集成電路設(shè)計的一種運作模式介紹

眾所周知，在集成電路設(shè)計中其中的一種重要的運行模式Fabless，它是Fabrication（制造）和less（無、沒有）的組合，是指“沒有制造業(yè)務(wù)、只專注于設(shè)計”的集成電路設(shè)計的一種運作模式，也用來指代未擁有芯片制造工廠的IC設(shè)計公司，經(jīng)常被簡稱為“無晶圓廠”（晶圓是芯片\硅集成電路的基礎(chǔ)，無晶圓即代表無芯片制造）;通常說的IC design house（IC設(shè)計公司）即為Fabless。本文首先詳解半導(dǎo)體芯片行業(yè)的三種運作模式，分別有IDM、Fabless和Foundry模式。其次介紹了半導(dǎo)體芯片及半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)鏈重要環(huán)節(jié)，具體的跟隨小編一起來了解一下。

半導(dǎo)體芯片行業(yè)的運作模式

1、Fabless（無工廠芯片供應(yīng)商）模式

主要的特點如下：只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計與銷售;將生產(chǎn)、測試、封裝等環(huán)節(jié)外包。

主要的優(yōu)勢如下：資產(chǎn)較輕，初始投資規(guī)模小，創(chuàng)業(yè)難度相對較小;企業(yè)運行費用較低，轉(zhuǎn)型相對靈活。

主要的劣勢如下：與IDM相比無法與工藝協(xié)同優(yōu)化，因此難以完成指標(biāo)嚴(yán)苛的設(shè)計;與Foundry相比需要承擔(dān)各種市場風(fēng)險，一旦失誤可能萬劫不復(fù)。

這類企業(yè)主要有：海思、聯(lián)發(fā)科（MTK）、博通（Broadcom）。

2、IDM（Integrated Device Manufacture）模式

主要的特點如下：集芯片設(shè)計、芯片制造、芯片封裝和測試等多個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)于一身;早期多數(shù)集成電路企業(yè)采用的模式;目前僅有極少數(shù)企業(yè)能夠維持。

主要的優(yōu)勢如下：設(shè)計、制造等環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化，有助于充分發(fā)掘技術(shù)潛力;能有條件率先實驗并推行新的半導(dǎo)體技術(shù)（如FinFet）。

主要的劣勢如下：公司規(guī)模龐大，管理成本較高;運營費用較高，資本回報率偏低。

這類企業(yè)主要有：三星、德州儀器（TI）。

3、Foundry（代工廠）模式

主要的特點如下：只負(fù)責(zé)制造、封裝或測試的其中一個環(huán)節(jié);不負(fù)責(zé)芯片設(shè)計;可以同時為多家設(shè)計公司提供服務(wù)，但受制于公司間的競爭關(guān)系。

主要的優(yōu)勢如下：不承擔(dān)由于市場調(diào)研不準(zhǔn)、產(chǎn)品設(shè)計缺陷等決策風(fēng)險。

主要的劣勢如下：投資規(guī)模較大，維持生產(chǎn)線正常運作費用較高;需要持續(xù)投入維持工藝水平，一旦落后追趕難度較大。

這類企業(yè)主要有：SMIC、UMC、Global Foundry。

半導(dǎo)體芯片是什么

一般情況下，半導(dǎo)體、集成電路、芯片這三個東東是可以劃等號的，因為講的其實是同一個事情。

半導(dǎo)體是一種材料，分為表格中四類，由于集成電路的占比非常高，超過80%，行業(yè)習(xí)慣把半導(dǎo)體行業(yè)稱為集成電路行業(yè)。

而芯片就是集成電路的載體，廣義上我們就將芯片等同于了集成電路。

所以對于小白來說，只需要記住，當(dāng)芯片、集成電路、半導(dǎo)體出現(xiàn)的時候，別慌，是同一碼事兒。

半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)鏈重要環(huán)節(jié)

產(chǎn)業(yè)鏈簡單來說分上、中、下游主要是三個環(huán)節(jié)：

這些名詞看著很復(fù)雜，那我就用大白話幫大家翻譯一下（對照著下面這張圖一起看）：

1、IC設(shè)計指的是集成電路設(shè)計。什么手機、電腦、智能設(shè)備玩意兒運行邏輯都要在這個時候定好;

2、晶圓制造是啥意思呢？因為集成電路需要做到一個晶片上，晶片是從砂石里層層提煉出來的東西，中間有拉晶、切割的工藝，要用到熔煉爐、CVD設(shè)備、單晶爐和切片機這幾樣設(shè)備。

3、晶圓加工就是在上一步做好的晶圓基礎(chǔ)上，把集成電路做到上面去主要包含鍍膜、光刻、刻蝕、離子注入這些工藝。這也需要多項設(shè)備來實現(xiàn)。

4、封測就是封裝+測試。目的是把上面做好的集成電路放到保護殼中，防止損壞、腐蝕。要用到切割減薄設(shè)備、引線機、鍵合機、分選測試機等設(shè)備。

最后，芯片就成品了。

重要：這里著重強調(diào)一下，晶圓制造及加工是芯片制造的核心工藝，要比后面的封測環(huán)節(jié)難得多，此處的設(shè)備投資非常龐大，能占到全部設(shè)備投資的70%以上。 封裝、測試的設(shè)備投入大概分別為全部設(shè)備投資的15%、10%。

還是做個表格看的更清楚一點：在建廠全部的投資中半導(dǎo)體設(shè)備投資占比67%，在這67%的投入中，晶圓制造設(shè)備占到了70%以上，可見重要性。