高性能 低功耗 低成本：IC產(chǎn)業(yè)鏈共同追求

　　編者按：移動(dòng)多媒體廣播、數字電視、3G通信、汽車(chē)電子等新興領(lǐng)域不僅為集成電路未來(lái)的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)空間，而且要求IC企業(yè)提供更好、更快、更多的高性能、低功耗、低成本的產(chǎn)品，以滿(mǎn)足新市場(chǎng)需求。在日前召開(kāi)的北京微電子國際研討會(huì )上，業(yè)界專(zhuān)家就目前IC設計、制造、封裝的新技術(shù)、新方法和新走向以及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展與建設進(jìn)行了深入研討。

　　美國pericom公司總經(jīng)理陳少民：

　　技術(shù)創(chuàng )新成本正在不斷提高

　　自集成電路發(fā)明以來(lái)，其應用市場(chǎng)在不同的時(shí)代里由不同的產(chǎn)品所主導。在上世紀80年代以前，大型計算機的應用是集成電路市場(chǎng)的主要驅動(dòng)因素;進(jìn)入80年代以后，隨著(zhù)個(gè)人電腦的迅速普及，個(gè)人電腦芯片在集成電路市場(chǎng)占據了最重要的地位;上世紀90年代以后，盡管個(gè)人電腦仍然保持著(zhù)發(fā)展的趨勢，但其增長(cháng)的速度卻遜色于數字消費類(lèi)產(chǎn)品。2006年的統計數據顯示，該年度全球消費類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)總值達到1457億美元，其占集成電路市場(chǎng)的比例相比2003年提高了一倍以上。

　　與產(chǎn)品價(jià)格的下降趨勢形成鮮明對比的是創(chuàng )新成本的提高。以設計成本為例，當光刻精度為0.5微米的時(shí)候，一套光罩的費用為1萬(wàn)-1.3萬(wàn)美元之間，而當技術(shù)進(jìn)步到90nm以下之后，一套光罩的費用將達到100萬(wàn)美元以上。研發(fā)費用在總成本費用中所占的比例也是逐年上升，1998年，集成電路產(chǎn)品研發(fā)費用占總成本費用的12.2%，到2006年這一數據增長(cháng)到16%，預計到2012年還將增長(cháng)到20.2%。隨著(zhù)技術(shù)的提升，工廠(chǎng)建設費用也相應增長(cháng)，從1991年到2003年，工廠(chǎng)建設費用增長(cháng)了3.5倍，達到23億美元。由于制造成本上升，眾多的IDM公司越來(lái)越傾向于將芯片制造業(yè)務(wù)外包給代工廠(chǎng)，到2006年，晶圓代工廠(chǎng)家來(lái)自于IDM公司的業(yè)務(wù)已經(jīng)占到所有業(yè)務(wù)的32%。

　　從歷史來(lái)看，集成電路廠(chǎng)家的經(jīng)營(yíng)模式是逐漸演化的。在上世紀60年代，集成電路廠(chǎng)家集設計、制造、銷(xiāo)售于一身，并且還要進(jìn)行工藝設備的制造;到了70年代，出現了專(zhuān)業(yè)的集成電路設備制造公司;80年代誕生了晶圓代工廠(chǎng)，專(zhuān)注于芯片的制造;而90年代則涌現出IP的設計公司。所有這些變化都是與市場(chǎng)和產(chǎn)品成本緊密相關(guān)的，業(yè)內的企業(yè)既要分工明確，又要密切協(xié)作，才能促使整體成本的下降。

　　中國的集成電路產(chǎn)業(yè)正處于加速追趕世界先進(jìn)水平的過(guò)程中。2006年，中國集成電路市場(chǎng)規模達到454億美元，超過(guò)美國位居世界第一，同期中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售收入也超過(guò)了1000億元人民幣。目前，中國的IC設計企業(yè)已達到500多家，其中35-50家采用0.18微米及以下技術(shù)，2006年前十大IC設計公司總銷(xiāo)售額達到13億美元，比上年增長(cháng)55%。在芯片制造方面，以中芯國際為代表的晶圓代工企業(yè)2006年市場(chǎng)份額已占到12.9%，預計到2015年將達到15.8%。

　　日月光集團研發(fā)中心副總經(jīng)理余國寵：

　　降低封裝成本意義重大

　　如今，全球集成電路市場(chǎng)已進(jìn)入平穩增長(cháng)期，個(gè)人電腦及其他數字消費類(lèi)產(chǎn)品占據了集成電路應用市場(chǎng)的主流地位。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，消費者自然會(huì )對產(chǎn)品提出更高的要求：功能要更全，尺寸要更小，速度要更快，價(jià)格要更低。面對產(chǎn)品復雜程度的提高，集成電路封裝技術(shù)必須向系統級封裝(SiP)邁進(jìn)。通常認為，單芯片系統(SoC)是降低芯片成本的重要手段。事實(shí)上，SiP技術(shù)利用成熟的封裝工藝集成多種元器件為系統，可以實(shí)現與SoC的互補。

　　集成電路的技術(shù)進(jìn)步一直遵循著(zhù)“摩爾定律”，即集成電路芯片的集成度每18個(gè)月翻一番。隨著(zhù)光刻精度的不斷提高，集成電路前工序生產(chǎn)(即芯片制造)成本大幅度降低，同時(shí)芯片封裝的難度逐漸加大，因而后工序生產(chǎn)(即芯片封裝)成本逐漸上升。當特征尺寸為0.13μm時(shí)，封裝成本約占器件成本的25%;當特征尺寸進(jìn)步到90nm，封裝成本的比例上升到30%以上;按此速度發(fā)展下去，預計當特征尺寸縮小到45nm時(shí)，封裝成本將超過(guò)整個(gè)器件成本的一半。因此，積極研發(fā)新的封裝技術(shù)，降低封裝成本，對于降低集成電路產(chǎn)品的成本具有重要意義。

　　鑒于集成電路的封裝成本越來(lái)越高，如今IDM廠(chǎng)家更傾向于將封裝業(yè)務(wù)外包給專(zhuān)業(yè)封裝廠(chǎng)家。據預測，到2009年，將有約50%的IDM廠(chǎng)家會(huì )將其集成電路封裝業(yè)務(wù)委外加工。這樣，就給專(zhuān)業(yè)的集成電路封裝企業(yè)創(chuàng )造了巨大的市場(chǎng)空間。另一方面，部分高端集成電路封裝企業(yè)除鞏固其在封裝領(lǐng)域的業(yè)務(wù)之外，也開(kāi)始向上下游擴展，比如日月光就可以為客戶(hù)提供包括電路設計測試、晶圓測試、芯片測試、系統封裝及測試等在內的多項服務(wù)。

　　降低集成電路封裝成本有賴(lài)于封裝技術(shù)和生產(chǎn)工藝的突破，主要著(zhù)眼點(diǎn)在于：提高基板的使用效率;依靠工業(yè)工程手段提高單位時(shí)間產(chǎn)出率(UPH)和整體設備效率(OEE);投資研發(fā)新一代生產(chǎn)設備;使用硅中介層以減小Low-K芯片尺寸。此外，必須強調的是，降低集成電路封裝成本并不只是封裝企業(yè)一家的任務(wù)，需要與電路設計、芯片制造企業(yè)配合，從而實(shí)現產(chǎn)業(yè)鏈上各級企業(yè)的共贏(yíng)。

　　北京市工業(yè)促進(jìn)局副局長(cháng)馮海：

　　完善產(chǎn)業(yè)鏈建設是發(fā)展關(guān)鍵

　　北京電子信息產(chǎn)業(yè)的結構已實(shí)現了由電子終端產(chǎn)品組裝向核心技術(shù)研發(fā)、基礎元器件加工制造轉變，由自然資源為主要投入要素向智力資源為主要投入要素的轉變，由以硬件制造為主向軟件開(kāi)發(fā)、集成電路設計、產(chǎn)業(yè)標準制定的轉變。

　　從北京集成電路產(chǎn)業(yè)的行業(yè)分布情況看，封裝測試行業(yè)占北京整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)比例從2003年的57%降到2006年的32%。集成電路設計行業(yè)保持著(zhù)持續快速發(fā)展的態(tài)勢，從2003年的18.7億元增長(cháng)到2006年的80億元，成為北京集成電路產(chǎn)業(yè)中貢獻最大的環(huán)節，所占比例從2003年的30%增長(cháng)到42%。受中芯國際北京12英寸生產(chǎn)線(xiàn)建成投產(chǎn)的拉動(dòng)，集成電路制造行業(yè)銷(xiāo)售收入從2003年的6億元增長(cháng)到43.5億元，所占產(chǎn)業(yè)比重由2003年的9.6%增長(cháng)到2006年的23%，成為北京集成電路產(chǎn)業(yè)增長(cháng)最快的行業(yè)。

　　集成電路設計方面，目前，北京集成電路設計銷(xiāo)售總額約占全國的1/3。

　　專(zhuān)用裝備和材料研制方面，“十五”期間，北京市組織北方微電子公司和中科信公司承擔了國家863集成電路關(guān)鍵裝備重大專(zhuān)項，成功研制出8英寸100納米多晶硅刻蝕機和大傾角離子注入機，實(shí)現了我國高端集成電路核心設備零的突破。有研半導體公司成功研制直徑12英寸硅單晶拋光片，形成了一整套制備12英寸硅單晶拋光片的技術(shù)，并建成國內第一條月產(chǎn)1萬(wàn)片的12英寸硅拋光片中試生產(chǎn)線(xiàn)。

　　今后北京電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一要繼續走“高端、高效、高輻射”的發(fā)展道路，把標準制定、軟件開(kāi)發(fā)、集成電路設計放在優(yōu)先發(fā)展的位置，以自主創(chuàng )新占領(lǐng)制高點(diǎn)，提升區域的整體競爭優(yōu)勢。二要加大國際合作力度，繼續推進(jìn)集成電路關(guān)鍵裝備和材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。三要鼓勵企業(yè)利用自主技術(shù)獲取更多國際的資金、市場(chǎng)、人才等資源要素，通過(guò)廣泛開(kāi)展國際合作，使我市的電子信息產(chǎn)業(yè)融入全球的競爭環(huán)境。四要利用各種渠道培養人才，建立人才競爭機制。五要積極鼓勵企業(yè)為2008年奧運會(huì )服務(wù)，利用先進(jìn)的電子信息技術(shù)，使“科技奧運”的理念充分體現。

　　日電電子(中國)有限公司LSI開(kāi)發(fā)事業(yè)部部長(cháng)李軍：

　　WUSB技術(shù)優(yōu)勢在于高速度和低成本

　　WUSB(Wireless USB)是一種新興的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，理論上在短距離內可以達到和當前廣泛應用的USB2.0同樣的數據傳輸速度。目前，WUSB最遠可達10m的傳輸距離，最快可達到與USB2.0相同的480Mbps速率。

　　作為一種短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，和諸多競爭對手相比，WUSB技術(shù)具有高速度、低成本、低功耗的顯著(zhù)特性。比如目前藍牙Ver2.0只有最高2M～3Mbps的傳輸速度，WiFi(802.11)速度快一些，卻存在成本高、功耗大的弱點(diǎn)。WUSB不僅速度快，因為使用了UWB技術(shù)，發(fā)射功率僅相當于其他通信技術(shù)的噪音水平。因此也達到了很高的頻譜利用率，可以和其他通信技術(shù)共用同一個(gè)頻帶。值得一提的是，由于UWB技術(shù)的優(yōu)越性，除了WUSB，近期備受關(guān)注的Wireless1394、BlueTooth V3.0、Wireless HDMI等技術(shù)都將可能構建在UWB技術(shù)上。

　　WUSB有著(zhù)良好的市場(chǎng)前景。2007年將會(huì )有部分產(chǎn)品投入市場(chǎng)，然后進(jìn)入快速增長(cháng)期。到2010年和2011年預測將分別達到3億美元和5億美元的市場(chǎng)份額。就產(chǎn)品形態(tài)而言，首先進(jìn)入市場(chǎng)的將主要是面向PC售后市場(chǎng)的WUSB dongle和Hub以及Card-Bus Card，而后逐漸轉為WUSB功能內置的原生終端產(chǎn)品。

　　看好WUSB的廣闊市場(chǎng)前景，目前多個(gè)公司都在開(kāi)發(fā)WUSB芯片。身為WUSB促進(jìn)工作組和WiMedia聯(lián)盟成員，日電電子公司是其中的先行者。目前日電電子已經(jīng)開(kāi)發(fā)了適用于主機側的原生WUSB產(chǎn)品和適用于終端側的WUSB Hub產(chǎn)品的控制芯片，并正在開(kāi)發(fā)使用于原生WUSB終端產(chǎn)品的芯片。D720170和D720180兩款芯片都已經(jīng)通過(guò)了USB-IF組織認證。日電電子目前正在開(kāi)發(fā)對應物理層的RF芯片，預計2009年實(shí)現包含WUSB協(xié)議控制和物理PHY處理功能的1Chip化解決方案。

　　2007年7月，USB-IF宣布了4家公司的6種終端產(chǎn)品通過(guò)了作為CWUSB產(chǎn)品的兼容性測試認證，標志著(zhù)WUSB時(shí)代的正式到來(lái)。

　　安謀咨詢(xún)(上海)有限公司中國銷(xiāo)售副總裁吳雄昂：

　　未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)計算技術(shù)要求高性能低功耗

　　世界電子市場(chǎng)中，手機以其普及率超過(guò)80%成為令人關(guān)注的目標，手機技術(shù)的快速發(fā)展也帶來(lái)了人們對移動(dòng)互聯(lián)計算技術(shù)的期望。

　　手機的技術(shù)增長(cháng)使得智能手機和筆記本電腦的開(kāi)發(fā)者現在已經(jīng)在移動(dòng)計算技術(shù)平臺上處于面對面的競爭。智能手機廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)出的移動(dòng)計算技術(shù)平臺能夠提供包括辦公軟件、游戲、互聯(lián)網(wǎng)、郵件等目前由計算機提供的功能，人們將不再需要攜帶厚重的筆記本電腦，也不用擔心所帶的電池只能夠工作3個(gè)小時(shí)。

　　實(shí)際上，移動(dòng)互聯(lián)計算技術(shù)需要支持的應用，已經(jīng)在現有的手機中大量出現，并保持快速增長(cháng)。據有關(guān)方面統計和預測，能夠支持互聯(lián)網(wǎng)應用的手機將由2006年的9000萬(wàn)部，增長(cháng)到2010年的4.36億部，年增長(cháng)率近50%;能夠支持多媒體功能的手機將由2004年的2.59億部增長(cháng)到2008的7.31億部，年均增長(cháng)30%;能夠移動(dòng)辦公應用的手機如運行OffICe軟件，年均增長(cháng)率也將超過(guò)41%。

　　根據移動(dòng)互聯(lián)計算設備的應用特點(diǎn)，人們要求其必須具備4個(gè)主要特性：永遠互聯(lián)、高性能低功耗、多媒體應用和出色的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器技術(shù)。永遠互聯(lián)要求移動(dòng)計算平臺具備多種無(wú)線(xiàn)接入技術(shù);高性能低功耗要求至少能夠支持Office軟件以支持商務(wù)應用，并達到一天的全功能使用時(shí)間，幾天的待機時(shí)間;多媒體應用要求支持如音樂(lè )、電視、視頻和游戲的功能;出色的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器技術(shù)要求瀏覽器能夠支持多種插件等技術(shù)。

　　這就要求移動(dòng)計算技術(shù)平臺具備至少兩項關(guān)鍵技術(shù)：一是具有優(yōu)秀的電源效率，能夠保證提供更長(cháng)時(shí)間的移動(dòng)工作時(shí)間;二是移動(dòng)通信平臺提供的隨時(shí)在線(xiàn)的功能。這種具備高性能、低功耗、長(cháng)久移動(dòng)工作的計算平臺將最終能夠替代大多數筆記本電腦并得到廣泛應用。

　　隨著(zhù)移動(dòng)互聯(lián)計算技術(shù)市場(chǎng)的增長(cháng)，ARM(安謀)公司將繼續確保在關(guān)鍵技術(shù)上能夠滿(mǎn)足我們的合作伙伴以及他們的客戶(hù)不斷增長(cháng)的需求，從而保證移動(dòng)互聯(lián)計算技術(shù)平臺的快速應用和發(fā)展。