建廠難、驗證煩，F(xiàn)oundry和Fabless的同一個“困惑”

幾年前，上海的一位領(lǐng)導(dǎo)向芯謀研究首席分析師顧文軍問了一個問題：“作為國內(nèi)領(lǐng)先的代工廠，中芯國際能給高通流片28納米工藝，為什么不能給展銳流片？而展銳作為國內(nèi)領(lǐng)先的設(shè)計公司，選擇臺積電流片28納米，為什么不選擇中芯國際。他們都在上海，為何合作很少？”顧文軍用打籃球作為比喻，在籃球比賽中，大家都想抱大腿，都想和實力強(qiáng)勁的選手一組，在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，中芯國際和展銳雖然當(dāng)時在國內(nèi)領(lǐng)先，但在全球還有不少實力上的差距，所以他們也都想抱“大腿”。領(lǐng)導(dǎo)聞之，哈哈一笑。

顯然，當(dāng)一個規(guī)模不大的設(shè)計公司（Fabless）去找非國際頂尖晶圓廠代工時，尤其是先進(jìn)工藝，最終芯片出現(xiàn)了問題，搞不清是誰的責(zé)任，設(shè)計公司和Fab都認(rèn)為自己沒有問題，導(dǎo)致互相扯皮，效率大大降低。但如果這家代工廠是臺積電，或者設(shè)計公司是國際頂尖設(shè)計公司，就不會存在這樣的扯皮。因為頂尖企業(yè)有非常完備的芯片診斷系統(tǒng)，但問題的關(guān)鍵是，中國半導(dǎo)體企業(yè)絕大部分不那么頂尖。除了自身實力上的差距，中國的Fabless與Foundry之間還缺少了一個“橋梁”式的第三方平臺公司。

追本溯源，回顧全球半導(dǎo)體歷史，IDM模式開創(chuàng)了先河，巨頭公司承包了設(shè)計、制造、封裝測試再到銷售自有品牌芯片產(chǎn)品，該模式是上世紀(jì)八十年代世界半導(dǎo)體發(fā)展金科玉律，后晉玩家也靠此模式獲得成功。隨著1987年臺積電的成立，一種全新的商業(yè)模式晶圓代工誕生，以臺積電為代表的Foundry廠取得巨大成功。至此，主流的IDM模式被劃分為Foundry（代工）+Fabless（設(shè)計）。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，F(xiàn)oundry越來越強(qiáng)大，F(xiàn)abless越來越獨立，背后的問題也越發(fā)凸顯，國內(nèi)對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的熱情，也放大了問題的嚴(yán)重性。 

嚴(yán)峻的問題

建廠多而技術(shù)積累少。如今國內(nèi)刮起一陣建廠風(fēng)，許多地方對半導(dǎo)體制造廠充滿熱情，同時也把建廠這件事看得過于簡單，以為設(shè)備買好，產(chǎn)能就有了。殊不知，如果技術(shù)沒有建立完備，設(shè)備進(jìn)廠只是悲劇的開始。即便新廠工藝開發(fā)完，離產(chǎn)品完成還相差甚遠(yuǎn)，還需要開發(fā)PDK（Process design kits），目前很多公司PDK的能力是缺失的，而選擇外包的方式。如果代工廠沒有PDK能力，何談最終產(chǎn)品落地，何談有效產(chǎn)能。

缺少IP設(shè)計能力，存在安全風(fēng)險。國內(nèi)的代工廠絕大部分沒有IP能力，既沒有IP設(shè)計能力，也沒有IP Debug能力。就算像中芯、華虹這樣領(lǐng)先的公司，也是IP不全，設(shè)計部門自己開發(fā)的IP很少，絕大部分是國際巨頭EDA公司的IP，這不僅存在價格昂貴的問題，也存在潛在的安全層面的問題。此外，對于代工廠來說，組建一個IP設(shè)計團(tuán)隊成本過高，畢竟使用頻率不高，技術(shù)開發(fā)后，就會暫時停滯。芯片可靠性和診斷能力差。

如本文開頭所說，一般的設(shè)計公司和代工廠沒有芯片診斷能力。即便像中芯、華虹這樣有實力的代工廠，在工藝開發(fā)完成后，需要找一個國際大公司流片，完成對整個工藝的驗證，隨后才可以服務(wù)相應(yīng)制程工藝的設(shè)計客戶。而國際大公司如博通、高通，會選擇在代工廠工藝還不成熟的時候?qū)?，?dāng)產(chǎn)品出來時，中間可以省去至少一年半的時間。反過來說，代工廠想要新工藝提前量產(chǎn)，需要仰仗國際大公司。設(shè)計公司產(chǎn)品很難差異化。通常一家代工廠有幾十家甚至上百家設(shè)計公司作為客戶，然而代工廠并不會為此設(shè)計幾十個甚至上百個PDK。因此，當(dāng)設(shè)計公司拿到代工廠PDK，如果這些公司的設(shè)計類似，就很難做到差異化。在設(shè)計公司產(chǎn)品競爭極其激烈的當(dāng)下，性能、成本和差異化才是競爭的關(guān)鍵。 

Foundry和Fabless之間的橋梁

放眼中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，雖然存在一些Design service公司，比如芯原微電子，但是做類似Foundry service的公司極其缺少，這類公司可以在Foundry和Fabless之間搭起橋梁。仰仗于對Foundry的充分而獨到的理解，能夠?qū)⒃O(shè)計公司的需求快速落地，節(jié)約成本，爭取時間窗口。

當(dāng)然，這類公司的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)門檻也很高，不僅要對Foundry的工藝流程和技術(shù)極其熟悉，還要對設(shè)計公司需求和流程有所了解。這類“橋梁”公司之所以稀有，是因為臺積電等一眾代工廠不會單獨剝離公司來做第三方服務(wù)平臺，其中最為關(guān)鍵的一個詞是“第三方”，第三方平臺可以同時服務(wù)于多家設(shè)計公司，將其與代工廠進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)。當(dāng)下做設(shè)計的想了解代工，做工藝的想了解設(shè)計，雙方需求旺盛。

服務(wù)于Foundry和Fabless的平臺，能夠在新建代工廠工藝開發(fā)階段，甚至在設(shè)備清單階段就切入進(jìn)來。因為Foundry的工藝流程決定著需要怎樣的設(shè)備，如果在早期階段，有專業(yè)的團(tuán)隊協(xié)助新Foundry廠一起整理設(shè)備清單，可以大大降低后期開發(fā)難度。當(dāng)下一些“爛尾”項目，由于組局人的不專業(yè)，所購買的設(shè)備存在不小問題，有的項目甚至從一開始的廠房建設(shè)和整體項目規(guī)劃就存在問題，導(dǎo)致接盤人都難以找到。

此外，還有一些項目，國家的錢也投了，廠房也蓋了，設(shè)備也在路上了，卻沒有完整的專業(yè)團(tuán)隊，如今國內(nèi)新建廠房之多，挖人內(nèi)卷嚴(yán)重，就算團(tuán)隊湊齊了，但設(shè)備的折舊已經(jīng)開始。如果有一個專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊協(xié)助前期研發(fā)工作，何樂而不為。

當(dāng)一個項目初期已經(jīng)建設(shè)完備，正在尋求擴(kuò)產(chǎn)的時候，也會遭遇團(tuán)隊擴(kuò)充問題。新廠建設(shè)，有時會通過低利潤方式切入，但隨著資金的不斷投入，項目最終還是需要盈利，至少要收支平衡。想要達(dá)到收支平衡就要有一定規(guī)模的產(chǎn)能，而在產(chǎn)能爬坡階段，需要一個專業(yè)的成建制的研發(fā)團(tuán)隊來進(jìn)行技術(shù)升級，最好是從工藝開發(fā)、PDK、IP等全部囊括。即節(jié)約了成本，又能搶占時間窗口。

對于設(shè)計公司來說，時間窗口也是極其重要的。如果一家設(shè)計公司能夠在新建Foundry初期就能切入進(jìn)來，將會和Foundry綁定的極其緊密，在產(chǎn)能獲取方面也會有一定優(yōu)勢。對于設(shè)計公司來說，與代工廠的溝通成本也非常可觀，有些體量較大的設(shè)計公司會同時與兩三家代工廠打交道，甚至在和同一個代工廠進(jìn)行合作時，需要和不同部門打交道。

此時，第三方Foundry服務(wù)平臺重要性就凸顯，可以幫助對接設(shè)計公司和代工廠，完成中間冗雜的事宜。服務(wù)平臺還能夠提供EDA工具相關(guān)服務(wù)，對于規(guī)模一般的設(shè)計公司來說，養(yǎng)一個EDA工具團(tuán)隊成本頗高，而一個項目完成后，EDA的復(fù)用率很低。而設(shè)計公司對產(chǎn)品差異化的需求也非常強(qiáng)烈，同一個代工廠可能用同一套PDK，導(dǎo)致設(shè)計公司最終產(chǎn)品很難形成差異化競爭。協(xié)助人才培養(yǎng)，助力項目快速開出有效產(chǎn)能。如今新建廠房眾多，作為頭疼的問題就是人才。即便挖到了一些人，也很難成大事，行業(yè)的人才內(nèi)卷只會將把行業(yè)搞的更慘。

對于Foundry來說，最缺的是有經(jīng)驗的人才，而人才培養(yǎng)是需要幾年周期的，這樣的周期對于一個新廠來說是致命的。對于設(shè)計公司來說，也不會去培養(yǎng)一些專門與代工廠對接的技術(shù)團(tuán)隊。所以不管是Foundry還是Fabless，對于一個能夠協(xié)助公司快速培養(yǎng)人才，完成Foundry和Fabless對接是很重要的。 

結(jié)語

當(dāng)下Foundry+Fabless模式成為了半導(dǎo)體行業(yè)一種主流方式，F(xiàn)oundry就像一條路，F(xiàn)abless好似一輛車，當(dāng)新車開新路出現(xiàn)問題時，我們很難判斷到底是車出了問題，還是路的施工有問題。此時，誰來驗證問題顯得非常重要。當(dāng)國內(nèi)主流代工廠需要靠國際巨頭設(shè)計公司來完成工藝驗證時，當(dāng)國內(nèi)設(shè)計公司只能去境外代工廠進(jìn)行先進(jìn)工藝產(chǎn)品流片時，這是否在告訴我們，國內(nèi)對Foundry和Fabless之間第三方平臺缺失?？焖俅罱‵oundry和Fabless的橋梁，是當(dāng)下國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)需要的一個部分，快速解決產(chǎn)能問題，協(xié)助設(shè)計公司完成產(chǎn)品落地，搶占時間窗口。

作者：亞亞君