stringtranslate.com

Модель литейного производства

Модель литейного производства представляет собой бизнес-модель проектирования и производства микроэлектроники , состоящую из завода по производству полупроводников , или литейного производства, и операции по проектированию интегральных схем , каждая из которых принадлежит отдельным компаниям или дочерним компаниям. [1] [2] [3] [4]

Производители интегрированных устройств (IDM) проектируют и производят интегральные схемы. Многие компании, известные как компании без собственных производственных мощностей , только проектируют устройства; торговые или чисто игровые литейные заводы только производят устройства для других компаний, не проектируя их. Примерами IDM являются Intel , Samsung и Texas Instruments , примерами чисто игровых литейных заводов являются GlobalFoundries , TSMC и UMC , а примерами компаний без собственных производственных мощностей являются AMD , Nvidia и Qualcomm .

Строительство и обслуживание предприятий по производству интегральных схем обходится дорого. Если их нельзя поддерживать на почти полной загрузке, они станут утечкой финансов компании , которая ими владеет. Модель литейного производства использует два метода, чтобы избежать этих расходов: компании без собственных производственных мощностей избегают расходов, не владея такими мощностями. Торговые литейные заводы, с другой стороны, находят работу из мирового пула компаний без собственных производственных мощностей, посредством тщательного планирования , ценообразования и заключения контрактов, поддерживают свои заводы в полной загрузке.

История

Компании, которые проектировали и производили устройства, изначально отвечали за производство микроэлектронных устройств. Эти производители занимались как исследованиями и разработками производственных процессов, так и исследованиями и разработками дизайна микросхем .

Первой компанией, занимающейся исключительно полупроводниками, стала Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation , ответвление государственного Industrial Technology Research Institute , которая разделила свои отделы проектирования и производства в 1987 году, [5] модель, которую отстаивал Карвер Мид в США, но которую посчитали слишком дорогой для реализации. Разделение проектирования и производства стало известно как модель литейного производства, с аутсорсингом производства без собственных производственных мощностей на литейные заводы полупроводников . [6]

Компании без собственных фабрик, занимающиеся полупроводниковыми приборами , не имеют возможности производить полупроводники, а заключают контракты с литейными заводами-торговцами на изготовление. Компания без собственных фабрик занимается исследованиями и разработками ИС-продукта; литейный завод занимается производством и тестированием физического продукта. Если литейный завод не имеет возможности проектировать полупроводники, то это чисто литейный завод по производству полупроводников.

Абсолютное разделение на fabless и литейные компании не является необходимым. Многие компании продолжают существовать, выполняя обе операции и извлекая выгоду из тесной связи своих навыков. Некоторые компании производят некоторые из своих собственных разработок и заключают контракты на производство или проектирование других, в случаях, когда они видят ценность или ищут особые навыки. Модель литейного производства — это бизнес-модель, которая стремится оптимизировать производительность.

МОСИС

Самые первые коммерческие литейные заводы были частью службы MOSIS . Служба MOSIS предоставляла ограниченный доступ к производству дизайнерам с ограниченными средствами, таким как студенты, научные сотрудники университетов и инженеры небольших стартапов . [7] Дизайнер представлял проекты, и эти проекты изготавливались с использованием дополнительных мощностей коммерческой компании. Производители могли вставлять некоторые пластины для проекта MOSIS в коллекцию своих собственных пластин, когда этап обработки был совместим с обеими операциями. Коммерческая компания (выступающая в качестве литейного завода) уже управляла процессом, поэтому им фактически платила MOSIS за то, что они уже делали. Фабрика с избыточными мощностями в периоды застоя также могла запускать проекты MOSIS, чтобы избежать простоя дорогостоящего капитального оборудования .

Недоиспользование дорогостоящего производственного предприятия могло привести к финансовому краху владельца, поэтому продажа избыточных мощностей по производству пластин была способом максимизировать использование фабрики. Таким образом, экономические факторы создали климат, в котором операторы фабрик хотели продать избыточные мощности по производству пластин, а проектировщики хотели купить производственные мощности, а не пытаться их построить.

Хотя MOSIS открыл двери для некоторых клиентов без собственных производственных мощностей, зарабатывая дополнительный доход для литейного завода и предоставляя недорогие услуги клиентам, вести бизнес вокруг производства MOSIS было сложно. Торговые литейные заводы продавали мощности пластин на избыточной основе в качестве вторичной деловой активности. Услуги клиентам были вторичны по отношению к коммерческому бизнесу, с небольшой гарантией поддержки. Выбор продавца диктовал дизайн, процесс разработки и доступные методы для клиента без собственных производственных мощностей. Торговым литейным заводам могли потребоваться фирменные и непереносимые этапы подготовки. Литейные заводы, обеспокоенные защитой того, что они считали коммерческими секретами своих методологий, могли быть готовы раскрыть данные разработчикам только после обременительной процедуры неразглашения .

Специализированный литейный цех

В 1987 году открылся первый в мире специализированный торговый литейный завод: Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) . [8] Различие «специализированный» относится к типичному торговому литейному заводу той эпохи, чьей основной деятельностью было создание и продажа собственных ИС -продуктов. Специализированный литейный завод предлагает своим клиентам несколько ключевых преимуществ: во-первых, он не продает готовые ИС-продукты в канал поставок ; таким образом, специализированный литейный завод никогда не будет напрямую конкурировать со своими клиентами без собственных производственных мощностей (устраняя общую проблему компаний без собственных производственных мощностей). Во-вторых, специализированный литейный завод может масштабировать производственные мощности в соответствии с потребностями клиента, предлагая услуги челночных перевозок небольшого количества изделий в дополнение к полномасштабным производственным линиям. Наконец, специализированный литейный завод предлагает «COT-flow» (принадлежащие клиенту инструменты) на основе стандартных отраслевых систем EDA , тогда как многие торговцы IDM требовали от своих клиентов использовать фирменные (непереносимые) инструменты разработки. Преимущество COT давало клиенту полный контроль над процессом проектирования, от концепции до окончательного дизайна.

Лидеры продаж литейного производства по годам

2023

2017

2016–2014

2013

2011

2010

2009–2007

По состоянию на 2009 год 17 крупнейших производителей полупроводников были: [17]

(1) В настоящее время приобретена компанией GlobalFoundries

2008–2006

По состоянию на 2008 год 18 крупнейших заводов-производителей полупроводников были следующими: [18]

(1) В 2008 году произошло слияние с CR Logic, реклассификация в IDM-литейное производство.

2007–2005

По состоянию на 2007 год в число 14 крупнейших производителей полупроводников входят: [19]

Для рейтинга в мире: [20]

2004

По состоянию на 2004 год 10 крупнейших предприятий по производству полупроводников были следующими: [ необходима ссылка ]

Финансовые вопросы и вопросы интеллектуальной собственности

Как и все отрасли, полупроводниковая промышленность сталкивается с грядущими вызовами и препятствиями.

Стоимость сохранения лидирующих позиций неуклонно растет с каждым поколением чипов. Финансовое напряжение ощущают как крупные коммерческие литейные заводы, так и их клиенты без собственных производственных мощностей. Стоимость нового литейного завода превышает 1 миллиард долларов. Эти расходы должны быть переложены на клиентов. Многие коммерческие литейные заводы вступили в совместные предприятия со своими конкурентами, чтобы разделить расходы на исследования и разработку и расходы на техническое обслуживание производства.

Компании, занимающиеся разработкой микросхем, иногда избегают патентов других компаний, просто покупая продукцию у лицензированного литейного завода с широкими кросс-лицензионными соглашениями с владельцем патента. [21]

Украденные проектные данные также вызывают беспокойство; данные редко копируются напрямую, поскольку явные копии легко идентифицируются по отличительным признакам в чипе, [22] размещенном там либо для этой цели, либо как побочный продукт процесса проектирования. Однако данные, включая любую процедуру, систему процесса, метод работы или концепцию, могут быть проданы конкуренту, который может сэкономить месяцы или годы утомительного обратного проектирования .

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ М. Лю (14 мая 2021 г.). «Тайвань и модель литейного производства». Nature Electronics . 4 (5): 318–320. doi :10.1038/s41928-021-00576-y.
  2. ^ SK Saha (25–27 июня 2012 г.). «Роль полупроводниковых литейных заводов в разработке усовершенствованных интегральных схем». Международная конференция по управлению технологиями . стр. 32–35. doi :10.1109/ITMC.2012.6306393. ISBN 978-1-4673-2134-1. S2CID  7329163.
  3. ^ FC Tseng (8–11 декабря 1996 г.). «Литейные технологии». Международная встреча по электронным приборам. Технический сборник . стр. 19–24. doi :10.1109/iedm.1996.553030. ISBN 0-7803-3393-4. S2CID  40610229.
  4. ^ JY-C. Sun (1998). Бернетт, Дэвид; Вристерс, Дирк; Цучия, Тошиаки (ред.). "Foundry Technology Trend". Труды SPIE . Microelectronic Device Technology II. 3506 : 19–24. Bibcode :1998SPIE.3506...19S. doi :10.1117/12.323970. S2CID  173181521.
  5. ^ "Профиль компании". TSMC . Получено 6 декабря 2020 г. .
  6. ^ Браун, Клэр; Линден, Грег (2011). Чипы и перемены: как кризис меняет полупроводниковую промышленность (1-е изд.). Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 9780262516822.
  7. ^ Сюзанна Бергер; Ричард К. Лестер (12 февраля 2015 г.). Глобальный Тайвань: Создание конкурентных преимуществ в новой международной экономике. Routledge. стр. 142–. ISBN 978-1-317-46970-4.
  8. ^ Хитоси Хиракава; Каушалеш Лал; Синкай Наоко (2013). Модели сервитизации, ИТ-изации и инноваций: двухэтапная теория промышленного кластера. Routledge. С. 34–. ISBN 978-0-415-63945-3.
  9. ^ «Pure-Play Foundry Market демонстрирует самый сильный рост с 2014 года». EPS News. 22 сентября 2020 г. Получено 6 января 2021 г.
  10. ^ Чанг, Эден. "Пресс-центр - Доход 10 крупнейших мировых литейных заводов в четвертом квартале вырос на 7,9%, годовой совокупный доход достигнет 111,54 млрд долларов США в 2023 году, заявляет TrendForce | TrendForce - Исследование рынка, ценовые тенденции DRAM, NAND Flash, светодиодов, TFT-LCD и зеленой энергии, фотоэлектрических систем". TrendForce . Получено 29 марта 2024 г.
  11. ^ "Пресс-центр – TrendForce сообщает о рейтинге 10 крупнейших мировых производителей полупроводников 2017 года, TSMC занимает первое место с долей рынка 55,9% | TrendForce – Исследование рынка, ценовые тенденции DRAM, NAND Flash, светодиодов, TFT-LCD и зеленой энергии, фотоэлектрических систем". TrendForce . Получено 1 июля 2020 г. .
  12. ^ МакГрат, Дилан (23 января 2017 г.). «X-Fab — самая быстрорастущая литейная компания». EE Times. Архивировано из оригинала 29 января 2017 г. Получено 10 мая 2017 г.
  13. ^ Кларк, Питер (16 января 2017 г.). «SMIC, Tower, X-Fab — самые сильные растущие литейные заводы в чистом виде». eeNews Analog . Получено 29 января 2021 г.
  14. ^ IC Insights: 13 крупнейших литейных заводов обеспечили 91% от общего объема продаж литейных заводов в 2013 году
  15. ^ semimd.com: 2011 Major IC Foundries Архивировано 26 мая 2013 г. на Wayback Machine .
  16. ^ dongbuhitek.com: Рейтинг литейных производств 2010 года (со ссылкой на Gartner) (PDF).
  17. ^ IC Insights, «Основные производители ИС 2009», март 2009 г.
  18. ↑ IC Insights, «Ведущие компании, занимающиеся литейным производством в чистом виде», март 2009 г. Архивировано 19 июля 2011 г. на Wayback Machine .
  19. ^ IC Insights, «Основные производители ИС 2007 года».
  20. ^ IC Insights, «25 крупнейших мировых лидеров продаж полупроводников в 2006 году».
  21. ↑ RH Abramson (28 февраля – 4 марта 1994 г.). «Когда куры возвращаются домой на насест: защита лицензированного литейного производства в патентных делах». Труды COMPCON '94 . стр. 348–354. doi :10.1109/CMPCON.1994.282907. ISBN 978-0-8186-5380-3. S2CID  2957002.
  22. ^ Кэрол Марш и Том Кин. «Схема маркировки безопасности для конструкций ASIC и ядер интеллектуальной собственности». Проектирование и повторное использование .

Внешние ссылки