高性能 低功耗 低成本：IC產業(yè)鏈共同追求

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

　　美國pericom公司總經理陳少民：

　　技術創(chuàng)新成本正在不斷提高

　　自集成電路發(fā)明以來，其應用市場在不同的時代里由不同的產品所主導。在上世紀80年代以前，大型計算機的應用是集成電路市場的主要驅動因素;進入80年代以后，隨著個人電腦的迅速普及，個人電腦芯片在集成電路市場占據了最重要的地位;上世紀90年代以后，盡管個人電腦仍然保持著發(fā)展的趨勢，但其增長的速度卻遜色于數(shù)字消費類產品。2006年的統(tǒng)計數(shù)據顯示，該年度全球消費類產品市場總值達到1457億美元，其占集成電路市場的比例相比2003年提高了一倍以上。

　　與產品價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微米的時候，一套光罩的費用為1萬-1.3萬美元之間，而當技術進步到90nm以下之后，一套光罩的費用將達到100萬美元以上。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，集成電路產品研發(fā)費用占總成本費用的12.2%，到2006年這一數(shù)據增長到16%，預計到2012年還將增長到20.2%。隨著技術的提升，工廠建設費用也相應增長，從1991年到2003年，工廠建設費用增長了3.5倍，達到23億美元。由于制造成本上升，眾多的IDM公司越來越傾向于將芯片制造業(yè)務外包給代工廠，到2006年，晶圓代工廠家來自于IDM公司的業(yè)務已經占到所有業(yè)務的32%。

　　從歷史來看，集成電路廠家的經營模式是逐漸演化的。在上世紀60年代，集成電路廠家集設計、制造、銷售于一身，并且還要進行工藝設備的制造;到了70年代，出現(xiàn)了專業(yè)的集成電路設備制造公司;80年代誕生了晶圓代工廠，專注于芯片的制造;而90年代則涌現(xiàn)出IP的設計公司。所有這些變化都是與市場和產品成本緊密相關的，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。

　　中國的集成電路產業(yè)正處于加速追趕世界先進水平的過程中。2006年，中國集成電路市場規(guī)模達到454億美元，超過美國位居世界第一，同期中國集成電路產業(yè)銷售收入也超過了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，2006年前十大IC設計公司總銷售額達到13億美元，比上年增長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)中心副總經理余國寵：

　　降低封裝成本意義重大

　　如今，全球集成電路市場已進入平穩(wěn)增長期，個人電腦及其他數(shù)字消費類產品占據了集成電路應用市場的主流地位。隨著技術的進步，消費者自然會對產品提出更高的要求：功能要更全，尺寸要更小，速度要更快，價格要更低。面對產品復雜程度的提高，集成電路封裝技術必須向系統(tǒng)級封裝(SiP)邁進。通常認為，單芯片系統(tǒng)(SoC)是降低芯片成本的重要手段。事實上，SiP技術利用成熟的封裝工藝集成多種元器件為系統(tǒng)，可以實現(xiàn)與SoC的互補。

　　集成電路的技術進步一直遵循著“摩爾定律”，即集成電路芯片的集成度每18個月翻一番。隨著光刻精度的不斷提高，集成電路前工序生產(即芯片制造)成本大幅度降低，同時芯片封裝的難度逐漸加大，因而后工序生產(即芯片封裝)成本逐漸上升。當特征尺寸為0.13μm時，封裝成本約占器件成本的25%;當特征尺寸進步到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，封裝成本將超過整個器件成本的一半。因此，積極研發(fā)新的封裝技術，降低封裝成本，對于降低集成電路產品的成本具有重要意義。

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

　　降低集成電路封裝成本有賴于封裝技術和生產工藝的突破，主要著眼點在于：提高基板的使用效率;依靠工業(yè)工程手段提高單位時間產出率(UPH)和整體設備效率(OEE);投資研發(fā)新一代生產設備;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，需要與電路設計、芯片制造企業(yè)配合，從而實現(xiàn)產業(yè)鏈上各級企業(yè)的共贏。

　　北京市工業(yè)促進局副局長馮海：

　　完善產業(yè)鏈建設是發(fā)展關鍵

　　北京電子信息產業(yè)的結構已實現(xiàn)了由電子終端產品組裝向核心技術研發(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發(fā)、集成電路設計、產業(yè)標準制定的轉變。

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

　　集成電路設計方面，目前，北京集成電路設計銷售總額約占全國的1/3。

　　專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集成電路關鍵裝備重大專項，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，實現(xiàn)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，并建成國內第一條月產1萬片的12英寸硅拋光片中試生產線。

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

　　日電電子(中國)有限公司LSI開發(fā)事業(yè)部部長李軍：

　　WUSB技術優(yōu)勢在于高速度和低成本

　　WUSB(Wireless USB)是一種新興的短距離無線通信技術，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(shù)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。

　　作為一種短距離無線通信技術，和諸多競爭對手相比，WUSB技術具有高速度、低成本、低功耗的顯著特性。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。WUSB不僅速度快，因為使用了UWB技術，發(fā)射功率僅相當于其他通信技術的噪音水平。因此也達到了很高的頻譜利用率，可以和其他通信技術共用同一個頻帶。值得一提的是，由于UWB技術的優(yōu)越性，除了WUSB，近期備受關注的Wireless1394、BlueTooth V3.0、Wireless HDMI等技術都將可能構建在UWB技術上。

　　WUSB有著良好的市場前景。2007年將會有部分產品投入市場，然后進入快速增長期。到2010年和2011年預測將分別達到3億美元和5億美元的市場份額。就產品形態(tài)而言，首先進入市場的將主要是面向PC售后市場的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品。

　　看好WUSB的廣闊市場前景，目前多個公司都在開發(fā)WUSB芯片。身為WUSB促進工作組和WiMedia聯(lián)盟成員，日電電子公司是其中的先行者。目前日電電子已經開發(fā)了適用于主機側的原生WUSB產品和適用于終端側的WUSB Hub產品的控制芯片，并正在開發(fā)使用于原生WUSB終端產品的芯片。D720170和D720180兩款芯片都已經通過了USB-IF組織認證。日電電子目前正在開發(fā)對應物理層的RF芯片，預計2009年實現(xiàn)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種終端產品通過了作為CWUSB產品的兼容性測試認證，標志著WUSB時代的正式到來。

　　安謀咨詢(上海)有限公司中國銷售副總裁吳雄昂：

　　未來移動互聯(lián)計算技術要求高性能低功耗

　　世界電子市場中，手機以其普及率超過80%成為令人關注的目標，手機技術的快速發(fā)展也帶來了人們對移動互聯(lián)計算技術的期望。

　　手機的技術增長使得智能手機和筆記本電腦的開發(fā)者現(xiàn)在已經在移動計算技術平臺上處于面對面的競爭。智能手機廠商開發(fā)出的移動計算技術平臺能夠提供包括辦公軟件、游戲、互聯(lián)網、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個小時。

　　實際上，移動互聯(lián)計算技術需要支持的應用，已經在現(xiàn)有的手機中大量出現(xiàn)，并保持快速增長。據有關方面統(tǒng)計和預測，能夠支持互聯(lián)網應用的手機將由2006年的9000萬部，增長到2010年的4.36億部，年增長率近50%;能夠支持多媒體功能的手機將由2004年的2.59億部增長到2008的7.31億部，年均增長30%;能夠移動辦公應用的手機如運行OffICe軟件，年均增長率也將超過41%。

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

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

　　隨著移動互聯(lián)計算技術市場的增長，ARM(安謀)公司將繼續(xù)確保在關鍵技術上能夠滿足我們的合作伙伴以及他們的客戶不斷增長的需求，從而保證移動互聯(lián)計算技術平臺的快速應用和發(fā)展。