芯片制造流程
?????? 一枚小小的芯片從設計之初到誕生會涉及到芯片設計、芯片生產、芯片封裝和測試等多個產業(yè)鏈,可以說每一個環(huán)節(jié)都是一個國家綜合國力的體現(xiàn)。
?? 接下來我就以蓋房子對比芯片制造過程
| ??????????????????????????????????????????? 蓋房子 | ??????????????????????????????????????????????? 芯片制造 |
| ?????????????????????????????????????? 開發(fā)商拿地 | ?????????????????????????????????????????????? 芯片需求 |
| ??????????????????????????????????????????? 規(guī)劃設計 | ???????????????????????????????????????????????? 芯片設計 |
| ????????????????????????????????????????? 施工建設 | ???????????????????????????????????????????????? 芯片生產 |
| ??????????????????????????????????????????? 裝修 | ??????????????????????????????????????????????? 芯片封裝 |
| ???????????????????????????????????????????? 驗收 | ?????????????????????????????????????????????? 測試驗收 |
??? 首先我們來看蓋房子,并不是每個開發(fā)商都有能力全部流程都自己搞定的,他會去找設計院做設計規(guī)劃,找施工隊搬磚,找裝修公司做裝修,找第三方機構做驗收。當然不排除一些大的開發(fā)商有能力(主要是要有錢)自己完成全部工作,其實大部分也是自己的子公司。
??? 接下來我們開看芯片制造,同樣的芯片制造也是只有少數(shù)幾家大公司能夠能夠集全部芯片制造產業(yè)鏈于一身(IDM)。芯片廠商首先提出需求,由芯片設計公司(Fabless)根據(jù)需求對芯片進行設計,設計完成后交由芯片生產公司(Foundry)進行生產,然后進行芯片封裝,最后測試驗收。
??? 細心的同學們已經(jīng)注意到,我上面提到的IDM、Fabless和Foundry,這其實是三種芯片制造的運作模式,下面我將對著幾種模式一一道來。
?? 少數(shù)幾家大公司能夠能夠集全部芯片制造產業(yè)鏈于一身,如三星、TI等,我們稱這種運作模式為IDM(Integrated Device Manufacture),早期多數(shù)集成電路企業(yè)采用的模式,這種模式的優(yōu)勢是設計、制造等環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化,有助于充分發(fā)掘技術潛力,能有條件率先實驗并推行新的半導體技術,IDM的劣勢也很明顯,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。目前僅有極少數(shù)大企業(yè)能夠維持。相當于龍頭房企萬科、恒大等。
??? 除了IDM模式,目前大部分芯片制造是由芯片設計公司主導的,相當于是蓋房子找設計院做規(guī)劃設計,但是這些設計公司并不具備芯片生產的能力,所以芯片設計完成后要將生產測試等環(huán)節(jié)交由代工廠進行生產,這種無工廠芯片供應商的模式稱為Fabless模式,直譯過來就是無晶圓,因為芯片的生產的主要原材料是硅晶圓,Fabless芯片公司只負責芯片的電路設計與銷售,將生產、測試、封裝等環(huán)節(jié)外包,Fabless的優(yōu)勢是資產較輕,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,轉型相對靈活;劣勢是與IDM相比無法與工藝協(xié)同優(yōu)化,因此難以完成指標嚴苛的設計,同時由于tapeout(流片)成本非常高,所以與代工廠相比需要承擔各種市場風險。這類企業(yè)主要有:海思、聯(lián)發(fā)科(MTK)、博通(Broadcom)。相當于各大設計院。
??? 最后提供芯片生產制造、封裝或測試的其中一個環(huán)節(jié)的代工廠模式稱為Foundry模式,他們不負責芯片設計,可以同時為多家設計公司提供服務。主要的優(yōu)勢是不承擔由于市場調研不準、產品設計缺陷等決策風險;劣勢是:投資規(guī)模較大,維持生產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:臺積電、中芯國際集SMIC、臺灣聯(lián)華電子UMC、格羅方德Global Foundry。相當于施工隊高級技術工種。
??? OK,對于芯片制造就了解到這里,當別人在說fabless的時候,你知道是做純芯片設計的我的目的就達到了。
?? 芯片的設計過程可分為兩個部分,分別為:前端設計(也稱邏輯設計)和后端設計(也稱物理設計),這兩個部分并沒有統(tǒng)一嚴格的界限,凡涉及到與工藝有關的設計可稱為后端設計,根據(jù)標題我們可以知道本課程是關于芯片設計的所以其他的環(huán)節(jié)我們只做了解。
總結
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