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中國芯片發展需要IDM模式

鐵流 · 2018-12-22 · 來源:鐵流公眾號
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國內IC設計公司多為Fabless企業,因而高度依賴臺積電7nm/10nm先進工藝把主頻做到2.5—3G,要么使用了境內40nm/28nm工藝后主頻上不去。如果中國大陸沒有自己的IDM企業,在高性能CPU上將很難于Intel競爭。

  此前,魏少軍教授做了《迎接設計業的難得發展機遇》的報告,報告中介紹了中國集成電路產業發展的最新情況。就IC設計行業來說,國內排在前幾名的都是Fabless企業。

  不過,Fabless雖然尤其優勢,但也有其短板,對于當下中國的半導體產業來說,需要強有力的IDM企業來推動產業的發展。

  在半導體行業中,有三種運作模式:

  一種是從事能獨立完成設計、制造、封裝測試的公司,被稱為IDM(Integrated Design and Manufacture),比如Intel、鎂光、三星、德州儀器、ST等公司,曾經沒有賣掉晶圓廠的IBM和AMD曾經也屬于IDM模式。

  另一種是只從事IC設計,但沒有代工廠,這類公司被稱為Fabless,最典型的就是ARM陣營中一系列IC設計廠商,比如蘋果、高通、華為海思、展訊、聯發科等等。現在的AMD也屬于Fabless。

  還有一種是只做代工,不做設計,這類公司被稱為Foundry,最典型的就是臺積電、格羅方德、聯電、中芯國際、華力微等公司。

  而CPU的設計和生產工藝的結合異常緊密,使得IDM廠商會占有很大優勢——在IDM廠商中,生產工藝的研發和設計是同步走的,一旦出現短板,設計部門和制造部門就會協調溝通,把短板補全。在研發出新制程后,即便良率低、成本高,IDM廠商也可以通過內部計劃經濟的模式做好協調,使自己的產品在性能上處于領先地位。

  相比之下,Fabless模式的IC設計公司必須和Foundry合作,而這種合作在一般情況下,無法達到IDM廠商那種內部整合效果。舉例來說,一旦CPU在流片中出現問題,Fabless IC設計公司和Foundry可能會把問題推給對方,出現推諉扯皮的情況。而且因為技術保密的因素,Fabless IC設計公司和Foundry之間未必能做到IDM模式下的那種毫無保留。因而IDM模式在高性能CPU設計和制造上具有先天優勢。

  正是因為Intel具有IDM的先天優勢,Intel可以很好的把設計與工藝平臺整合在一起,工藝平臺幾乎就是為通用CPU的生產進行服務,可以及時調試工藝技術實現CPU效能的最大化。

  舉例來說,Intel使用45nm制造工藝時,就可以把CPU的主頻做到2.5G以上,比如Intel的四核CPU Q8200采用的就是45nm制造工藝,主頻就達到2.5G。Intel X5270同樣使用45nm制造工藝,主頻則達到3.5G, 而且這并非P4那種擁有超高流水線級數的高頻低能CPU。采用32nm制造工藝時,Intel不僅實現了SNB在IPC上出類拔萃,在主頻方面很多型號的CPU都在3G以上,甚至有的CPU主頻都做到4.0G。

  這也是為什么過去20多年時間里,Intel能夠在高性能CPU上獨占鰲頭的原因之一。

  目前,國內IC設計公司多為Fabless企業,因而高度依賴臺積電7nm/10nm先進工藝把主頻做到2.5—3G,要么使用了境內40nm/28nm工藝后主頻上不去。如果中國大陸沒有自己的IDM企業,在高性能CPU上將很難于Intel競爭。

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