Метаморфозы трехногого табурета

Инфраструктура полупроводниковой отрасли усложняется. Государственные рамки мешают развитию электроники.

Структура полупроводниковой промышленности походила на трехногий табурет, который держался на поставщике интегральных схем, САПР (средств автоматизированного проектирования) и заказчике. Эта модель, предложенная Брюсом Бирсом (Bruce Beers), одним из главных менеджеров IBM Microelectronics, по его же признанию, теперь не работает.

Инфраструктура полупроводниковой отрасли усложнилась.

О своей модели ее и «черепахах промышленности» (они сейчас обогнали время и ждут отставших заказчиков) - изготовителях оборудования - говорится в статье Александра Удалова. Для большей полноты картины надо было разместить в теме материал о современном САПРе электроники, тем более что у выходцев из России успехи в этой области есть. Но этому вопросу можно посвятить отдельную тему, а сейчас поговорим о тех, кто непосредственно работает над микросхемами.

Сегодня существует три категории фирм, занятых производством чипов. К первой относятся те, кто производит только схемы собственной разработки. Таких фирм становится все меньше, и в их числе Intel, Motorola, Siemens.

Ко второй категории причисляют тех, кто занят исключительно работой на заказ. Это так называемые silicon foundry - «кремниевые мастерские». Самые крупные из них находятся на Тайване. Иногда к словам «silicon foundry» добавляют «pure-play», чтобы подчеркнуть, что смысл бизнеса подобных фирм - работа только на заказчика, то есть они не выпускают микросхем собственной разработки1.

Третью категорию образуют компании, занятые изготовлением и своих, и чужих микросхем (например, IBM Microelectronics, United Microelectronics Corporation).

Есть еще одна группа компаний, непосредственно влияющих на выпуск чипов, - фирмы без производственных мощностей (fabless semiconductor companies), которых только в США более ста двадцати. Они размещают в «кремниевых мастерских» три четверти своих заказов. Некоторые fabless и foundry стали вести совместные маркетинговые программы. Например, Artisan Components бесплатно раздает заказчикам Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) свои библиотеки для проектирования микросхем (www.ebnonline.com).

Некоторые из «непроизводящих» ограничиваются разработкой и продажей лицензий на архитектурные решения, включая схемные реализации. Такие компании выделяются в особую категорию IP-поставщиков (IP-intellectual property, интеллектуальный продукт), или chipless companies (безчиповые фирмы). Самые известные из них - Advanced RISC Machines, Rambus, Artisan Components.

Роль fabless-компаний растет. По прогнозам Fabless Semiconductor Association (www.fsa.org), в будущем году их заказчикам потребуется кремниевых пластин почти на 40% больше, чем в нынешнем.

Положительные тенденции подтолкнули «кремниевые мастерские» Taiwan Semiconductor Manufacturing Company и United Microelectronics Corporation к решению построить к 2000 году три десятка новых заводов (www.seminews.com).

Следует упомянуть и дистрибуцию микросхем. Дистрибьюторы электронных компонентов (и микросхем) действуют по соглашениям, определяющим географические регионы обслуживания. Поставщики обеспечивают техническую поддержку. В свою очередь дистрибьюторы выступают в качестве филиалов служб продажи производителя.

Расцвет бизнеса «кремниевых мастерских» и непроизводящих полупроводниковых фирм связывают с усилением специализации в электронной промышленности. Далеко не всем удается заниматься производством и в то же время проектировать перспективные архитектурные решения и/или сами микросхемы. Это различные занятия, совместить которые в рамках одной фирмы трудно. На стыке двух видов бизнеса родилось несколько новых видов услуг, которые оказывают фирмы, работающие в своем очень узком сегменте.

Ниже - пара примеров новых видов бизнеса.

Проектирование тестовых чипов и аудит. Непроизводящим компаниям трудно выбрать подходящего исполнителя заказа. Каждая «мастерская» предлагает привлекательные условия. Для того чтобы понять, насколько высок уровень производства и технологии, применяют тестовые чипы, размещаемые, как правило, в количестве четырех-пяти штук и на серийной пластине. Эти чипы содержат множество специальных тестовых структур.

Снимая характеристики тестовых структур, инженер-технолог или разработчик схем может оценить важнейшие показатели качества, что помогает проводить мониторинг (технологу) и выяснить параметры технологического процесса (разработчику). Если тестовые структуры у каждой «кремниевой мастерской» свои, то сравнивать показатели становится затруднительно. Поэтому появились третьи компании, оказывающие услуги по созданию тестовых чипов. Сегодня они выполняют и роль аудиторов, периодически проверяющих технологический уровень производства «кремниевой мастерской». Отчеты о проведенных испытаниях составляются в едином формате FSA, благодаря чему можно оценить технологии различных фирм и выбрать подходящего исполнителя.

Технологический мониторинг. Как было сказано, тестовые структуры имеют значение для мониторинга технологии. Раньше мониторинг был сверхсекретным делом фирмы, не допускавшей посторонних в свою технологическую кухню. Сегодня найдены бизнес-модели, которые позволяют консультативным фирмам, специализирующимся на повышении процента выхода годных чипов, сотрудничать с производителем.

Даже крупные фирмы с солидным опытом и весом в научных разработках, например Toshiba, прибегают к услугам консультантов из других фирм. Выигрыш при таком сотрудничестве может быть значительным (cм. «Компьютерра» #14, «Глобальные подходы Toshiba», и www.pdf.com).

Одной из примечательных черт нынешней электронной промышленности является транснациональность. Два десятилетия назад сотрудничество прямых конкурентов было трудно представить. Сейчас это не только возможно, но и выгодно. Об одном подобном примере рассказывается в статье Гюнтера Келлера «Русские заметки».

Государственные рамки стали мешать развитию электроники. Организуя новые проекты, фирмы часто предпочитают отказаться от большей доли государственных вливаний. Доктор Юрген Кнорр (Jurgen Knorr), входящий в совет европейской программы MEDEA, объясняет это тем, что правительственная поддержка означает передачу технологии другим компаниям вне зависимости от их вклада. Это мало кому нравится. Государство, оказывая помощь кооперативным программам, решает свои проблемы. Хотя бы потому, что оно обязано следить за технологиями, затрагивающими национальную безопасность.

Г-н Кнорр в интервью журналу «Channel» (www.semi.org) приводит слова одного из менеджеров компании Mitsubishi: «Ни США, ни Япония, ни Европа не сумеют сейчас доказать, что именно в их регионе производятся лучшие микросхемы». Образуются транснациональные группы компаний. Между такими группами и разворачивается конкуренция (Channel, April 1998, vol.11, Number 3, p.14). 1. По сведениям Кена Торино (Ken Torino), возглавляющего контрактное полупроводниковое производство IBM Microelectronics в Барлингтоне, на долю silicon foundry приходится около 10% всех выпускаемых микросхем, причем ожидается увеличение этой доли (Microelectronics Design, vol.2, #1, 1998).