假設先進制造公司和設計公司發生了捆綁

編者按：我國本土設計公司進步很快。然而居安思危，魏少軍博士用假設英特爾和高通結成聯盟的命題，來分析我國集成電路企業發展背后的隱憂，希望我國制造和設計業早日步入世界先進水平。

為什么要形成聯盟？

問：您為什么假設英特爾和高通形成聯盟？

答：英特爾是PC CPU時代的巨擎。高通是最大的移動手機SoC供應商，據HIS iSuppli今年2月的統計，2012年高通的市場份額為31%，而我國的展訊只有3%，英特爾占6%。最近，高通發布了RF360基帶芯片，可以和其snapdragon應用處理器形成一個完美的結合，幾乎不給競爭對手留下任何生存的空間。

問：手機領域很重要嗎？

答：手機芯片是當今最為活躍、令人矚目的芯片市場。到今天為止，我們還看不見、或者還沒有找到一個可以代替手機的活躍而重要的電子產品。也就是說在未來的若干年、甚至幾十年當中，移動通訊終端、或者手機會長期存在，所以手機SoC就成為一個非常具有戰略意義的產品。而且我們還看到，大量在PC上的應用正在逐漸轉移到手機上來。另有一點非常重要，就是終端SoC所消耗的硅片越來越多。所以眾多制造商希望把手機SoC的制造商作為他自己的重要的策略伙伴。

對于英特爾，也一直在夢想著能夠進入手機市場，想在這個領域當中分一塊蛋糕。

聯盟的可行性

問：這樣的聯盟是否可行呢？

答：從英特爾看，其有非常強的意愿要進入移動通訊市場和代工市場，而且隨著技術的進步、不斷的建廠，其產能過剩。

從高通看，之所以能保證如此先進的市場定位，除了本身的技術之外，還依靠很好的代工業務。但隨著技術進步，先進代工廠越來越少，而且高通特別希望采用28/30納米之后的最先進的技術/工藝。

傳統的CMOS工藝在性能、價格和功耗這三個點上有很多的矛盾點，在65納米之前，隨著工藝的不斷進步，性能在提升，成本在下降，功耗也在下降。但是65納米之后情況就不同了，因為功耗上升了。而到22納米以后，性能可以上升，同時功耗和成本也都會上升。如果我們把功耗再分析一下，就發現65納米之后其實性能根本上升不了，反而是在下降。而到了22納米之后，如果我們不改變，性能、成本和功耗三個完全與我們的目標相反，也就說我們現在所熟知的這種平面工藝到20納米時基本走到頭了。

問：那么，應該如何提升性能？

答：大概沒有別的變化，只能多核。最近三星發布了所謂8核的手機，我不知道后面還會不會出現16核的手機，有人說這個是個偽命題，沒有意義，但是我們看到，老百姓其實對核數的多少很在意，當市場上已有4核時，你再向消費者推薦雙核，消費者就覺得雙核沒有競爭力，這是我們不得不去接受的現實。

問：如何降低成本呢？

答：成本肯定得下降。從0.13微米到22納米，隨著線寬變細，其實每一個邏輯門的成本下降空間是在逐漸縮小。例如，從0.13微米到90納米還有33.6%的成本，90納米到65納米還有25%的成本，但是從32納米到22納米大概只有3.3%。其他地方成本一增加，你這點成本優勢就沒了，即基本到22納米以后所謂的成本下降大概很難。

成本很難下降的理由還很多，首先制造廠的成本非常高昂。達到規模平衡的一個廠的成本，32納米大概要花50～70億美元，22納米要花80～100億美元，16納米要花120～ 150美元。

而且在生產過程中成本也是非常可怕的，65納米時，大概九百個工序就可以完成，到22納米要達到兩千個工序。

而設計企業非常關注的mask（掩膜）錢也是不得了，32到48納米時候大概400萬美元，20/22納米大概800萬美元，到16/14納米時候就到1200萬美元。

另外是功耗的問題。功耗問題已逼迫我們不得不考慮全新的架構。在上世紀80年代的時候已經經歷過這樣的變化，那時候從雙極跳到CMOS。那現在從CMOS該往哪兒跳呢？我們必須要產出新的器件了！看看平面體硅CMOS發展，我們認為它基本上會停在20/22納米。

而從90納米發展到32納米的過程中，英特爾的技術路線非常清楚，用了一代代的應力硅，但到高K應力硅時走不下去了，必須要換新的。原因不在于要找到一種新的東西，而在于怎樣才能找到一個價格又好，而且可以制造的器件。

FinFET的出現將徹底改變業界的發展

問：英特爾有沒有找到好方法呢？

答：找到了，就是英特爾的TriGate（業界通常稱為FinFET，三柵極晶體管）。英特爾花了八年時間研制出FinFET，于2011年推出，并宣稱在2012年第四季度會有25%產品用到FinFET。

問：FinFETE有何優勢呢？

答：32納米的平面工藝要達到較好的性能的話，需要較高的功率電壓，因此功耗自然就上去了。但是22納米的FinFET相比32納米的平面工藝，工作電壓可降低0.2V，這就意味著成本大概差不多（略微低一點），但是FinFET有更快的速度和更低的工作

電壓，而且漏電流還小。這對移動通訊最有用，因為功耗低。

另外，隨著技術的發展和投資的不斷增加，實際上foundry（代工廠）的可用性一直在下降。90納米時，大概有一二十家可以用，65納米少了一點兒，45納米更少了，32納米又少了，到22納米時已經低于十家了，現在到14/16納米的大概只有三家——英特爾、三星和TSMC（臺積電）。其他企業很難做，因為太昂貴了。

但如果沒有其他的foundry來加入14/16納米制造陣營，我們的設計企業大概會遇到很大麻煩——你沒得可選。而且還不僅如此，因為隨著工藝難度的加大，每個foundry可以支持的設計廠家數量在減少，比如在40納米時，大概一個廠還可以同時支持 40～50個設計，但是到14納米時，一次只能支持5～8個，因為要花很多精力去調整，工藝和設計之間的緊密耦合已經使foundry沒法同時支持很多。因此未來將只有少數的芯片廠商（chip maker）可以支持得起這樣的研發，當然更少的企業能夠去制造。因此，我們就看到從高通等fabless（芯片設計公司）角度去看這個挑戰在哪兒了。Fabless公司有個弱點，就是強烈地依賴于制造。

本土企業的策略

問：兩家真聯手了，我們該怎么辦？

答：我也想不下去了！高通如果跟英特爾合作，高通就可以借助世界最先進的制造廠，開發出更高性能、更低功耗的SoC。而這種SoC比起競爭對手的產品有太多的優勢，基本上可以說是現在的企業沒法戰勝的。而英特爾還可以借用這件事情，非直接地進入所謂Foundry業務領域。

我們知道誰有客戶，誰就有錢賺，誰賺到錢就能進一步發展更先進的技術。所以英特爾具備了更強的實力來繼續發展下一代的工藝技術。這時，其他移動通訊的SoC制造商就很難了。所以這不是一件好事，是很嚴峻的形勢。

問：您對本土設計公司有何建議呢？

答：請我們的制造企業能夠盡快趕上英特爾；請我們的設計企業盡快提升自己的設計技術，能夠跟高通看齊。同時一定要通過創新來找到一個所謂完全斷代性的技術。

希望我的假設是完全沒用的！