后摩尔定律时代,半导体厂商应该怎么做?
的趋势;目前该公司可提供应用于32~22奈米深度沟槽式晶圆的"智能中介层"(interposer),具备去耦电容,能支持低功率应用的芯片堆栈。
在芯片堆栈技术方面,台湾半导体产业协会(TSIA)理事长、钰创科技董事长卢超群表示,过去15年来IC产业已经达成了"类似以微观建筑技术造高楼"的突破,发明3D甚至超越3D的异质性晶粒排列或堆栈方法;再加上半导体厂商在晶圆级封装技术(WLP)上的研发成果──例如台积电的整合型扇出(Integrated Fan-out,Info)与整合型扇出-封装内建封装技术(InFO-PoP)──将IC制造与封测一体化,会是让摩尔定律延续更长寿命的关键。
图5:InFO芯片堆栈技术的多种不同型态
卢超群认为,InFO以及因为InFO而得以实现的另一种直通互连通孔(TIV)创新技术,将推动IC产业进入在制程微缩同时迭加IC、让奈米技术经济效益放大的"硅世代4.0"(Silicon 4.0);未来硅芯片可以直接链接如光学透镜、传感器或致动器等目前嵌入于系统中但仍未微型化的组件,而这也是晶圆代工厂、 IC设计业者和系统厂商展开合作的新机会。
系统与跨领域的整合
其实,无论摩尔定律会不会、何时走向终结,IC产业在此刻应该已经意识到,这个世界已经变了。.. 新出炉的Gartner初步统计结果显示,从2012年开始走下坡的全球PC市场出货量在2016年又一次出现6.2%的衰退;至于已经取代PC成为推动半导体产业主力的智能型手机市场,看来在接下来几年也将仅存个位数的温和成长。
新崛起的物联网市场虽然逐渐从一片混沌中显现规模经济以及有规则可循的商业模式,多样少量的芯片需求对传统IC业者来说还得经历好一段适应期;汽车市场因为开始采纳连网技术、各种传感器以及人工智能方案,俨然成为IC市场的最新" 杀手级应用",但汽车产业的保守性格似乎还未完全随着这些新技术的采用而改变,要打入车用供应链对没有相关经验的半导体厂商来说又是一个挑战。
图6:半导体产业的动力来源已经改变(来源:Gartner)
EDA大厂明导国际(Mentor Graphics)执行长Walden C. Rhine (Wally)在去年8月于台湾举行的年度技术论坛上表示,半导体产业营收成长近几年呈现停滞,有很大一部份原因是包括Apple、Samsung等采用自家设计之芯片的系统厂商,并未将IC营收公开, 但光是Apple与三星两家公司在客制化手机处理器的合并市占率可能就超过30%,那些被"隐藏"的估计高达100亿美元。
当Apple、Google.。. 等等原本是IC业者"大客户"、甚至只是"间接客户"的终端系统/网络业者都开始因为各自的独特需求而亲身投入IC设计,就算半导体制程微缩技术挑战都能顺利克服、摩尔定律能千秋万岁,IC厂商也很难再依循旧有的业务模式获取利润,必须开拓新的市场/客户、寻求新的合作机会。
EDA供货商新思(Synopsys)董事长暨共同执行长Aart de Geus在去年9月于台湾举行的新思年度用户大会接受访问时表示,身为IC设计工具供货商,他们已经发现到近两年与系统厂商互动与合作的机会增加许多,也让他们的生意模式必须有所改变;而他也认为,在新的产业生态下要取得成功,合作变得非常重要, 包括与跨领域厂商以及同业之间的合作。
而除了寻求同业/异业合作,包括Mentor的Wally以及另一家EDA供货商益华计算机(Cadence)总裁暨执行长陈立武、资深副总裁暨策略长徐季平,都不只一次提到了系统设计能力的重要性;这对于以往只专长硬件技术、缺乏软硬件整合能力与系统观的IC设计业者来说会是特别需要警惕反省的议题。
结语
对半导体IC业者来说,其实在所谓的"后摩尔定律时代",最大的挑战并非突破技术的极限,而是能不能敏锐地意识到产业生态的变化、突破旧有的思考框架与业务模式,规划出最有利于未来发展的新策略/新路线。
在半导体制造/封测与设备领域,各家大厂已经开始透过共同投资、合作的模式,将研发资源做最大化集中,催生能推动各种新应用的新一代技术;而在IC设计领域,技术上的挑战能藉助各家EDA供货商的最新一代工具,成本问题也能够透过制造业者提供的多元化技术选项找到最恰当的折衷方案,更重要的是在变化剧烈的市场摸清方向。
台湾号称拥有包含半导体上、中下游的最完整IC产业链,还有一家在全球晶圆代工市场占有率高达六成的"国宝"台积电;然而曾经生气蓬勃的IC设计业在近几年来表现未有突破,厂商之间的技术同构型也偏高,现有业者如果不能掌握转型契机,在全球半导体产业成长停滞的趋势下,前途堪虑。
整并当然也是一个选项,但寻求新的业务模式与合作机会,是台湾IC设计业者的
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