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设计工艺!资本技术双轮驱动国内IC设计寻求变局

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毫无悬念,这不是集成电路的小时代,而是大时代.近日中共中央政治局委员、国务院副总理马凯在深圳、杭州、上海调研时强调,加快推动我国集成电路产业发展是中央作出的战略决策,要坚定信心,抢抓机遇,聚焦重点,强化创新,加大政策支持力度,优化企业发展环境,努力实现集成电路产业跨越式发展.业界热议一系列重大举措或将出台,这将激发尚在艰难前行的集成电路业新的活力.作为集成电路产业最上游的设计业,在交上一份尚算合格的成绩单后,也在思考未来的“披荆斩棘”路.在近日举行的中国集成电路设计业2013年会暨合肥集成电路创新发展高峰论坛上,中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军提到的数字释放出积极的信号:2013年全国632家设计企业2013年总销售额可达约874.48亿元,增长率28.51%,远高于全球6%的增长,占全球IC设计业比重达16.73%.

向好之余仍面临同质化等问题

竞争力有待提高、主流产品游离于国际主战场之外现状没有根本扭转、产品同质化严重等问题凸显.

魏少军在提及我国IC设计产业发展状况时连用了6个排比句,即产业规模持续扩大、发展质量明显改善、竞争能力稳步提升、发展环境持续优化、经济效益有待提高、问题挑战依然存在.产业规模持续扩大不仅体现在实实在在的数字上,还体现在区域发展态势良好、前十大企业发展态势喜人上.前两家跨入10亿美元大关,10家企业增长率在两位数以上,企业经营质量持续改善.并且,各产品领域稳步增长,功率和模拟增长最快.同时,资本动作和并购再次重启.

中国IC业已驶在疾驰的道路上.华登国际董事总经理黄庆也指出,未来全球半导体业成长率会趋缓,但中国今后10年仍将高速发展,因为有政府支持、1300亿元市场、600多家设计公司以及活跃的资本市场,这4个都齐活的国家或只在中国.

虽然横向比较IC设计业成绩耀眼,但纵向比面临的挑战仍然巨大,毕竟国内IC设计业整体规模只与国外某一半导体巨头的销售值相当,国内最大宗的进口产品仍是芯片.魏少军提到,这包括竞争力有待提高、主流产品游离于国际主战场之外现状没有根本扭转、产品同质化严重、企业总体实力不强、设计企业广泛依靠工艺和EDA工具实现产品进步、基础能力不强、创新能力不强等.

“目前国内设计企业过于技术化,没有门槛,缺乏IP积累,缺乏工艺设计能力.真正设计是针对工艺设计,与代工厂共同开发,但目前设计企业很少有这一能力.”国家科技重大专项02专项总体组组长叶甜春提及国内IC设计业不足时说.

而在国家努力实现集成电路产业新跨越的号召面前,国内IC设计业也将迎来新的发展机遇,新的长征路上亟须谋而后动.魏少军预测可能出台的重大举措:建立高层次集成电路领导机构,以加强组织领导和综合协调.以信息安全为主要抓手,重点发展信息基础设施所需的集成电路芯片,维护网络和信息安全.筹集和建立集成电路专项发展基金,加大资金支持力度,以集成电路设计为发展重点.

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上下游协手形成差异化竞争力

在系统-设计-制造-封测-装备-材料链中,上下游联手才可能建立真正的门槛,形成差异化的竞争力.

随着工艺不断推进,以及芯片集成度不断攀升和应用市场需求的走高,更复杂、更高工艺、更快速的芯片开发成为其永恒的“命题”.而IC设计业发展需要IP、EDA工具、代工工艺的共同“担当”.在IP方面,随着工艺的提升,IP需与时俱进;在EDA工具方面,则需更快更高效的平台.

“传统上,每片晶圆的成本在每个新的技术节点上升15%~20%,在20nm节点,需要更多的双重图形曝光技术,在16nm/14nm节点,需要FinFET、EUV延迟等,在10nm以下,则还需要三重图形曝光、SADP层、更多的EUV延迟等.”新思科技总裁兼联合首席执行官陈志宽指出,“EDA工具的作用就是帮助客户在做好、做快、做便宜这三方面下工夫,假设芯片设计从前端、后端到流片需要24个月时间的话,需6个月做前端设计,接下来3~4月做后端, 最后9~12个月是Debug阶段,未来希望搭建一个平台,能在前端设计时就导入Debug.”

Cadence副总裁兼中国区总经理刘国军也指出,设计挑战在于实现高速、低功耗、软硬件协同,生产挑战在于随着工艺演进,摩尔定律将失效,新的3D、FinFET工艺开发仍需攻坚克难.在急速增长的SoC开发成本中,验证和软件是主要原因.因而,也着力开发新的验证平台,可将验证性能再提高50%,并使得软件工程师能够在IC发布和原型机可用之前就开发产品级的软件代码,显著加快硬件和软件联合验证时间.

工艺是引领设计业向前的重要支撑.叶甜春指出,随着国家重大专项的实施,集成电路产业技术取得长足进步,在产业链协同创新方面,主流工艺取得长足进步,特色工艺建立竞争力,但高端制造冲击力与材料依赖进口、制造工艺缺乏自主知识产权的局面急需扭转.最大的问题是产业链相互害怕,信心不足.在系统-设计-制造-封测-装备-材料链中,下游欺负上游,一环怕一环.只有上下游联手才可能建立真正的门槛,形成差异化的竞争力.

对工艺的需求变化也折射出市场走势.格罗方德半导体科技(上海)有限公司总经理韩志勇表示,未来IC系统级整合需求驱动先进工艺增长,平台需要提供经过大规模生产验证的180nm至40nm的混合技术解决方案的主流工艺,还要提供先进的28nm优化工艺及14nm以下工艺.格罗方德与其他代工厂专注于FinFET技术不一样的是,对FD-SOI和FinFET技术都会投入开发,目前28nm FD-SOI设备已装备好,以更好适应市场需求.

目前业界对先进工艺的需求在直线上升.TSMC中国区业务发展副总经理罗镇球指出,TSMC第二季度28nm营收已占总体营收的28%,明年初将会导入16nm FinFET工艺.

国内投入巨资兴建12英寸线的上海华力微公司副总裁舒奇也表示,现在已与一些客户建立了合作,因为华力微在与客户沟通、良率方面得到认可,55nm已量产一年多,40nm年底可量产,未来也将加快部署28nm工艺.

内外力结合图产业大发展

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未来产业发展要看大环境,要假以时日,要有耐心.资本与技术之轮要同时驱动,才能使产业真正发展.

目前中国半导体业已从引进学习阶段的学习期进入到成长期,但还是处在廉价替代阶段.黄庆指出,未来5~15年应着力向提高附加值的壮大期和引领市场的独立期迈进.魏少军指出,未来的机遇在于,围绕移动智能终端的各类芯片仍然会维持高速发展的态势,云计算和物联网相关芯片将成为新的热点,金融智能卡芯片将风起云涌.

中国IC设计业要在未来的征途中获胜,还需增强内生力.正如罗镇球表示,成功的公司具备缺一不可的四个要素:领先的技术能力、到位的用户体验、完备的生态系统、独特的商业模式.设计公司虽然处于产业链下游,也应着重未来的演变趋势进行布局.

“未来芯片的趋势是产品高度集成,做大才有价值,展讯和RDA不能合并是中国人的悲哀.”黄庆指出,“最有竞争力的芯片公司都是能重新定义系统的公司,英特尔除了PC的CPU之外,将外围芯片全部定义及垄断了.目前苹果、谷歌、亚马逊都在自己开发芯片.”针对中国IC设计业的机会,黄庆进一步指出,英特尔定义了PC,苹果定义了智能手机,未来在智能穿戴设备、物联网等领域中国IC设计企业或有机会来定义.

IC业一直以来马太效应凸显,业界的并购整合也一直在上演,今年中国就有几次大的整合并购,如同方国芯实现对深圳国微的并购、展讯被紫光集团并购、澜起上市等.对于国内设计业来说,将技术与资本的力量“双轮驱动”才是王道.

魏少军指出,国家重大专项有承担、有历史,是为产业发展烧火加油的,但如果企业自身能力不足,为了拿到“油”,本来能跑2000转的,非要说自己能跑6000转,结果是拿到“油”也跑不起来,而决策层的期望又被调高了,这种现实差距对我国IC业发展造成了负面影响.“未来产业发展要看大环境,要假以时日,要有耐心.最重要的是要有激情、耐心韧性、睿智,资本与技术之轮要同时驱动,才能使产业真正发展.”魏少军指出.

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