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什么是半導體芯片行業三種運作模式
http://www.scoquf.live 2019-12-30 11:06:23 21IC電子網
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  新型半導體材料在工業方面的應用越來越多。新型半導體材料表現為其結構穩定,擁有卓越的電學特性,而且成本低廉,可被用于制造現代電子設備中廣泛使用,半導體在集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明應用、大功率電源轉換等領域應用。本文將簡單的介紹半導體芯片行業三種運作模式。
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  半導體芯片是什么
  一般情況下,半導體、集成電路、芯片這三個東東是可以劃等號的,因為講的其實是同一個事情。半導體是一種材料,分為表格中四類,由于集成電路的占比非常高,超過80%,行業習慣把半導體行業稱為集成電路行業。而芯片就是集成電路的載體,廣義上我們就將芯片等同于了集成電路。
  半導體芯片行業的三種運作模式有IDM、Fabless和Foundry。
  1、IDM(Integrated Device Manufacture)模式
  主要的特點如下:集芯片設計、芯片制造、芯片封裝和測試等多個產業鏈環節于一身;早期多數集成電路企業采用的模式;目前僅有極少數企業能夠維持。
  主要的優勢如下:設計、制造等環節協同優化,有助于充分發掘技術潛力;能有條件率先實驗并推行新的半導體技術(如FinFet)。
  主要的劣勢如下:公司規模龐大,管理成本較高;運營費用較高,資本回報率偏低。
  這類企業主要有:三星、德州儀器(TI)。
  2、Fabless(無工廠芯片供應商)模式
  主要的特點如下:只負責芯片的電路設計與銷售;將生產、測試、封裝等環節外包。
  主要的優勢如下:資產較輕,初始投資規模小,創業難度相對較小;企業運行費用較低,轉型相對靈活。
  主要的劣勢如下:與IDM相比無法與工藝協同優化,因此難以完成指標嚴苛的設計;與Foundry相比需要承擔各種市場風險,一旦失誤可能萬劫不復。
  這類企業主要有:海思、聯發科(MTK)、博通(Broadcom)。
  3、Foundry(代工廠)模式
  主要的特點如下:只負責制造、封裝或測試的其中一個環節;不負責芯片設計;可以同時為多家設計公司提供服務,但受制于公司間的競爭關系。
  主要的優勢如下:不承擔由于市場調研不準、產品設計缺陷等決策風險。
  主要的劣勢如下:投資規模較大,維持生產線正常運作費用較高;需要持續投入維持工藝水平,一旦落后追趕難度較大。
  這類企業主要有:SMIC、UMC、Global Foundry。
  IDM、Foundry、Fabless以及Fab-lite之間的合作和競爭
  Fabless與IDM之間的競爭激烈。Fabless與IDM廠商都要直接面對客戶,處于同一個競爭層面,二者之間存在激烈的競爭。相對而言,IDM的品牌優勢更為明顯,而眾多的Fabless廠商只能通過捕捉市場熱點并迅速推出產品制勝,當然也有少數技術實力強大的Fabless可以立足研發,推出自己的差異化產品,成為細分子行業的龍頭。
  Foundry與IDM之間的合作會更緊密。由于IC制造前期投入資金量較大,固定成本較高,如果一條生產線建立后不能進行大量生產則無法收回成本。2002年以后,由于加工工藝和設備的成本直線上升,許多IDM廠商無法通過投資生產線實現收益,而Foundry可以通過為多家客戶代工同類型產品而獲益,在這種情況下,許多IDM廠商將制造環節外包給Foundry廠商。兩者的合作不但可以分擔研發先進工藝所需的費用及所面臨的風險,而且一旦一個新工藝投入量產,IDM和Foundry都能從中獲益。隨著技術進一步發展,建設IC制造生產線的固定成本將更高,IDM廠商將有更多的業務外包給Foundry,雙方的共同研發也會越來越深入,二者之間的合作將更加密切。而有些時候IDM還做代工,像是2013英特爾宣布將利用即將推出的14nm 3D晶體管技術為芯片廠商Altera代工FPGA,是英特爾首次向其他廠商開放其最先進的制造工藝,換句話說,像是英特爾這種IDM也做代工貿易。另一案例是三星為蘋果公司代工iPhone中使用的A4、A5、A6甚至A7處理器,全球頂級存儲器制造商三星實際上已成為臺積電的有力競爭者。另外,瑞薩、東芝等日本廠商也把它們的SoC邏輯芯片外包給三星代工。
  最后,簡單介紹下半導體芯片產業鏈重要環節。
  產業鏈簡單來說分上、中、下游主要是三個環節:
  這些名詞看著很復雜,那我就用大白話幫大家翻譯一下(對照著下面這張圖一起看):
  1、IC設計指的是集成電路設計。什么手機、電腦、智能設備玩意兒運行邏輯都要在這個時候定好;
  2、晶圓制造是啥意思呢?因為集成電路需要做到一個晶片上,晶片是從砂石里層層提煉出來的東西,中間有拉晶、切割的工藝,要用到熔煉爐、CVD設備、單晶爐和切片機這幾樣設備。
  3、晶圓加工就是在上一步做好的晶圓基礎上,把集成電路做到上面去主要包含鍍膜、光刻、刻蝕、離子注入這些工藝。這也需要多項設備來實現。
  4、封測就是封裝+測試。目的是把上面做好的集成電路放到保護殼中,防止損壞、腐蝕。要用到切割減薄設備、引線機、鍵合機、分選測試機等設備。
  最后,芯片就成品了。
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