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魏少軍:《強化設計工藝協(xié)同,提升供應鏈安全》

發(fā)布日期:2023-04-20 發(fā)布者:合明科技 瀏覽次數(shù):6238
418,在廣州舉辦的第25屆中國集成電路制造年會暨供應鏈創(chuàng)新發(fā)展大會上,中國半導體行業(yè)協(xié)會設計分會理事長、清華大學集成電路學院教授魏少軍進行了《強化設計工藝協(xié)同,提升供應鏈安全》的主題演講。

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(圖源:CICD)

核心觀點分享

當前半導體全球供應鏈正遭到人為的破壞,有人嘗試把中國從全球半導體供應鏈中排除。

堅信中國的產(chǎn)業(yè)升級是走在一條正確的道路上,同時必須嚴肅地對待我們面臨的困難。

強化設計與工藝的協(xié)同,一是芯片設計公司要補工藝的課;二是芯片制造要轉變成“以產(chǎn)品為中心”的模式。

半導體全球產(chǎn)業(yè)鏈正遭到人為破壞





“非常不幸,我們現(xiàn)在碰到的就是這個問題,半導體的全球產(chǎn)業(yè)鏈正經(jīng)歷大變局,遭到人為的破壞。”魏少軍教授在報告中詳細闡述了當前全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈走向碎片化的趨勢。

過去四十年,半導體模式從System House走向IDM,再走向Fabless+Foundry式的全球分工。這個過程不僅符合客觀規(guī)律,而且推動了半導體產(chǎn)業(yè)的進步。此外,半導體產(chǎn)業(yè)鏈的全球分工,還依托于一個非常重要的原因:產(chǎn)業(yè)鏈上下游可以無縫銜接。
但是當前半導體全球供應鏈正遭到人為的破壞。有人在這個階段嘗試把中國從全球半導體供應鏈中排除。事實上,西方盟國也擔心在全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈中被孤立化、邊緣化,因此美國出臺了《芯片和科學法案》,其他國家和地區(qū)包括韓國、日本、歐盟等也出臺了相應的支持政策。這種情況也說明,我們好不容易建立起的全球供應鏈,很可能面臨碎片化的情況。
產(chǎn)業(yè)升級走在正確的道路上





如果全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈走向碎片化,我們要怎么做才能構建一個不被別人隨意打破、強壯的半導體全球供應鏈呢?首先,我們還是要信心一點,堅信中國的產(chǎn)業(yè)升級是走在一條正確的道路上——產(chǎn)品附加值、技術、生產(chǎn)率、競爭力等都逐步從低到高。中國是世界工廠,也是世界市場,這個現(xiàn)象短期內不會改變。

同時,我們必須嚴肅地對待我們面臨的困難,也就是我們的芯片發(fā)展面臨著非常嚴峻的挑戰(zhàn),國內最先進制造工藝距離國際最先進制造工藝還有約10倍性能差距。因此我們要尋找一種不依賴于最先進工藝的,而且能開發(fā)出更好的高性能芯片的設計方法。誰能用不那么先進的工藝做出先進的集成電路,那才是高手,都用最先進的集成電路工藝來做一個先進的芯片,那不是高手。
這個問題很難。因為我們的設計和制造之間已經(jīng)分離了太長時間,我們沒有把它們有機結合起來,因此要把這兩者再連接起來,我們要花很多的精力。
芯片設計企業(yè)要補工藝的課




首先,設計公司要補工藝的。過去20年,中國集成電路設計業(yè)成長非???,已經(jīng)成長為全球集成電路產(chǎn)業(yè)的重要力量,但是短板也很明顯,比如我們的產(chǎn)品定義能力不強,創(chuàng)新不足,尚未擺脫跟隨和模仿產(chǎn)品進步主要依靠工藝技術進步和EDA工具進步,同樣的產(chǎn)品性能需要使用比競爭對手更先進的工藝,而同樣的工藝做出的產(chǎn)品,性能往往落后于競爭對手主要采用FOT流程,而不是COT流程;設計公司廣泛依賴代工廠提供的PDK,沒有能力開發(fā)自己的PDK;設計公司鮮有雇傭工藝工程師的情況。

這些短板在全球化的大背景下,并不構成太大的挑戰(zhàn)。但在半導體全球供應鏈被破壞,出現(xiàn)碎片化的時候,它們就成為致命的挑戰(zhàn)。
芯片制造要變成“以產(chǎn)品為中心”模式




次,芯片制造要轉變以產(chǎn)品為中心”的模式。芯片制造有兩種模式,分別是“以生產(chǎn)為中心”的模式,這也是我們目前制造業(yè)主要采取的方法,另一種是以“產(chǎn)品為中心”的模式。

以“生產(chǎn)為中心”的理念是充分利用自身的能力服務好客戶,在自身條件允許的前提下,盡最大努力滿足客戶的要求。芯片制造廠與設計公司之間的關系是:單純的商業(yè)委托,客戶強烈依賴芯片制造廠的PDK。芯片制造廠的PDK則要盡可能寬容以照顧潛在的其他客戶,并且通常不會輕易調整工藝。因此,客戶的產(chǎn)品性能通常無法達到芯片制造廠工藝的極限水平。
如果轉變成“以產(chǎn)品為中心”的模式,那么芯片設計企業(yè)關注的不是客戶,而是客戶的產(chǎn)品;關心的不僅僅是自己的能力,還有自己和客戶兩者的能力能不能結合到一起。這兩者的結合,就產(chǎn)生了一種全新的合作模式:客戶依賴的是雙方合作產(chǎn)生的、定制的PDK,它的好處是能夠把芯片制造工藝的極限水平發(fā)揮出來。也就是回到我剛才說的,能不能用14nm做出7nm的水平呢?這要求我們的制造和設計兩者之間要緊密地合作。
結語




半導產(chǎn)業(yè)鏈的全球化推動了半導體產(chǎn)業(yè)模式的變遷,一方面強化了各個環(huán)節(jié)的分工合作,但另外一方面也使得設計和工藝之 間的聯(lián)系逐漸弱化。全球半導體供應鏈正在經(jīng)歷大變局,西方嘗試將中國排除在半導體全球供應鏈之外。半導體全球供應鏈走向碎片化。

在努力維護現(xiàn)行半導體全球供應鏈完整性的同時,構建一個強壯的半導體本地供應鏈已經(jīng)刻不容緩。除了裝備、材料的本地化外,強化設計與工藝的協(xié)同是提升供應鏈安全的重要任務。

圖文來源:芯師爺

Tips:

【閱讀提示】

以上為本公司一些經(jīng)驗的累積,因工藝問題內容廣泛,沒有面面俱到,只對常見問題作分析,隨著電子產(chǎn)業(yè)的不斷更新?lián)Q代,新的工藝問題也不斷出現(xiàn),本公司自成立以來不斷的追求產(chǎn)品的創(chuàng)新,做到與時俱進,熟悉各種生產(chǎn)復雜工藝,能為各種客戶提供全方位的工藝、設備、材料的清洗解決方案支持。

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