高性能 低功耗 低成本:IC产业链共同追求

2007-11-08 09:25:05来源: 赛迪网-中国电子报

编者按:移动多媒体广播、数字电视、3G通信、汽车电子等新兴领域不仅为集成电路未来的发展提供了广阔的市场空间,而且要求IC企业提供更好、更快、更多的高性能、低功耗、低成本的产品,以满足新市场需求。在日前召开的北京微电子国际研讨会上,业界专家就目前IC设计制造封装的新技术、新方法和新走向以及产业链发展与建设进行了深入研讨。

美国pericom公司总经理陈少民:

技术创新成本正在不断提高

自集成电路发明以来,其应用市场在不同的时代里由不同的产品所主导。在上世纪80年代以前,大型计算机的应用是集成电路市场的主要驱动因素;进入80年代以后,随着个人电脑的迅速普及,个人电脑芯片在集成电路市场占据了最重要的地位;上世纪90年代以后,尽管个人电脑仍然保持着发展的趋势,但其增长的速度却逊色于数字消费类产品。2006年的统计数据显示,该年度全球消费类产品市场总值达到1457亿美元,其占集成电路市场的比例相比2003年提高了一倍以上。

与产品价格的下降趋势形成鲜明对比的是创新成本的提高。以设计成本为例,当光刻精度为0.5微米的时候,一套光罩的费用为1万-1.3万美元之间,而当技术进步到90nm以下之后,一套光罩的费用将达到100万美元以上。研发费用在总成本费用中所占的比例也是逐年上升,1998年,集成电路产品研发费用占总成本费用的12.2%,到2006年这一数据增长到16%,预计到2012年还将增长到20.2%。随着技术的提升,工厂建设费用也相应增长,从1991年到2003年,工厂建设费用增长了3.5倍,达到23亿美元。由于制造成本上升,众多的IDM公司越来越倾向于将芯片制造业务外包给代工厂,到2006年,晶圆代工厂家来自于IDM公司的业务已经占到所有业务的32%。

从历史来看,集成电路厂家的经营模式是逐渐演化的。在上世纪60年代,集成电路厂家集设计、制造、销售于一身,并且还要进行工艺设备的制造;到了70年代,出现了专业的集成电路设备制造公司;80年代诞生了晶圆代工厂,专注于芯片的制造;而90年代则涌现出IP的设计公司。所有这些变化都是与市场和产品成本紧密相关的,业内的企业既要分工明确,又要密切协作,才能促使整体成本的下降。

中国的集成电路产业正处于加速追赶世界先进水平的过程中。2006年,中国集成电路市场规模达到454亿美元,超过美国位居世界第一,同期中国集成电路产业销售收入也超过了1000亿元人民币。目前,中国的IC设计企业已达到500多家,其中35-50家采用0.18微米及以下技术,2006年前十大IC设计公司总销售额达到13亿美元,比上年增长55%。在芯片制造方面,以中芯国际为代表的晶圆代工企业2006年市场份额已占到12.9%,预计到2015年将达到15.8%。

日月光集团研发中心副总经理余国宠:

降低封装成本意义重大

如今,全球集成电路市场已进入平稳增长期,个人电脑及其他数字消费类产品占据了集成电路应用市场的主流地位。随着技术的进步,消费者自然会对产品提出更高的要求:功能要更全,尺寸要更小,速度要更快,价格要更低。面对产品复杂程度的提高,集成电路封装技术必须向系统级封装(SiP)迈进。通常认为,单芯片系统(SoC)是降低芯片成本的重要手段。事实上,SiP技术利用成熟的封装工艺集成多种元器件为系统,可以实现与SoC的互补。

集成电路的技术进步一直遵循着“摩尔定律”,即集成电路芯片的集成度每18个月翻一番。随着光刻精度的不断提高,集成电路前工序生产(即芯片制造)成本大幅度降低,同时芯片封装的难度逐渐加大,因而后工序生产(即芯片封装)成本逐渐上升。当特征尺寸为0.13μm时,封装成本约占器件成本的25%;当特征尺寸进步到90nm,封装成本的比例上升到30%以上;按此速度发展下去,预计当特征尺寸缩小到45nm时,封装成本将超过整个器件成本的一半。因此,积极研发新的封装技术,降低封装成本,对于降低集成电路产品的成本具有重要意义。

鉴于集成电路的封装成本越来越高,如今IDM厂家更倾向于将封装业务外包给专业封装厂家。据预测,到2009年,将有约50%的IDM厂家会将其集成电路封装业务委外加工。这样,就给专业的集成电路封装企业创造了巨大的市场空间。另一方面,部分高端集成电路封装企业除巩固其在封装领域的业务之外,也开始向上下游扩展,比如日月光就可以为客户提供包括电路设计测试、晶圆测试、芯片测试、系统封装及测试等在内的多项服务。

降低集成电路封装成本有赖于封装技术和生产工艺的突破,主要着眼点在于:提高基板的使用效率;依靠工业工程手段提高单位时间产出率(UPH)和整体设备效率(OEE);投资研发新一代生产设备;使用硅中介层以减小Low-K芯片尺寸。此外,必须强调的是,降低集成电路封装成本并不只是封装企业一家的任务,需要与电路设计、芯片制造企业配合,从而实现产业链上各级企业的共赢。

北京市工业促进局副局长冯海:

完善产业链建设是发展关键

北京电子信息产业的结构已实现了由电子终端产品组装向核心技术研发、基础元器件加工制造转变,由自然资源为主要投入要素向智力资源为主要投入要素的转变,由以硬件制造为主向软件开发、集成电路设计、产业标准制定的转变。

从北京集成电路产业的行业分布情况看,封装测试行业占北京整个集成电路产业比例从2003年的57%降到2006年的32%。集成电路设计行业保持着持续快速发展的态势,从2003年的18.7亿元增长到2006年的80亿元,成为北京集成电路产业中贡献最大的环节,所占比例从2003年的30%增长到42%。受中芯国际北京12英寸生产线建成投产的拉动,集成电路制造行业销售收入从2003年的6亿元增长到43.5亿元,所占产业比重由2003年的9.6%增长到2006年的23%,成为北京集成电路产业增长最快的行业。

集成电路设计方面,目前,北京集成电路设计销售总额约占全国的1/3。专用装备和材料研制方面,“十五”期间,北京市组织北方微电子公司和中科信公司承担了国家863集成电路关键装备重大专项,成功研制出8英寸100纳米多晶硅刻蚀机和大倾角离子注入机,实现了我国高端集成电路核心设备零的突破。有研半导体公司成功研制直径12英寸硅单晶抛光片,形成了一整套制备12英寸硅单晶抛光片的技术,并建成国内第一条月产1万片的12英寸硅抛光片中试生产线。

今后北京电子信息产业的发展,一要继续走“高端、高效、高辐射”的发展道路,把标准制定、软件开发、集成电路设计放在优先发展的位置,以自主创新占领制高点,提升区域的整体竞争优势。二要加大国际合作力度,继续推进集成电路关键装备和材料产业的发展。三要鼓励企业利用自主技术获取更多国际的资金、市场、人才等资源要素,通过广泛开展国际合作,使我市的电子信息产业融入全球的竞争环境。四要利用各种渠道培养人才,建立人才竞争机制。五要积极鼓励企业为2008年奥运会服务,利用先进的电子信息技术,使“科技奥运”的理念充分体现。

日电电子(中国)有限公司LSI开发事业部部长李军:

WUSB技术优势在于高速度和低成本

WUSB(Wireless USB)是一种新兴的短距离无线通信技术,理论上在短距离内可以达到和当前广泛应用的USB2.0同样的数据传输速度。目前,WUSB最远可达10m的传输距离,最快可达到与USB2.0相同的480Mbps速率。

作为一种短距离无线通信技术,和诸多竞争对手相比,WUSB技术具有高速度、低成本、低功耗的显著特性。比如目前蓝牙Ver2.0只有最高2M~3Mbps的传输速度,WiFi(802.11)速度快一些,却存在成本高、功耗大的弱点。WUSB不仅速度快,因为使用了UWB技术,发射功率仅相当于其他通信技术的噪音水平。因此也达到了很高的频谱利用率,可以和其他通信技术共用同一个频带。值得一提的是,由于UWB技术的优越性,除了WUSB,近期备受关注的Wireless1394、BlueTooth V3.0、Wireless HDMI等技术都将可能构建在UWB技术上。

WUSB有着良好的市场前景。2007年将会有部分产品投入市场,然后进入快速增长期。到2010年和2011年预测将分别达到3亿美元和5亿美元的市场份额。就产品形态而言,首先进入市场的将主要是面向PC售后市场的WUSB dongle和Hub以及Card-Bus Card,而后逐渐转为WUSB功能内置的原生终端产品。

看好WUSB的广阔市场前景,目前多个公司都在开发WUSB芯片。身为WUSB促进工作组和WiMedia联盟成员,日电电子公司是其中的先行者。目前日电电子已经开发了适用于主机侧的原生WUSB产品和适用于终端侧的WUSB Hub产品的控制芯片,并正在开发使用于原生WUSB终端产品的芯片。D720170和D720180两款芯片都已经通过了USB-IF组织认证。日电电子目前正在开发对应物理层的RF芯片,预计2009年实现包含WUSB协议控制和物理PHY处理功能的1Chip化解决方案。

2007年7月,USB-IF宣布了4家公司的6种终端产品通过了作为CWUSB产品的兼容性测试认证,标志着WUSB时代的正式到来。

安谋咨询(上海)有限公司中国销售副总裁吴雄昂:

未来移动互联计算技术要求高性能低功耗

世界电子市场中,手机以其普及率超过80%成为令人关注的目标,手机技术的快速发展也带来了人们对移动互联计算技术的期望。

手机的技术增长使得智能手机和笔记本电脑的开发者现在已经在移动计算技术平台上处于面对面的竞争。智能手机厂商开发出的移动计算技术平台能够提供包括办公软件、游戏、互联网、邮件等目前由计算机提供的功能,人们将不再需要携带厚重的笔记本电脑,也不用担心所带的电池只能够工作3个小时。

实际上,移动互联计算技术需要支持的应用,已经在现有的手机中大量出现,并保持快速增长。据有关方面统计和预测,能够支持互联网应用的手机将由2006年的9000万部,增长到2010年的4.36亿部,年增长率近50%;能够支持多媒体功能的手机将由2004年的2.59亿部增长到2008的7.31亿部,年均增长30%;能够移动办公应用的手机如运行OffICe软件,年均增长率也将超过41%。

根据移动互联计算设备的应用特点,人们要求其必须具备4个主要特性:永远互联、高性能低功耗、多媒体应用和出色的互联网浏览器技术。永远互联要求移动计算平台具备多种无线接入技术;高性能低功耗要求至少能够支持Office软件以支持商务应用,并达到一天的全功能使用时间,几天的待机时间;多媒体应用要求支持如音乐、电视、视频和游戏的功能;出色的互联网浏览器技术要求浏览器能够支持多种插件等技术。

这就要求移动计算技术平台具备至少两项关键技术:一是具有优秀的电源效率,能够保证提供更长时间的移动工作时间;二是移动通信平台提供的随时在线的功能。这种具备高性能、低功耗、长久移动工作的计算平台将最终能够替代大多数笔记本电脑并得到广泛应用。

随着移动互联计算技术市场的增长,ARM(安谋)公司将继续确保在关键技术上能够满足我们的合作伙伴以及他们的客户不断增长的需求,从而保证移动互联计算技术平台的快速应用和发展。

关键字:数字  消费  设计  制造

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/market/200711/20616.html
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