集成电路设计的运作模式

综述

众所周知，在集成电路设计中其中的一种重要的运行模式Fabless，它是Fabrication(制造)和less(无、没有)的组合，是指“没有制造业务、只专注于设计”的集成电路设计的一种运作模式，也用来指代未拥有芯片制造工厂的IC设计公司，经常被简称为“无晶圆厂”(晶圆是芯片\硅集成电路的基础，无晶圆即代表无芯片制造);通常说的IC design house(IC设计公司)即为Fabless。

半导体芯片行业的运作模式

半导体芯片行业有三种运作模式，分别有IDM、Fabless和Foundry模式。

Fabless(无工厂芯片供应商)模式主要的特点如下：只负责芯片的电路设计与销售;将生产、测试、封装等环节外包。

主要的优势如下：资产较轻，初始投资规模小，创业难度相对较小;企业运行费用较低，转型相对灵活。

主要的劣势如下：与IDM相比无法与工艺协同优化，因此难以完成指标严苛的设计;与Foundry相比需要承担各种市场风险，一旦失误可能万劫不复。

这类企业主要有：海思、联发科(MTK)、博通(Broadcom)。

IDM(Integrated Device Manufacture)模式

主要的特点如下：集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身;早期多数集成电路企业采用的模式;目前仅有极少数企业能够维持。

主要的优势如下：设计、制造等环节协同优化，有助于充分发掘技术潜力;能有条件率先实验并推行新的半导体技术(如FinFet)。

主要的劣势如下：公司规模庞大，管理成本较高;运营费用较高，资本回报率偏低。

这类企业主要有：三星、德州仪器(TI)

Foundry(代工厂)模式

主要的特点如下：只负责制造、封装或测试的其中一个环节;不负责芯片设计;可以同时为多家设计公司提供服务，但受制于公司间的竞争关系。

主要的优势如下：不承担由于市场调研不准、产品设计缺陷等决策风险。

主要的劣势如下：投资规模较大，维持生产线正常运作费用较高;需要持续投入维持工艺水平，一旦落后追赶难度较大。

这类企业主要有：SMIC、UMC、Global Foundry。

半导体芯片产业链重要环节

产业链简单来说分上、中、下游主要是三个环节：

1、IC设计指的是集成电路设计。

2、晶圆制造，因为集成电路需要做到一个晶片上，晶片是从砂石里层层提炼出来的东西，中间有拉晶、切割的工艺，要用到熔炼炉、CVD设备、单晶炉和切片机这几样设备。

3、晶圆加工就是在上一步做好的晶圆基础上，把集成电路做到上面去主要包含镀膜、光刻、刻蚀、离子注入这些工艺。这也需要多项设备来实现。

4、封测就是封装+测试。目的是把上面做好的集成电路放到保护壳中，防止损坏、腐蚀。要用到切割减薄设备、引线机、键合机、分选测试机等设备。

最后，芯片就成品了。

晶圆制造及加工是芯片制造的核心工艺，要比后面的封测环节难得多，此处的设备投资非常庞大，能占到全部设备投资的70%以上。 封装、测试的设备投入大概分别为全部设备投资的15%、10%。