20nm是怎樣改變IC設(shè)計(jì)的

芒果啤酒對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與制造業(yè)有什么貢獻(xiàn)？我從未想象過(guò)，在一張來(lái)自世界各地的啤酒愛(ài)好者的表單中，果味啤酒會(huì)通過(guò)一項(xiàng)味覺(jué)測(cè)試。事實(shí)證明，芒果啤酒非常好！同樣的道理，20nm曾經(jīng)被認(rèn)為華而不實(shí)，不會(huì)投入量產(chǎn)，不會(huì)微縮，但事實(shí)證明20nm非常好。那些前沿的無(wú)晶圓廠商們6個(gè)月前還在撓頭糾結(jié)，現(xiàn)在已經(jīng)在規(guī)劃著明年第一季度20nm的流片了。

20nm工藝節(jié)點(diǎn)是電子產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。它帶來(lái)巨大的動(dòng)力、性能和面積優(yōu)勢(shì)，同時(shí)帶來(lái)了光刻技術(shù)、可變性和復(fù)雜性等挑戰(zhàn)。然而令人欣慰的是，通過(guò)在端到端、集成設(shè)計(jì)流程中使用EDA工具，這些挑戰(zhàn)都是在人們的掌控范圍之內(nèi)的。

上段話出自Cadence白皮書“20nm是怎樣改變IC設(shè)計(jì)的”，我超級(jí)同意這種說(shuō)法。20nm當(dāng)之無(wú)愧地是半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。現(xiàn)在，技術(shù)的褶皺已經(jīng)被熨平了，讓我們來(lái)看看代工業(yè)務(wù)模型是如何演進(jìn)的。

“無(wú)疑，我們正站在最先進(jìn)的工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)這個(gè)十字路口。為了能夠邁出正確的一步，對(duì)制造和設(shè)計(jì)中必要的投資和和資源是必不可少的。”三星北美洲的代服務(wù)副總裁AnaHunter表示。

我很同意AnaHunter的觀點(diǎn)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)處在一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，業(yè)務(wù)模式將會(huì)改變。代工半導(dǎo)體公司們需要一個(gè)類似IDM的環(huán)境模式。如果看一下三星最新的宣傳冊(cè)“兩全其美：IDM和專業(yè)晶圓代工”。

在DAC2012那段時(shí)間，我曾經(jīng)問(wèn)過(guò)很多無(wú)晶圓半導(dǎo)體廠商的工程師們，與代工廠們進(jìn)行新的工藝技術(shù)合作使他們發(fā)生了什么樣的改變。我也問(wèn)了一些代工廠。類似IDM這樣的答案并沒(méi)有讓我感到吃驚，因?yàn)榕cEDA和IP廠商們合作新的工藝節(jié)點(diǎn)已經(jīng)是我每天都在做的事情了。但是對(duì)于那些相信英特爾的公關(guān)那套胡說(shuō)八道的理論的人來(lái)說(shuō)就不同了。

UMC首先在與賽靈思的從0.25微米轉(zhuǎn)向40nm的合作中用到了類似的IDM環(huán)境模式。賽靈思用UMC總部一個(gè)樓層的員工花10年的時(shí)間開(kāi)發(fā)出了很多新的工藝。而賽靈思與UMC“離婚”之后，UMC再也不奉行“一夫一妻”制了，而是選擇了多家廠商如TI、高通和IBM。

臺(tái)積電卻選擇了一條被大多數(shù)人忽略的路。早期的與其他廠商在參考流1.0上的合作，現(xiàn)在已經(jīng)演進(jìn)為12.0的版本，并且有了很多新的合作方，結(jié)果將在10月的TSMCOIP上公布。這些合作方包括已有的和新興的很多半導(dǎo)體和EDA廠商。接下來(lái)臺(tái)積電將為客戶零成本研發(fā)實(shí)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)作為參考和生產(chǎn)用。而商業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)是臺(tái)積電“硅驗(yàn)證”程序的另一部分，大大小小的IP公司完成了詳盡的資格認(rèn)證程序來(lái)確?？梢詳D進(jìn)臺(tái)積電的IP廠商目錄。下一步就是臺(tái)積電的“早期使用計(jì)劃”，挑選一部分客戶和合作伙伴來(lái)進(jìn)行工藝研發(fā)。我想這是從90nm開(kāi)始的吧。早期使用計(jì)劃的認(rèn)證過(guò)程還存在爭(zhēng)議，但是可以明確的一點(diǎn)是這對(duì)于無(wú)晶圓半導(dǎo)體的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化很有幫助。而結(jié)果就是，臺(tái)積電的DTP（設(shè)計(jì)技術(shù)平臺(tái)）部門已經(jīng)花費(fèi)了幾億美元來(lái)構(gòu)造行業(yè)領(lǐng)先的“模擬IDM平臺(tái)”，正如我們今天所見(jiàn)到的。

這把我們帶到了40nm工藝。早在28nm甚至20nm的時(shí)候無(wú)晶圓廠商門已經(jīng)入駐新竹了，代工廠已經(jīng)開(kāi)始“早期認(rèn)證”一些頂級(jí)的無(wú)晶圓廠商了。但你很難區(qū)分高通、博通、英偉達(dá)、賽靈思和如今的IDM，當(dāng)然制造設(shè)備的所有權(quán)除外。并且不要忘了現(xiàn)在的無(wú)晶圓廠商德州儀器、AMD、富士通、LSILogic曾經(jīng)都是IDM廠商。