围绕IC设计的上下游行业动向

代工厂和芯片设计公司的合作更紧密

　　当前，EDA公司跟代工厂和芯片设计公司(fabless)的合作会越来越紧密，正趋向IDM(集成器件制造商)内部的那种配合。究其原因，Synopsys全球副总裁、亚太区总裁潘建岳指出，在代工厂方面，因为很多工艺上的问题往往是跟设计直接有关系的，比如IP(知识产权)，现在所有IP一定要跟工艺结合到一起，否则你的IP是没法使用的;另一方面，任何一个你的IP要做得好的话，一定也要和整个的设计流程、设计工具有很好地结合。

　　再如成品率。通常认为成品率肯定是工艺的事;但实质上，我们目前看到的是，大概有接近1/3左右的成品率的问题是设计问题。所以要想真正地提高成品率，就需要代工厂、fabless配合。Synopsys现在就有这类工具—PrimeYield LCC和Synopsys Galaxy，“可分析你的数据，在几天之内带给你详细报告，即按照你这样的设计，在这种工艺上进行生产可能会有什么样的问题。使在你大量生产之前，知道要做哪些调整。”

EDA业的新技术和突破

　　Synopsys目前在几个领域有突破：⒈在整个系统设计方面有很大的强化;⒉在软硬件协同设计方面，新的软件协同设计相比以前的概念有所突破，现在重要的一个着眼点是，因为现在芯片上都是SoC，上面要运行很多软件，因此软件很复杂，要提早进行开发。那怎样在芯片出来之前就进行软件开发?Synopsys目前的解决方案是推出了基于FPGA的硬的原型机;另外就是基于通过一系列并购完成的——基于虚拟化的软的原型机。无论是基于硬的还是软的原型机，都是帮客户在芯片完成之前，提供一个芯片的原型，使软件工程师进行开发;⒊现在的工具进到工艺40/45nm、28/32nm以后，还有很多新的挑战。所以从去年开始，Synopsys在推in design，即在设计过程中间，就同时来进行设计规则的检查，保证客户做出来的设计与设计规则、工艺规则是符合的。例如Synopsys最近在推的Design Compiler Explorer工具。

　　Mentor Graphics的设计到硅片部门副总裁兼总经理Joseph Sawick介绍道，下一代数字应用的设计复杂性正在逐步超出当前设计方法的解决能力范围。越来越多的设计都将是大型系统，它们包含嵌入式内核、IP和使用计算密集型算法的复杂信号处理软件。为了解决这种复杂性问题，Mentor为硬件生产提供了ESL(电子系统级)设计工具套装。Mentor的Catapult C Synthesis产品是客户验证型算法综合环境，可使用纯粹的C++语言来描述功能目的。

　　Magma(注：2011年12月，Synopsys收购了Magma)中国区总经理王嵘称在40和28nm及以下，Magma同时优化Core(核)和模块，使设计的迭代次数减少，并方便设计者考虑面积(成本)和功耗。Silicon One是Magma的技术解决文案。Magma产品包括数字设计软件、模拟实现、混合信号设计、物理验证、电路仿真、特征化和良率管理。

消费电子的上市时间最重要

　　Tensilica亚太区总监黄启弘认为，消费电子的半导体设计业要转变观念，谁先到市场，谁就有话语权。最重要一点是谁先到市场谁就定义了市场，去年智能手机出货率已经降到50%以下，但是苹果的利润却比别家的多。采用先进的IP可以加快上市时间。

半导体价值链的变革催生设计服务

　　随着半导体产业的分工细化，2000年后出现了设计服务公司，替代IC设计公司或系统公司把IC做出来(如图5)。其中最大的厂商是我国台湾的创意电子，2010年营业额达到3.27亿美元，台湾积体电路制造股份有限公司(TSMC)是其大股东之一，因此创意电子的设计主要到TSMC流片;芯原2010年的营业额约0.7~1亿美元，其设计可以在多家代工厂流片;我国大陆的中芯国际集成电路制造有限公司(SMIC)入股了灿芯半导体(上海)有限公司，因此灿芯的设计主要在SMIC流片。

　　当今，新的半导体业的挑战是：消费类市场与用户应用驱动IC业发展;迅猛上升的设计复杂度和成本;IDM走向轻制造;半导体生态环境已经成熟;系统公司寻求差异化。这些趋势使得设计的复杂度提高，例如联发科技(MTK)的系统与软件工程师是硬件工程师的3倍，系统工程师需要对芯片有全面的理解。创意电子中国区总裁居龙称，其Flexible ASIC Model帮助客户解决上述挑战，除了客户对系统的理解不能外包，创意电子其他都可替代做，例如先进的SoC设计服务、数字及模拟IP、后端运营等。在创意电子的2011年客户中，43%从事65nm设计，36%做40nm设计，2%做28nm设计。66%用于通信，可见移动互联时代强大的驱动力。

　　的确，移动互联终端是中国本土客户的开发热门。芯原股份有限公司董事长兼总裁戴伟民称该公司提供智能手机或xPad的设计能力。芯原不仅仅是IP供应商、设计服务提供者，而且还是一个定制硅片解决方案(custom silicon solution)提供商：提供以应用为导向的SoC/SiP平台;基于IP的SoC/SiP平台;中间件和软件堆栈;基于FPGA的原型机;虚拟原型机等。

代工厂

摩尔定律会稍微减缓

　　据TSMC中国业务发展副总经理罗镇球介绍，自从2011年10月TSMC宣布28nm正式量产后，在TSMC投入的28nm项目已超过100个。

　　对TSMC来说，一条生产线一般是2.5万片晶圆。TSMC现在新厂的规划是每个厂要超过10万片产能。TSMC的12英寸厂月产能有可能超过15万片。

　　不过，自从2011年10月后，TSMC也感到IC市场需求在下滑，预计最早2012年二季度复苏，而业界普遍认为是2012年下半年。

　　对于产业的预测，TSMC董事长兼首席执行官张忠谋在业界偏悲观。张忠谋的出发点是，只投入可以赚得回来的资本，才可以经营得好，即不怕投得多，只怕赚得少。TSMC在2011年初时预估投入78亿美元，实际2011年大概会投73亿美元。

　　摩尔定律现在会稍微减缓，但还将继续存在。对于制程节点的物理极限，TSMC资深副总裁蒋尚义称7nm在技术上不是问题。现在TSMC正在研发14nm制程。

　　TSMC全球的生意订单约70%来自北美。该公司的毛利率40%以上(图6)。世界fabless前五名跟TSMC的前五大客户排名几乎一致。

中国对TSMC有战略意义

　　TSMC在上海的工厂的月产能是7万片、8英寸的晶圆。满产能还可以稍微多一些。

　　现在中国大陆占TSMC全球的市场份额约4%。TSMC估计中国大陆占全世界IC的市场也是4%左右。

　　TSMC认为中国的IC设计业大有前途，因为设计业的投入较小，利润率可以很高。罗镇球称赞中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军的观点：要改变那种“用先进工艺就能让我们是先进水平的观念。”(笔者注：魏少军的原意是要改变那种依赖先进工艺和先进设计工具就能让我们是先进水平的观念)。因为世界上最赚钱的两家半导体公司：Maxim和LTC(凌力尔特)，没有七成的毛利率是不做的(图7)，不过，两家公司也没有12英寸厂，但两家公司的工艺非常特殊，门槛很高;他们都有自己的fab(芯片工厂)。

　　罗镇球同时认为山寨是中国IC企业的一条出路，“从这种乡村包围城市起来，然后慢慢变成品牌。”例如，中兴、华为这些企业起家时都是模仿，现在逐渐变成品牌了。“总是要有个开始，而不是一上来就和诺基亚、三星拼”。但山寨不应该是简单的模仿，而需要有一定的差异化。如果要创品牌，就要做一个产品是世界第一的，哪怕是一个很小的市场，但“你可以把它拱大，你就出名了。”例如高通靠CDMA起家。