全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點2：加強代工、應(yīng)用驅(qū)動、聯(lián)合開發(fā)

IDM廠商加強代工業(yè)務(wù)

　　多年來，全球半導(dǎo)體代工領(lǐng)域始終由臺積電、聯(lián)電和Chartered三大廠商把持，其中僅臺積電、聯(lián)電兩家就占全球代工市場的70%以上。但是，從2003年開始，全球半導(dǎo)體代工業(yè)格局開始發(fā)生變化，IBM、三星等IDM廠商相繼加強了代工業(yè)務(wù)。
 
　　首先是2003年，IBM宣布進入代工領(lǐng)域。IBM作為全球老牌的半導(dǎo)體制造商，掌握著大量半導(dǎo)體制造的專利技術(shù)。進入代工領(lǐng)域后，受到業(yè)界高度關(guān)注，陸續(xù)獲得了亞德諾、Broadcom、Intersil、NVIDIA、高通等大廠的訂單，并與超微AMD、特許、英飛凌及三星等建立制程技術(shù)策略伙伴關(guān)系。此外，IBM也受到全球3大游戲機業(yè)者的青睞，包括任天堂、微軟與索尼均委托IBM為代工游戲機核心處理器。
 
　　接下來，2004年7月三星宣布在漢城南方30公里處的器興（Giheung）建設(shè)12英寸芯片廠，導(dǎo)入系統(tǒng)大規(guī)模集成電路（System LSI-only）生產(chǎn)線，計劃2005年第二季度投產(chǎn)，其中近半數(shù)產(chǎn)能將從事芯片代工業(yè)務(wù)。業(yè)內(nèi)人士指出，由于當前缺少新的殺手級產(chǎn)品應(yīng)用(Killer Application)，三星從事代工可以為新建12英寸芯片廠產(chǎn)能提供出路，并且由于具有技術(shù)上的優(yōu)勢，三星從事代工將對臺積電、聯(lián)電造成很大的競爭壓力。2005年5月，三星電子宣布加入IBM與特許之間的“跨芯片代工”（cross-foundry）聯(lián)盟；獲得90納米共同設(shè)計平臺授權(quán)，并將參與發(fā)展用于65納米制程的芯片代工設(shè)計套件（design kits），此舉也顯示三星的芯片代工業(yè)務(wù)又前進了一步。
 
　　2005年9月日立制作所、東芝、NEC電子、瑞薩科技與松下電器等日本半導(dǎo)體公司計劃共同出資建立一座12英寸的代工廠，生產(chǎn)LSI。日本半導(dǎo)體企業(yè)的技術(shù)處于全球領(lǐng)先，合資建立專業(yè)代工廠后，不但可以分散投資風險；而且可以將各公司本身的經(jīng)營資源集中投入到設(shè)計、開發(fā)，生產(chǎn)出更多附和家電、手機、汽車等客戶需求的半導(dǎo)體產(chǎn)品。
產(chǎn)品應(yīng)用驅(qū)動技術(shù)發(fā)展
眾多業(yè)內(nèi)人士認為：數(shù)字消費類電子產(chǎn)品是2004年全球集成電路產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的主要推動力，而隨之出現(xiàn)的市場需求在左右技術(shù)發(fā)展方向上起到了越來越大的作用。目前，正在出現(xiàn)的計算機、消費類電子、通信（3C）融合的趨勢，也正在對技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生深刻影響。
 
　　近年來引入的新技術(shù)、新工藝越來越多地受到應(yīng)用的驅(qū)動。SOC的研制和快速發(fā)展動力主要來自市場對于小尺寸、低耗電、多功能、低成本、更短設(shè)計時程產(chǎn)品的追求。為了追求小尺寸、低成本和多功能，個人計算機中的微處理器日益緊密地與各種模擬與混合信號集成電路集合在一起，為無線通信、各種嵌入式產(chǎn)品服務(wù)。所以，SOC不一定要追求單芯片，也可通過多芯片封裝來實現(xiàn)，關(guān)鍵取決于成本和應(yīng)用需求，系統(tǒng)封裝有時不僅顯著降低成本而且便于采用最新技術(shù)，易于將來的技術(shù)更新，且性能也更好。近年來，SOC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域主要集中在手機、視頻游戲機、DVD播放器、數(shù)字機頂盒等通信和消費電子領(lǐng)域。
 
　　可制造設(shè)計和可測試設(shè)計的出現(xiàn)在很大程度上也是為了追求低成本和快速上市。為了追求低成本和快速上市，芯片設(shè)計改變了過去自成體系的設(shè)計，更多采用可復(fù)用的IP核來減少設(shè)計和測試的時間。為了追求可攜帶性和移動性，過去電子產(chǎn)品一般采用外接電源，而現(xiàn)在更多地考慮使用電池，則需要更好地處理電源控制和管理問題。封裝市場由標準封裝批量生產(chǎn)向提供定制封裝解決方案轉(zhuǎn)變，也主要受到了消費電子快速增長的影響。2004年出現(xiàn)的300mm硅片投資熱潮，主要驅(qū)動力之一就是市場上對存儲器需求的恢復(fù)增長。市場發(fā)展要求技術(shù)開發(fā)人員改變思維方法，采用最適用的技術(shù)，將各種不同技術(shù)結(jié)合在一起，提出最佳的解決方案。

聯(lián)合研發(fā)成為潮流

　　技術(shù)進步已進入納米時代，無論設(shè)計、掩膜制造及新建芯片生產(chǎn)線的投資都太大，外協(xié)合作勢將成為工業(yè)發(fā)展趨勢。Infineon公司亞洲業(yè)務(wù)主管表示：“我們從過去的產(chǎn)業(yè)衰退中得到教訓(xùn)”，今后計劃將外協(xié)合作提高兩倍，達到總量的30%。Motorola 動作更大，一方面大力縮減工廠，一方面積極外協(xié)以繼續(xù)發(fā)展半導(dǎo)體事業(yè)。
 
　　研發(fā)65nm/45nm工藝需要投入大量資金和眾多科研人員，單個公司往往會感到力量單薄，聯(lián)合研發(fā)、共享成果成為了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。
 
　　意法微電子、飛利浦和摩托羅拉于2002年 4月在法國聯(lián)合成立Crolles聯(lián)盟，合作開發(fā)300mm芯片、90nm新一代芯片制造技術(shù)，并計劃在未來5年內(nèi)把90nm工藝提升至65nm、45nm和 32nm工藝。
 
　　臺積電、飛利浦和意法微電子公司聯(lián)合開發(fā)90nm/65nmCMOS制造工藝，為期5 年，技術(shù)主要用于SOC、高性能處理器、嵌入式DRAM和SRAM 等。
 
　　英飛凌與科萊思于2003年起在德國德累斯頓工廠合作開發(fā)157nm光刻微顯影技術(shù)用光阻材料，以幫助英飛凌可以在2007年，采用55nm工藝生產(chǎn)DRAM芯片。
 
　　東芝和索尼于2002年4月開始聯(lián)合研制 65nm級系統(tǒng)LSI技術(shù)，它主要包括30nm高性能晶體管、混載 DRAM，混載SRAM和多層布線技術(shù)等，以用于制造SOC。合作期限為3年，共投入50億日元的科研經(jīng)費。
 
　　AMD與IBM從2003年 1月起在IBM紐約州 East Fishkill 300nm芯片廠聯(lián)合開發(fā)65/45nm工藝，以研制高性能處理器。
 
　　英飛凌、特許半導(dǎo)體和IBM從2003年 7 月起在 IBM紐約州East Fishkill 300nm芯片廠研究基地——尖端半導(dǎo)體科技中心（ASTC 300）聯(lián)合開發(fā)65nm/45nm工藝。集中了三個公司的200名科技人員，三方將在今后的65nm級IC中融合英飛凌的低功耗設(shè)計制造技術(shù)、IBM的工藝技術(shù)和特許半導(dǎo)體的芯片代工平臺的優(yōu)點。
 
　　2003年 10月飛利浦以核心伙伴的身份加盟比利時IMEC微電子研究中心共同研發(fā)45nm工藝。IMEC在比利時Leuven將興建一座先進的硅研發(fā)中心，2004年二季度安裝生產(chǎn)設(shè)備，比利時政府為支持IMEC 300mm芯片研究計劃，投資 3700萬歐元。此外，英特爾、三星電子、英飛凌、飛利浦和意法電子都加入IMEC小于 45nm工藝的7個研發(fā)項目，其中包括為期5年的極遠紫外線（EUV）光刻、193nm ArF和157nmF2光源的光刻技術(shù)項目。