo)體市場先揚(yáng)后挫，研發(fā)投入隨著銷售收益的下降而減少，位于半導(dǎo)體生產(chǎn)鏈最前端的設(shè)計工序也陸續(xù)委托外包，可用業(yè)界高層人士的一名話來表達(dá)，“設(shè)計外包正如物理定律那樣符合規(guī)律”。這里引用EETimes媒體在2004年8月發(fā)表的設(shè)計外包的調(diào)查結(jié)果，調(diào)查對象是北美洲的半導(dǎo)體供應(yīng)商，他們的平均年銷售額達(dá)到23億美元，其中約1/4是50億美元的大戶，約1/4是5千萬美元的小戶。他們對設(shè)計外包調(diào)查的回答歸納如下：

•　最近有設(shè)計外包給第三方的公司，占36%，沒有的占64%。

•　答問者的職業(yè)分類，硬件工程師占43%，軟件工程師占11%，項目負(fù)責(zé)人占12%，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)師占16%，各類經(jīng)理占18%。

•　設(shè)計外包給第三方的工作分類，后端芯片級設(shè)計占45%，依次還有軟件設(shè)計40%，前端芯片級設(shè)計35%，系統(tǒng)級設(shè)計26%（統(tǒng)計有重疊）。

•　設(shè)計外包的第三方公司分類，設(shè)計咨詢公司占46%，依次還有獨(dú)立設(shè)計咨詢41%，晶圓代工和電子制造服務(wù)商23%，ASIC供應(yīng)商21%，電子設(shè)計自動化供應(yīng)商21%，其他3%（統(tǒng)計有重疊）

•　設(shè)計外包商擁有的設(shè)計團(tuán)隊規(guī)模，約33%只有5人以下，約16%有30人以上，顯然人手不夠。項目設(shè)計的平均時間要求，從十年前的18個月縮短到當(dāng)前約12個月，產(chǎn)品面市時間更加緊迫。

　　從以上統(tǒng)計資料不難看出，北美洲36%的半導(dǎo)體供應(yīng)商都采用芯片設(shè)計外包，其中后端芯片級設(shè)計工作占45%，承包商的46%是設(shè)計咨詢公司。導(dǎo)致芯片設(shè)計外包的原因是研發(fā)經(jīng)費(fèi)減少、人手不夠、面市時間縮短。全球芯片設(shè)計外包的最新動向引起業(yè)界的更大關(guān)注，在3月美國的Electronics Summit 2005 上，研討會“芯片設(shè)計外包的得與失”上，眾位專家的發(fā)言引人注目。

芯片設(shè)計外包獲得業(yè)界的共識

　　會議主持人是市場研究公司Gartner Dataquest的研究副總裁和首席分析師Bryan lewis。

　　五家公司參與了討論：HP和IBM都是計算機(jī)業(yè)界巨頭和IC制造商，Xilinx是FPGA器件的重要供應(yīng)商，它們對半導(dǎo)體業(yè)具有很影響并為人們熟知。Open-silicon和wipro則是以芯片設(shè)計外包和服務(wù)為主的供應(yīng)商，前者以美國為基地，后者以印度為基地，而且都成為純IC研發(fā)服務(wù)的蓍名外包供應(yīng)商。Wipro擁有三萬員工，客戶包括北美和歐洲許多IC制造廠商，也是具有代表性的全球芯片設(shè)計代工服務(wù)公司。

　　Oataquest 的Bryan首先發(fā)言，他認(rèn)為：“外包芯片設(shè)計是有得有失的。半導(dǎo)體業(yè)界的委托外包制造已有很長一段時間，非常明顯，外包的原因是成本和勞動力比較便宜，但是，外包設(shè)計并非一個簡單的方程式。它與工程經(jīng)驗、技術(shù)技巧和許多具體問題有關(guān)，可見，外包是一個復(fù)雜的方程式。

　　今天座談會要討論的重點(diǎn)是，怎樣的外包對用戶最有效？外包設(shè)計只是為你們國家提供更多就業(yè)機(jī)會、更高的工資和更好的利潤嗎？顯然，不僅如此。

　　Bryan lewis繼續(xù)闡述芯片設(shè)計外包的特點(diǎn)，“外包有兩個途徑，一種是委托外包，另一種是離岸外包，兩種外包既有相同之處，亦有不同之處。眾所周知，委托外包將芯片設(shè)計完全交給第三方承擔(dān)。離岸外包通常在國內(nèi)和內(nèi)部設(shè)計和制造，然而，公司可派出設(shè)計小組至國外，但仍然是內(nèi)部事務(wù)。例如，Intel公司就有設(shè)計小組在印度、中國等地從事離岸外包工作。TI和HP同樣采用離岸外包，但HP也使用補(bǔ)貼式委托外包。IBM和Xilinx的外包設(shè)計主要安排在美國。Open-silicon和Wipro既是外包設(shè)計供應(yīng)商也是離岸承包商，主要為了降低成本?！?/P>

　　根據(jù)EETimes 2005年元月的芯片設(shè)計外包調(diào)查顯示如下結(jié)果：

•　外包設(shè)計最受歡迎的地點(diǎn)＿首先是美國、其次中國大陸和臺灣、還有印度（占回答數(shù)字的80%），其它國家和地區(qū)（占回答數(shù)字的20%）。

•　需要哪種類型的設(shè)計外包工程師？

a 邏輯驗證（占回答數(shù)字的62%），

b 結(jié)構(gòu)設(shè)計（占回答數(shù)字的37%）

c　系統(tǒng)最后設(shè)計（占回答數(shù)字的1%）

•　設(shè)計外包可能遇到哪些問題？

a 完成時間比預(yù)期的要長，

b　與第三方通信問題（如時差、技巧等），

c　成本比預(yù)期的要高，

d　管理問題。

•　哪種設(shè)計類型可以委托外包？以及

•　哪些國家從外包服務(wù)中最受益？

　　中國在芯片制造的外包服務(wù)中領(lǐng)先，預(yù)期在芯片設(shè)計服務(wù)中最受益，其次是印度。中國是發(fā)展最迅速的國家，將有能力從單元級電路設(shè)計提高到系統(tǒng)級設(shè)計。

芯片設(shè)計外包是必然趨勢

　　主持人Bryan lewis向座談會五位小組成員各提一個芯片設(shè)計外包的問題，問題和回應(yīng)簡述如下。

　　對IBM的問題＿外包設(shè)計具有挑戰(zhàn)性。大家都會進(jìn)入這種與傳統(tǒng)設(shè)計不同的領(lǐng)域。你怎樣看外包設(shè)計的價值，工程人員怎樣參與IBM的項目？外包的真正原因和主要好處是什么？

　　答＿M(jìn)ahamed Ali （IBM工程和技術(shù)服務(wù)部副總裁，管理國內(nèi)的設(shè)計外包，協(xié)調(diào)承擔(dān)IBM外包設(shè)計的各個公司的工作，了解這些公司的服務(wù)質(zhì)量。）說：“IBM著重的是外包的價值，即外包的成本因素。許多客戶重視他們產(chǎn)品的創(chuàng)新或者快速解決問題。IBM會注意到他們能夠提供的幫助?！睂τ趦r值方面，他認(rèn)為“IBM需要大量知識產(chǎn)權(quán)（IP），需要高度的工程技巧、制造技巧和工業(yè)設(shè)計經(jīng)驗。IBM更看重提供完整的解決方案?！?/P>

　　他以尋根問底的方法去考核承包商的解決方案能力，芯片好比一張桌子，打開后才能看到它的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)。他說：“評估一家設(shè)計承包公司的技術(shù)能力要從整體來看，包括Si加工、軟件、產(chǎn)品和電子設(shè)備，以及工程、制造和工業(yè)設(shè)計的綜合手段，而不是只看一塊芯片成品”。

　　對Wipro的問題＿你有沒有發(fā)現(xiàn)哪些設(shè)計外包做得好，哪些設(shè)計外包做得不好？

　　答＿Satish Premanathan(Wipro 科技公司北美區(qū)VLSI/系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行領(lǐng)導(dǎo)。以印度為基地的Wipro在硬件和軟件方面可能是最大的外包公司。)“要了解到外包需要解決的問題，承包商不只是完成設(shè)計，外包委托商不滿意就當(dāng)廢品丟掉，推倒重來直到滿意的設(shè)計為止。外包委托商的關(guān)鍵問題是要了解清楚承包商適合做些什么項目，以及不適合做什么項目。哪些項目在時間上非常緊迫等。”

　　他認(rèn)為芯片設(shè)計外包會進(jìn)入新的領(lǐng)域，“設(shè)計外包的關(guān)鍵有兩方面。其一，進(jìn)入新領(lǐng)域時，如果設(shè)計機(jī)構(gòu)缺乏經(jīng)驗，就必須找尋具有處理新領(lǐng)域設(shè)計能力的承包商。其二，對要求有大量變量的設(shè)計，但缺乏開發(fā)全部變量能力時，最好將這些變量設(shè)計外包到有實力的承包商。外包商與承包商之間的要求必然存在差距，雙方要磨合使間隙縮至最小”。

　　對HP的問題＿包括本地外包和離岸外包在內(nèi)的設(shè)計外包有何挑戰(zhàn)性？

　　答＿M(jìn)obashar Yagdani（HP公司負(fù)責(zé)設(shè)計外包的ASIC經(jīng)理，產(chǎn)品有DSP、FPGA等芯片。）的見解是，“我們每年大約有50~58種芯片外包，通常，開展外包的原因是要降低成本。外包遇到的最大問題是不能實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。你真不知道誰能夠承擔(dān)你的設(shè)計外包，承包商的能力如何。對同一塊芯片往往有不同的答案，既有認(rèn)為只有30%把握的公司，也有表示達(dá)到70%能力的公司，而實際情況并不相符，需要經(jīng)過評估，雙方深入討論，最后由成品芯片作出結(jié)論。事實上，外包不單要注意成本，你可能要顧及更多的方面?！?/P>

　　對Xilinx的問題＿請介紹既是供應(yīng)商又是客戶的經(jīng)驗。

　　答＿Dave DeMarinis(Xilinx公司主管設(shè)計服務(wù)的總經(jīng)理，具有豐富的設(shè)計外包經(jīng)驗。)認(rèn)為，“Xilinx公司主要是建立在產(chǎn)品外包的基礎(chǔ)上。我們確定哪些是核心業(yè)務(wù)和哪些是自己的強(qiáng)項之后，就發(fā)揮自己的特點(diǎn)，而將其它內(nèi)容外包出去。站在客戶的觀點(diǎn)來看，外包應(yīng)該考慮兩個因素：

　　第一，   設(shè)計外包是必然趨勢，因為進(jìn)入某些新技術(shù)和新工藝會遇到很高的成本壁壘，物理芯片設(shè)計就是一個實例。Xilinx采取對承包公司開放的策略，因為在第三方擁有近20萬名芯片設(shè)計人員，可以充分發(fā)揮他們的作用。

　　第二，   注意降低成本，減少風(fēng)險和改進(jìn)性能，或者三種要求同時具備。Xilinx要求承包公司提供完整的解決方案，同時隨時注意到三種要求的落實。Xilinx通過設(shè)計外包已取得有成效的結(jié)果。“

　　對Open-silicon的問題＿Open-Silicon是兼有設(shè)計外包和離岸外包的公司，你認(rèn)為哪一種形式對你公司最適用？

　　答＿Naveed Sherwani(Open-Silicon公司總裁兼CEO，從事IC設(shè)計近20年，企業(yè)家和教授，較早提出設(shè)計外包業(yè)務(wù)的設(shè)想。)的發(fā)言，“我在1990年代的Intel公司負(fù)責(zé)ASIC業(yè)務(wù)時，既參與設(shè)計又參與制造，當(dāng)時思考2000年代的發(fā)展，認(rèn)為設(shè)計有它的共性，可建立通用模型，而且設(shè)計流程與制造流程具有相似性。IC供應(yīng)商可成為‘無設(shè)計公司’，同時也是‘無制造公司’。芯片生產(chǎn)鏈前端的設(shè)計和制造分別由設(shè)計承包商和純晶圓加工廠去完成，無論設(shè)計外包或離岸外包都可采取這種方式?！?/P>

　　至于外包的規(guī)模，Naveed Sherwani則認(rèn)為“中小公司較適宜。如果一家公司每年只有3~4種芯片的設(shè)計量，當(dāng)然無法與每年設(shè)計30~40種芯片的承包公司經(jīng)驗相比的。但是大公司每年生產(chǎn)更多的芯片，可擁有自己的設(shè)計隊伍?？傊?，資源利用率要保持75%以上，降低到50%以下時，有一半人無事可做，公司只有關(guān)門了。”