高性能 低功耗 低成本：IC產(chǎn)業(yè)鏈共同追求

　　編者按：移動(dòng)多媒體廣播、數(shù)字電視、3G通信、汽車(chē)電子等新興領(lǐng)域不僅為集成電路未來(lái)的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)空間，而且要求IC企業(yè)提供更好、更快、更多的高性能、低功耗、低成本的產(chǎn)品，以滿(mǎn)足新市場(chǎng)需求。在日前召開(kāi)的北京微電子國(guó)際研討會(huì)上，業(yè)界專(zhuān)家就目前IC設(shè)計(jì)、制造、封裝的新技術(shù)、新方法和新走向以及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展與建設(shè)進(jìn)行了深入研討。

　　美國(guó)pericom公司總經(jīng)理陳少民：

　　技術(shù)創(chuàng)新成本正在不斷提高

　　自集成電路發(fā)明以來(lái)，其應(yīng)用市場(chǎng)在不同的時(shí)代里由不同的產(chǎn)品所主導(dǎo)。在上世紀(jì)80年代以前，大型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用是集成電路市場(chǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素;進(jìn)入80年代以后，隨著個(gè)人電腦的迅速普及，個(gè)人電腦芯片在集成電路市場(chǎng)占據(jù)了最重要的地位;上世紀(jì)90年代以后，盡管個(gè)人電腦仍然保持著發(fā)展的趨勢(shì)，但其增長(zhǎng)的速度卻遜色于數(shù)字消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品。2006年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，該年度全球消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)總值達(dá)到1457億美元，其占集成電路市場(chǎng)的比例相比2003年提高了一倍以上。

　　與產(chǎn)品價(jià)格的下降趨勢(shì)形成鮮明對(duì)比的是創(chuàng)新成本的提高。以設(shè)計(jì)成本為例，當(dāng)光刻精度為0.5微米的時(shí)候，一套光罩的費(fèi)用為1萬(wàn)-1.3萬(wàn)美元之間，而當(dāng)技術(shù)進(jìn)步到90nm以下之后，一套光罩的費(fèi)用將達(dá)到100萬(wàn)美元以上。研發(fā)費(fèi)用在總成本費(fèi)用中所占的比例也是逐年上升，1998年，集成電路產(chǎn)品研發(fā)費(fèi)用占總成本費(fèi)用的12.2%，到2006年這一數(shù)據(jù)增長(zhǎng)到16%，預(yù)計(jì)到2012年還將增長(zhǎng)到20.2%。隨著技術(shù)的提升，工廠建設(shè)費(fèi)用也相應(yīng)增長(zhǎng)，從1991年到2003年，工廠建設(shè)費(fèi)用增長(zhǎng)了3.5倍，達(dá)到23億美元。由于制造成本上升，眾多的IDM公司越來(lái)越傾向于將芯片制造業(yè)務(wù)外包給代工廠，到2006年，晶圓代工廠家來(lái)自于IDM公司的業(yè)務(wù)已經(jīng)占到所有業(yè)務(wù)的32%。

　　從歷史來(lái)看，集成電路廠家的經(jīng)營(yíng)模式是逐漸演化的。在上世紀(jì)60年代，集成電路廠家集設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售于一身，并且還要進(jìn)行工藝設(shè)備的制造;到了70年代，出現(xiàn)了專(zhuān)業(yè)的集成電路設(shè)備制造公司;80年代誕生了晶圓代工廠，專(zhuān)注于芯片的制造;而90年代則涌現(xiàn)出IP的設(shè)計(jì)公司。所有這些變化都是與市場(chǎng)和產(chǎn)品成本緊密相關(guān)的，業(yè)內(nèi)的企業(yè)既要分工明確，又要密切協(xié)作，才能促使整體成本的下降。

　　中國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)正處于加速追趕世界先進(jìn)水平的過(guò)程中。2006年，中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到454億美元，超過(guò)美國(guó)位居世界第一，同期中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售收入也超過(guò)了1000億元人民幣。目前，中國(guó)的IC設(shè)計(jì)企業(yè)已達(dá)到500多家，其中35-50家采用0.18微米及以下技術(shù)，2006年前十大IC設(shè)計(jì)公司總銷(xiāo)售額達(dá)到13億美元，比上年增長(zhǎng)55%。在芯片制造方面，以中芯國(guó)際為代表的晶圓代工企業(yè)2006年市場(chǎng)份額已占到12.9%，預(yù)計(jì)到2015年將達(dá)到15.8%。

　　日月光集團(tuán)研發(fā)中心副總經(jīng)理余國(guó)寵：

　　降低封裝成本意義重大

　　如今，全球集成電路市場(chǎng)已進(jìn)入平穩(wěn)增長(zhǎng)期，個(gè)人電腦及其他數(shù)字消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品占據(jù)了集成電路應(yīng)用市場(chǎng)的主流地位。隨著技術(shù)的進(jìn)步，消費(fèi)者自然會(huì)對(duì)產(chǎn)品提出更高的要求：功能要更全，尺寸要更小，速度要更快，價(jià)格要更低。面對(duì)產(chǎn)品復(fù)雜程度的提高，集成電路封裝技術(shù)必須向系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)邁進(jìn)。通常認(rèn)為，單芯片系統(tǒng)(SoC)是降低芯片成本的重要手段。事實(shí)上，SiP技術(shù)利用成熟的封裝工藝集成多種元器件為系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)與SoC的互補(bǔ)。

　　集成電路的技術(shù)進(jìn)步一直遵循著“摩爾定律”，即集成電路芯片的集成度每18個(gè)月翻一番。隨著光刻精度的不斷提高，集成電路前工序生產(chǎn)(即芯片制造)成本大幅度降低，同時(shí)芯片封裝的難度逐漸加大，因而后工序生產(chǎn)(即芯片封裝)成本逐漸上升。當(dāng)特征尺寸為0.13μm時(shí)，封裝成本約占器件成本的25%;當(dāng)特征尺寸進(jìn)步到90nm，封裝成本的比例上升到30%以上;按此速度發(fā)展下去，預(yù)計(jì)當(dāng)特征尺寸縮小到45nm時(shí)，封裝成本將超過(guò)整個(gè)器件成本的一半。因此，積極研發(fā)新的封裝技術(shù)，降低封裝成本，對(duì)于降低集成電路產(chǎn)品的成本具有重要意義。

　　鑒于集成電路的封裝成本越來(lái)越高，如今IDM廠家更傾向于將封裝業(yè)務(wù)外包給專(zhuān)業(yè)封裝廠家。據(jù)預(yù)測(cè)，到2009年，將有約50%的IDM廠家會(huì)將其集成電路封裝業(yè)務(wù)委外加工。這樣，就給專(zhuān)業(yè)的集成電路封裝企業(yè)創(chuàng)造了巨大的市場(chǎng)空間。另一方面，部分高端集成電路封裝企業(yè)除鞏固其在封裝領(lǐng)域的業(yè)務(wù)之外，也開(kāi)始向上下游擴(kuò)展，比如日月光就可以為客戶(hù)提供包括電路設(shè)計(jì)測(cè)試、晶圓測(cè)試、芯片測(cè)試、系統(tǒng)封裝及測(cè)試等在內(nèi)的多項(xiàng)服務(wù)。

　　降低集成電路封裝成本有賴(lài)于封裝技術(shù)和生產(chǎn)工藝的突破，主要著眼點(diǎn)在于：提高基板的使用效率;依靠工業(yè)工程手段提高單位時(shí)間產(chǎn)出率(UPH)和整體設(shè)備效率(OEE);投資研發(fā)新一代生產(chǎn)設(shè)備;使用硅中介層以減小Low-K芯片尺寸。此外，必須強(qiáng)調(diào)的是，降低集成電路封裝成本并不只是封裝企業(yè)一家的任務(wù)，需要與電路設(shè)計(jì)、芯片制造企業(yè)配合，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上各級(jí)企業(yè)的共贏。

　　北京市工業(yè)促進(jìn)局副局長(zhǎng)馮海：

　　完善產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)是發(fā)展關(guān)鍵

　　北京電子信息產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)已實(shí)現(xiàn)了由電子終端產(chǎn)品組裝向核心技術(shù)研發(fā)、基礎(chǔ)元器件加工制造轉(zhuǎn)變，由自然資源為主要投入要素向智力資源為主要投入要素的轉(zhuǎn)變，由以硬件制造為主向軟件開(kāi)發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)、產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的轉(zhuǎn)變。

　　從北京集成電路產(chǎn)業(yè)的行業(yè)分布情況看，封裝測(cè)試行業(yè)占北京整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)比例從2003年的57%降到2006年的32%。集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)保持著持續(xù)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，從2003年的18.7億元增長(zhǎng)到2006年的80億元，成為北京集成電路產(chǎn)業(yè)中貢獻(xiàn)最大的環(huán)節(jié)，所占比例從2003年的30%增長(zhǎng)到42%。受中芯國(guó)際北京12英寸生產(chǎn)線建成投產(chǎn)的拉動(dòng)，集成電路制造行業(yè)銷(xiāo)售收入從2003年的6億元增長(zhǎng)到43.5億元，所占產(chǎn)業(yè)比重由2003年的9.6%增長(zhǎng)到2006年的23%，成為北京集成電路產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)最快的行業(yè)。

　　集成電路設(shè)計(jì)方面，目前，北京集成電路設(shè)計(jì)銷(xiāo)售總額約占全國(guó)的1/3。

　　專(zhuān)用裝備和材料研制方面，“十五”期間，北京市組織北方微電子公司和中科信公司承擔(dān)了國(guó)家863集成電路關(guān)鍵裝備重大專(zhuān)項(xiàng)，成功研制出8英寸100納米多晶硅刻蝕機(jī)和大傾角離子注入機(jī)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)高端集成電路核心設(shè)備零的突破。有研半導(dǎo)體公司成功研制直徑12英寸硅單晶拋光片，形成了一整套制備12英寸硅單晶拋光片的技術(shù)，并建成國(guó)內(nèi)第一條月產(chǎn)1萬(wàn)片的12英寸硅拋光片中試生產(chǎn)線。

　　今后北京電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一要繼續(xù)走“高端、高效、高輻射”的發(fā)展道路，把標(biāo)準(zhǔn)制定、軟件開(kāi)發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)放在優(yōu)先發(fā)展的位置，以自主創(chuàng)新占領(lǐng)制高點(diǎn)，提升區(qū)域的整體競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。二要加大國(guó)際合作力度，繼續(xù)推進(jìn)集成電路關(guān)鍵裝備和材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。三要鼓勵(lì)企業(yè)利用自主技術(shù)獲取更多國(guó)際的資金、市場(chǎng)、人才等資源要素，通過(guò)廣泛開(kāi)展國(guó)際合作，使我市的電子信息產(chǎn)業(yè)融入全球的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。四要利用各種渠道培養(yǎng)人才，建立人才競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。五要積極鼓勵(lì)企業(yè)為2008年奧運(yùn)會(huì)服務(wù)，利用先進(jìn)的電子信息技術(shù)，使“科技奧運(yùn)”的理念充分體現(xiàn)。

　　日電電子(中國(guó))有限公司LSI開(kāi)發(fā)事業(yè)部部長(zhǎng)李軍：

　　WUSB技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于高速度和低成本

　　WUSB(Wireless USB)是一種新興的短距離無(wú)線通信技術(shù)，理論上在短距離內(nèi)可以達(dá)到和當(dāng)前廣泛應(yīng)用的USB2.0同樣的數(shù)據(jù)傳輸速度。目前，WUSB最遠(yuǎn)可達(dá)10m的傳輸距離，最快可達(dá)到與USB2.0相同的480Mbps速率。

　　作為一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，和諸多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，WUSB技術(shù)具有高速度、低成本、低功耗的顯著特性。比如目前藍(lán)牙Ver2.0只有最高2M～3Mbps的傳輸速度，WiFi(802.11)速度快一些，卻存在成本高、功耗大的弱點(diǎn)。WUSB不僅速度快，因?yàn)槭褂昧薝WB技術(shù)，發(fā)射功率僅相當(dāng)于其他通信技術(shù)的噪音水平。因此也達(dá)到了很高的頻譜利用率，可以和其他通信技術(shù)共用同一個(gè)頻帶。值得一提的是，由于UWB技術(shù)的優(yōu)越性，除了WUSB，近期備受關(guān)注的Wireless1394、BlueTooth V3.0、Wireless HDMI等技術(shù)都將可能構(gòu)建在UWB技術(shù)上。

　　WUSB有著良好的市場(chǎng)前景。2007年將會(huì)有部分產(chǎn)品投入市場(chǎng)，然后進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。到2010年和2011年預(yù)測(cè)將分別達(dá)到3億美元和5億美元的市場(chǎng)份額。就產(chǎn)品形態(tài)而言，首先進(jìn)入市場(chǎng)的將主要是面向PC售后市場(chǎng)的WUSB dongle和Hub以及Card-Bus Card，而后逐漸轉(zhuǎn)為WUSB功能內(nèi)置的原生終端產(chǎn)品。

　　看好WUSB的廣闊市場(chǎng)前景，目前多個(gè)公司都在開(kāi)發(fā)WUSB芯片。身為WUSB促進(jìn)工作組和WiMedia聯(lián)盟成員，日電電子公司是其中的先行者。目前日電電子已經(jīng)開(kāi)發(fā)了適用于主機(jī)側(cè)的原生WUSB產(chǎn)品和適用于終端側(cè)的WUSB Hub產(chǎn)品的控制芯片，并正在開(kāi)發(fā)使用于原生WUSB終端產(chǎn)品的芯片。D720170和D720180兩款芯片都已經(jīng)通過(guò)了USB-IF組織認(rèn)證。日電電子目前正在開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)物理層的RF芯片，預(yù)計(jì)2009年實(shí)現(xiàn)包含WUSB協(xié)議控制和物理PHY處理功能的1Chip化解決方案。

　　2007年7月，USB-IF宣布了4家公司的6種終端產(chǎn)品通過(guò)了作為CWUSB產(chǎn)品的兼容性測(cè)試認(rèn)證，標(biāo)志著WUSB時(shí)代的正式到來(lái)。

　　安謀咨詢(xún)(上海)有限公司中國(guó)銷(xiāo)售副總裁吳雄昂：

　　未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)計(jì)算技術(shù)要求高性能低功耗

　　世界電子市場(chǎng)中，手機(jī)以其普及率超過(guò)80%成為令人關(guān)注的目標(biāo)，手機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展也帶來(lái)了人們對(duì)移動(dòng)互聯(lián)計(jì)算技術(shù)的期望。

　　手機(jī)的技術(shù)增長(zhǎng)使得智能手機(jī)和筆記本電腦的開(kāi)發(fā)者現(xiàn)在已經(jīng)在移動(dòng)計(jì)算技術(shù)平臺(tái)上處于面對(duì)面的競(jìng)爭(zhēng)。智能手機(jī)廠商開(kāi)發(fā)出的移動(dòng)計(jì)算技術(shù)平臺(tái)能夠提供包括辦公軟件、游戲、互聯(lián)網(wǎng)、郵件等目前由計(jì)算機(jī)提供的功能，人們將不再需要攜帶厚重的筆記本電腦，也不用擔(dān)心所帶的電池只能夠工作3個(gè)小時(shí)。

　　實(shí)際上，移動(dòng)互聯(lián)計(jì)算技術(shù)需要支持的應(yīng)用，已經(jīng)在現(xiàn)有的手機(jī)中大量出現(xiàn)，并保持快速增長(zhǎng)。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，能夠支持互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的手機(jī)將由2006年的9000萬(wàn)部，增長(zhǎng)到2010年的4.36億部，年增長(zhǎng)率近50%;能夠支持多媒體功能的手機(jī)將由2004年的2.59億部增長(zhǎng)到2008的7.31億部，年均增長(zhǎng)30%;能夠移動(dòng)辦公應(yīng)用的手機(jī)如運(yùn)行OffICe軟件，年均增長(zhǎng)率也將超過(guò)41%。

　　根據(jù)移動(dòng)互聯(lián)計(jì)算設(shè)備的應(yīng)用特點(diǎn)，人們要求其必須具備4個(gè)主要特性：永遠(yuǎn)互聯(lián)、高性能低功耗、多媒體應(yīng)用和出色的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器技術(shù)。永遠(yuǎn)互聯(lián)要求移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)具備多種無(wú)線接入技術(shù);高性能低功耗要求至少能夠支持Office軟件以支持商務(wù)應(yīng)用，并達(dá)到一天的全功能使用時(shí)間，幾天的待機(jī)時(shí)間;多媒體應(yīng)用要求支持如音樂(lè)、電視、視頻和游戲的功能;出色的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器技術(shù)要求瀏覽器能夠支持多種插件等技術(shù)。

　　這就要求移動(dòng)計(jì)算技術(shù)平臺(tái)具備至少兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：一是具有優(yōu)秀的電源效率，能夠保證提供更長(zhǎng)時(shí)間的移動(dòng)工作時(shí)間;二是移動(dòng)通信平臺(tái)提供的隨時(shí)在線的功能。這種具備高性能、低功耗、長(zhǎng)久移動(dòng)工作的計(jì)算平臺(tái)將最終能夠替代大多數(shù)筆記本電腦并得到廣泛應(yīng)用。

　　隨著移動(dòng)互聯(lián)計(jì)算技術(shù)市場(chǎng)的增長(zhǎng)，ARM(安謀)公司將繼續(xù)確保在關(guān)鍵技術(shù)上能夠滿(mǎn)足我們的合作伙伴以及他們的客戶(hù)不斷增長(zhǎng)的需求，從而保證移動(dòng)互聯(lián)計(jì)算技術(shù)平臺(tái)的快速應(yīng)用和發(fā)展。