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主题:【原创】谈谈中国的集成电路产业——历史变迁和产业概述 -- cmosplay

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家园 现在智能卡领域基本是陆企的天下了

只有Infineon和NXP还在苦战。

手机基带, 展讯出货约2亿片。 玩具上的, 几乎全部国产化。不过由于价格低廉,按照营业额计算的市场占有率还不高。

家园 非也。TI们不过是瞄准潜在的收购

大公司到了一定程度就会生病。最基本的病就是目光短浅病, 所有的人不求有功, 但求无过, 在创新方面有所欠缺。

针对这种局面,一般的办法就是收购。贸然收购一个不知底细的小公司风险很高。因此Intel、TI就在一些小公司刚刚崭露头角的时候以风险投资的形式进入,能进董事会但不谋求控股,了解底细后再考虑收购。我看到TI已经用这样的方法收购过好几家公司, 效果相当不错。

家园 (ZT)移动芯片市场:英特尔三年超越高通!

有人评论这是INTEL雇人写的枪文。虽然该文的论点不一定正确,但该文的论据确实值得一看,特别是集成电路工艺方面的。

中文出处

原文出处

所以,来论证我们的观点,我们必须要施展一下魔法,需要通过三个步骤实现。我们文章的第一部分称为"展望",这是我们写文章的常规做法:谈论一下CPU的构架。相信任何一个编辑团队都能胜任这项工作。第二步叫做"转折",我们用正常的文章来做一些不同寻常的事情。在这一部分里我们着重讨论芯片生产工艺的细节以及移动CPU芯片的历史。能够胜任这项工作的编辑团队则不是很多。

  现在,你一定想知道我们的终极杀绝招。此刻,也许你仍然不相信英特尔具备这样的能力。这是因为你没有看到事情的关键之处,而原因也很简单,因为你根本不知道要从哪里才能看到这些关键细节。或许你根本就不想了解。你傻乎乎的坐在那里等着别人来忽悠你,但是请先不要急于鼓掌,因为写文章讨论一下CPU构架,芯片生产工艺以及移动图形芯片并算不上什么了不起的本事。这也正是为什么每一个魔法需要一个终极绝招,最难习得的技法,而这正是我们所说的第三步"致命魔术"。

转折点:生产工艺

  ARM在移动市场所向披靡的原因是,至今英特尔都不能够展示低功耗的移动系统级芯片解决方案。在移动世界里,大肆宣扬让人印象深刻的性能功耗比数值是远远不够的。实际上智能手机生产厂家必须要让自己的产品能够至少持续一天的通话时间以及更长的待机时间,这样的标准可以说才算产品能够正常工作。伴随着Medfield的发布,英特尔至少向我们展示了其具备生产能与ARM构架一决高下的移动芯片的技术能力。正如英特尔自己所说的那样,Medfield至少为公司在移动市场占据了一席之地。

  读者一定听说过许多有关ARM和x86构架的各种优缺点的讨论。的确,ARM和高通在低功耗方面取得了更多的成功。在Medfield发布之前,人们根本不确定这些采用ARM构架的产品的功耗优势有多明显,现在我们可以说他们领先了英特尔四年之久。因为英特尔在发布Atom之后正是花费了四年之久才研发了一款能够与ARM抗衡的产品。

  但是,在接下来的三年之内又会发生什么呢?现在的情况是英特尔的Medfield达到了与目前已经上市ARM移动芯片的水平。所以我们必须要拿下一代产品进行比较。在前面的讨论中,我们已经提及ARM和高通在提升CPU核心性能方面所面临的挑战正如英特尔在降低芯片功耗方面遭遇的挑战一样多。

  我们可以很客观的评价移动芯片厂商在生产工艺方面的优劣。英特尔拥有半导体行业最优秀的工厂,这使得其能够与采用在K6,K7构架的AMD的竞争中胜出。而当AMD在采用了成功的K8构架核心的时候,先进的生产工艺使得英特尔至少能够得以维持自己的市场地位。Medfield采用了32纳米制程的生产工艺与ARM解决方案相比已经很有竞争力。而英特尔的下一步计划则是生产工艺提升到22纳米的3-D三栅极晶体管。这实质上是代表着生产工艺的两次进步。英特尔在生产工艺提升方面从未失手过,并且很快英特尔会在Ivy Bridge处理器生产过程中积累丰富的经验。如果公司按照目前的态势发展,那么英特尔的芯片生产工艺领先对手18个月左右的时间。竞争对手出货28纳米生产工艺的芯片时,英特尔则会采用22纳米工艺的芯片。而竞争对手全面采用3-D三栅极晶体管的时间则会更长。这些工艺的优势能够使得英特尔再降低20-30%的功耗。

  High-K/金属栅极点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

  基于ARM构架的厂商目前正在逐步让移动芯片的生产工艺采用High-K/金属栅极。除了英特尔和三星之外,其他的厂商则要依靠如IBM,Globalfoundries和台积电的芯片工厂生产芯片。三星建造了自己的芯片生产工厂同时也为其他厂商代工。

  高通与Globalfoundries签署了合同,让后者为其生产采用28纳米工艺的移动系统级芯片。而Globalfoundries 28纳米工艺师采用的"先栅极"("gate-first" high-k/金属栅极 技术。)IBM和三星也会如此。除非20纳米微影技术出现,否则他们都不会采用"后栅极"(gate-last)。台积电(可能为苹果A6处理器代工)虽然在不久的将来也会采用"后栅极"方案,但是英特尔已经领先其他竞争对手提前采用了。

  先栅极能够增加芯片管芯密度,能够大幅提升产品性能。但是产品良品率则不高,在生产过程中成品率较低。而Gate-last则是能很好的保证产品生产的良品率。但是对产品设计的要求会更高。英特尔在2007年就开始出货采用Hign-K的Penryn处理器。Globalfoundries直到2011年还没有成功的量产Hign-K的芯片。

  英特尔选择Gate-last是不会错的。这在其 Penryn, Nehalem和Sandy Bridge构架产品中得以验证。 高通选择gate-first则可能是错误的。 Globalfoundries有一条采用gate-first为AMD生产APU的生产线。坏消息是,据AMD第三季度的财务报表显示,产品良品率一直未达到预期效果,从而导致了公司的营收也未达到预期。

  英特尔领先两步

  重要的是,据公司负责研发的高级副总裁透露台积电决定采用"后栅极"工艺的想法由来已久。导致采用"先栅极"工艺良品产出率不高的部分原因是由于这种技术需要厂商精确的控制台Vt门限电压,这是因为Nmos管道与Pmos管道使用相同的金属。而这个问题已经困扰半导体行业20余年之久。但是采用"后栅极"工艺则不需要复杂的工艺来控制电压,因为Pmos管道的金属栅极与N管道的不同。尽管这种技术管芯密度没有"前删级"工艺高,但是良品产出率却很高。很明显,最容易让人失去市场的是产品迟迟不能上市。(因此良品产出率很重要。)然而如果想从"前栅极"转向"后栅极"也不是一蹴而就的事情。这可不像把Globalfoundries的订单取消然后直接在台积电的订单上划勾打叉一样简单,因为工艺的转变则意味着需要重新设计产品结构。

家园 原因是很简单的,很令人气愤的!

我花了些力气去查政府的文件,发现(具体原文找不到了,文件也不让带出)大概意思是:上小校标准是7周岁适龄儿童,教学条件不好的放宽到8周岁,条件好的6周岁。这还没完,还有潜规则呢!条件好不好怎么定啊?呵呵,实际(城区里)8周岁上学就上学想让你上幼儿园,上完幼儿园上学前班。要不早早毕业了,教育系统吃什么?

这可是80年代的文件啊!早早就把人成三六九等,教育系统还这么贪婪。天理何在啊!

每次我对不明就里的家长劝解早上学的好处的时候,总被反驳:政府教育局就是那么规定的,老师们还能骗人不成?无语了,因为我认识的老师家里孩子很多都是找关系早上学的,对外美名其曰:孩子没人管,早送上学。骗人从幼儿园开始。。。。。。

家园 当然是6岁好,智商情商都允许5岁也可以。

请参见上文回复

家园 钱是有,支不支持就是另外一码事了。

换个说法,在美国,以德州为例大中小学用的计算器都用TI的,因为教材以及老师讲解都以它为基础。而且各种考试(CFA、ACT。。)都是指定TI的。

国内教材和考试指定的是啥?反正卡西欧卖的最好。

另外文曲星当年是个很有前途的公司,现在呢?市场全让卡西欧和仿造的占领了,呕心泣血啊!

华为是个另类。在我眼里是中国唯一一家把技术和市场当回事的大公司。

家园 关于设计服务

SMIC大概真是比TSMC差了一截。我们这边同样的设计,用TSMC做,流片出来测试结果和后仿真差不多,用SMIC做,流片结果和后仿真结果相差很多,真是很挠头。

您说说SMIC的模型库咋就做不准呢?另外如果SMIC自身的技术团队一时对付不下来的话。能不能和国内的中小公司合作呢?

我记得前些年是IBM还是哪家,新开了生产线,就免费为各个设计公司、研究所流片,但要求反馈测试结果和有关问题,帮助公司完善模型库等服务功能。

SMIC能不能也在淡季多搞一些类似的合作项目,拉拢一批国内的小公司呢?

家园 实际上低端市场国内企业正在慢慢争取

但是据说并不是说你能做出同样性能的产品,并且价格低一些就能快速占领市场的。我听说有不少小公司花了钱,搞出了产品,结果销不出去,还是垮了。

我觉得芯片产业的产业链太长了,相互之间配套也特别紧密,光是突破一点两点还是形不成竞争优势。

正如beiba所说,SMIC虽然搭建起了先进的生产线,但是却像是专门为国外大公司服务的备用工厂,一直不能和国内中小设计公司携起手来,支持国内中小公司抢占中低端市场。

家园 个人感觉关于栅极的分析有点道理

因为芯片工艺尺寸缩小也不完全是等比例的,尺寸缩小的重点在于栅极,对于提高运算速度,降低电压,降低功耗效果最好,但是工艺难度也增加了,尺寸小了,栅极偏一点管子就出问题了。看文章的意思英特尔的新工艺要最后才做栅极,这样良品率大概确实会高点。

家园 就是CMOS+PLAY,当时随手写的,后来懒得改了
家园 回复:关于设计服务

楼主提到的,做好模型库,其实就是前面提到润滑油公司中的IP characterization,是个需要扎实工作的笨活,枯燥重复,工作量又大。诸位河友不要低估这里面的技术含量,和IC设计类比一下,一颗产品要几十个人的团队干上一年(9个月设计仿真,3个月流片封测);各位把一套模型库里的几百个单元想象成一个个小IC就是了,从流程上看和普通IC设计是一样的,不过所需要的设计、测试、分析、仿真平台专业化要求更高,这其实是个大的系统工程。系统工程中总是硬的方面比较容易,以硬件方面的测试设备为例,大概需要把普通生产线上的tester的速度提高100倍左右,否则一次测试的时间就得好几个月;此类系统工程的开发,绝对不比一个先进工艺节点的研发来得容易,诸位可以直观的理解为十亿美金为单位+百人为单位的人才梯队+数年时间的投入、积累。

在IC设计这个领域看,目前只有大型IC设计公司(基本是Top10这种规模)内部才能有足够的技术积累和资源支持这样的研发,所以他们有自己的模型库,才能够跨代工厂下单。

在IC制造领域,领先的代工厂早已意识到这方面的问题,好多年前就开始这方面的大手笔投入,因为这决定了IC设计门槛的高低,不解决它IC产业将一直是少数大玩家的游戏。

设计服务的投入,特别是IP characterization这块,短期内看不到成绩,出成果也容易被摘桃子,不能指望SMIC的中层有人会去推动。

楼主建议的SMIC拉拢一票国内中小公司来搞研发的想法实际不太可行。略有可行性的方法有两个。短期来看,SMIC自己内部成立专职团队,然后再掏钱和专业润滑油公司合作(这里不提名字了,免得有广告嫌疑,IC制造圈子其实很小)并偷学之,不过,鉴于SMIC过去的历史,SMIC主动大出血的事件几乎不会发生,而且SMIC是个连TSMC都有8%股份的公司,成分复杂,追求长期利益的行为受各方面制约太多;长期来看,是国家在某个层面的直接介入(例如搞个xx产业联盟,成立一堆皮包公司混在里面烧钱,拉上SMIC和HLMC竞争项目,要再直接点就出钱雇佣润滑油公司来做催化剂…不过也许善于下大棋的政府有更妙的招?我等俗人表示没能从国家01/02专项中看出门道来)也许更有效,参考范本韩国及其支柱公司。

既然提到了国家阳谋的层面,顺便也从另外一个角度给诸位喜欢看大棋的众河友解读下。前面贴子讲过,现在只有大约不到十家主要的IC制造厂,地理分布:美、台、韩、中、新、法、德、以色列、爱尔兰,日本也还有12寸生产线却宣布退出未来竞争。有意思的是,两个大国俄、印不在其中,2004年起IC产业已经成为世界第一产业了啊,俗人如我不能理解他们的国家战略,对比鲜明的是近几年阿布达比却去接了不少烫手山芋,他们看来不像被石油美元烧坏大脑的样子;去年欧债危机爆发大批民众上街散步时,欧洲双核的IC厂员工们却齐刷刷的表示不折腾,它们政府是确实做到了卖血也要撑死了也要爱。韩国呢,过去几年,IC制造业确实是崛起了,不过它那模式对中国也不可以完全照搬,第一是美国对中、韩的技术限制是不一样的,第二韩、美台面下应该是有交易的,否则很难理解韩国某公司在运营成本很高的美国又新开一个12寸生产线的做法,难道韩国资本就应该比别人傻?中国呢,个人觉得很纠结。巴菲特说过,就算有100亿美金和世界上最优秀的经营团队,他也会放弃挑战可口可乐这种公司。现在在IC制造业中国的处境就和老巴说的一样,唯一不同的是,中国这个棋手本身有足够的耐心和筹码去和对手们磨,IC制造业最终很可能走到像汽车、飞机制造一样的成熟阶段,生命周期可能还有五十年、一百年甚至更长,我们可以等待对手的失误,也可以期待自己的好棋(像另外一个领域的华为)的出现。

附:个人视野所限,特别是关于模型库这里,只讲了些自己了解的一些东东,可能还有更好更省的捷径,只是我井蛙了而已。IC产业是聪明人扎堆的地方,最顶尖的公司intel/tsmc都是尽量保守自己的秘密,不过里面华人也不少,可能真正内行看了前面的浅薄言论不值一笑,如果能站出来批驳不胜感激,个人写的玩意儿也是抛砖引玉的意思了。

家园 半导体属于赢家通吃型的周期型行业,大陆基本上没戏。

如果做为军备或战略技术储备还行,市场化,基本上没戏。

家园 实名送花--南七和早春二月--兼复东方射日

南七和早春二月的回复不错,可以解释观察到的实际情况,实名花之。

回复东方射日,不单独开贴的主要原因,是觉得把楼主和自己写的东西串起来看比较完整,方便众位河友(顺便赞扬铁手,西西河的“主题内得花”和“主题内最近得花”确实非常方便)。以后若有比较独立成章的东西,自然会单独开贴。

家园 科技是解决各种问题的终极手段。这话太对了。

中国人讲究“做人”,其实就是教你如何“混社会”,这是教你如何从社会中获取财富,而不是制造财富。

只有教会人知识,也就是传授给你科技知识,才有可能是创造财富,而不是钻营“做人”做社会混子去“获取财富”。

家园 楼主以及各位兄弟知不知道国内EDA产业怎么样?

个人觉得EDA公司就是所谓润滑油公司,总产值不高但技术含量很高,对整个产业链的促成极其重要,但不知国内EDA产业现在情况怎么样?

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