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半导体芯片原理

半导体芯片原理

半导体芯片原理范文第1篇

这也是迄今为止,中国国内投资最大的电子信息产业项目海――意半导体在无锡的半导体项目一期工程总投资为20亿美元。

而且,一期工程的“马到成功”,让海力士有了庆功的底气。据了解,伴随着海――意半导体项目一期工程的竣工,一个高达百亿美元的庞大增资计划已经呼之欲出。

但中国在成为半导体投资重地的同时,投资过热的情况也频频发生。比如常州纳科、南通绿山、昆山德芯几个半导体项目或搁浅,或进展艰难。已有人将之称为中国半导体业后遗症。

中国的巨大市场

中国芯片业发展前景很广阔,关键在于中国有很大市场,应用领域很广。据有关研究机构的数据,全球芯片市场年增长率为10%左右,而中国芯片市场年增长率则在20%以上。

目前,中国是全球第二大芯片消费市场,第一大消费市场是美国。但由于中国芯片产业发展较晚,缺技术,缺产品,中国芯片市场的90%以上依赖进口。资料显示,按照销售额算,国产芯片的国内市场占有率不到20%。有机构认为,如果去掉国产芯片出口部分,国产芯片国内市场占有率不到10%。

2004年中国进口芯片为600亿美元,是当年石油和石油制品进口额的1.3倍;2005年进口芯片788亿美元,比2004年增长34.9%。

正是在这种情况下,国际芯片制造业加紧向中国转移。

在过去的几十年里,国际芯片制造加工业经历了两次产业转移:20世纪80年代,从美国转移到了日本,造就了日立、东芝、富士通、NEC等世界顶级的芯片制造商;20世纪90年代,韩国与中国台湾成为芯片加工制造的主力,并成就了台积电、三星等芯片巨头。

而目前,芯片加工制造业有向中国转移的趋势。

2006年7月5日,美国知名半导体企业LSI Logic宣布将其ZSP数字信号处理器部门以1300万美元现金及股份的价格出售给芯原股份有限公司。芯原股份有限公司2001年于开蔓群岛注册成立,其总部位于中国上海,是一家标准意义上的中国公司。而随着LSI Logic将ZSP业务转售完成,又一项半导体业务东迁至中国。

根据粗略统计,仅2006年年初以来,将产品线卖给中国企业,或者将生产线搬迁至中国的项目就有:意法半导体10亿美元投资深圳建立封装测试厂;韩国现代半导体2.3亿美元肖建新厂;海力士-意法半导体公司一期工程在无锡正式竣工投产;三星电子在苏州新增一条半导体组装线,等等若干大项目。与此同时,一批新兴企业投资的项目更加不胜枚举。

业内普遍观点认为,半导体产业正在进行细分化裂变。产业巨头将业务线向附加值更高端领域发展,而将增值相对较低的制造和后端封装测试工作向发展中国家,尤其是中国转移。

即使单纯从运输成本考虑,芯片制造搬迁到中国也是必然趋势。

投资的鱼目混杂

据统计,目前中国国内只有大约58家的芯片生产厂实现量产,其中8英寸10个厂,12英寸的只有一个厂。大部分生产线只能生产微波炉等低档家电应用的芯片。而面对80%芯片依靠进口的局面,中国半导体制造工厂的建设热情肯定不会低下来。

这其中难免鱼目混珠。就以来华投资者为例,有些人原来在某行业、某企业工作,感到这个行业能赚钱,就带三五个人回来搞,这一类公司基本以失败为主。第二类是晶圆代工型的企业,它自己并不具备完整的品牌和技术开发、设计能力,失败可能性也大。

目前,纳科在常州建设8英寸晶圆代工厂和阜康国际在北京林河工业区建设8英寸晶圆代工厂因资金问题先后陷入停工境遇后,最近又有一家在烟台兴建12英寸晶圆生产线的企业――美国森邦集团被指在华涉嫌欺诈。

事实上,很多规模上不去,或者资金短缺的项目会陆续停掉,中国第一轮半导体制造业的后遗症开始病发。

一些地方投资建设的小规模半导体制造工厂即使建成投产,其收回投资的机会也非常渺茫。

拥有核心知识产权和巨大产能的欧美、日本和中国台湾,出于政治目的,对中国芯片产业的发展一直给予限制。

由于缺乏资金、合作伙伴和制造经验,未来几年,半数以上甚至60%的中国半导体厂将走向失败。

而中国涉足液晶面板制造的几个样本,大家都已经看到了,大部分处于技术、资金样样缺的状态,当国外面板大厂已经开始上七代八代线的今天,中国收购过来的五代线还没有真正实现赢利。仅此而言,芯片产业是否需要快速发展,还是一个值得探究的命题。

甚至有专家不认同存在芯片产业转移规律,理由为,芯片生产中的固定成本,主要是材料和生产设备的摊销,不论国外线还是国内线,这个固定成本是很一致的,基本与成品率,芯片面积大小成线性关系,中国人力资源质优价廉的优势不能得到发挥。

制造芯片的最主要原料是石英,十分廉价。但它变为芯片产品后,其价值便会陡升,一个贵一点的芯片可以卖到100美元左右。芯片产业可以带动包括化工、材料、设备制造、电子等在内的庞大产业链,因而芯片产业在国民经济发展中还扮演着“倍增器”的角色。在中国,每1元人民币的芯片产值可以带动10元电子产品产值,并创造100元国内生产总值,因此它对一个地区乃至一个国家的经济发展有着重要战略意义。

但另一方面,笔者认为各地纷纷投产芯片生产线是政绩工程,因为建设芯片生产线投资庞大,政绩易于彰显,使得各地方政府都热衷引进,消耗大量政府投资,严重削弱了对芯片产业其他环节的扶持力度。而国内芯片生产线普遍存在产能过剩的问题,是因为他们的主要接单在国外(一般占60%-70%),和技术一样,生产线的利用率也是受限于人,而国内的芯片设计企业还很少,不能有效利用起国内生产线的产能。

资金的致命门槛

半导体是一个永远都“缺钱”的行业,芯片制造行业以三高,即高投入、高风险、高利润著称。

在2006年7月上旬,号称在常州投资7亿美元建设的 8英寸晶圆代工厂――纳科(常州)微电子有限公司项目,现在已处于搁浅状态。同时,曾经号称投资6亿美元,选址北京林河工业区建设8英寸晶圆代工厂的阜康国际,目前也处于停工状态。

这两大项目都是由于资金出现问题而搁置下来的。全球半导体设备与材料产业协会中国市场研究经理倪兆明对此表示:除了技术和商业环境外,资金将是未来中国半导体厂的主要杀手。

中科院计算所所长李国杰院士则指出:“以目前国际市场价格,建设一条全新的芯片生产线至少要10亿美元。”

而目前中国很多项目初期启动资金只有几千万美元,而且制造设备大部分采用收购国外大厂淘汰下来的二手设备上线。一位业内人士透露:常州纳科项目从一开始建设初衷就是因为获得了一批英特尔的低价二手设备。半导体芯片加工技术更新换代极快,这种因陋就简的思路发展,可能为未来中国产业发展埋藏下定时炸弹。

据业内人士介绍,芯片制造行业的资金投入约有70%用于设备支出,因而具有典型的规模经济特征。而设计规模越大,技术水平越先进,投入在设备上的资金规模也越大,因而在投产的前几年多会处于亏损状态。

从国际上看,半导体厂没有一家前5年能赚钱。比如台积电实现盈利花了6年,电则用了9年。

反之,中芯国际2002年亏损约9235万美元,创下中国大陆发展晶圆制造业以来最大的亏损数字。此前,这一纪录是华虹NEC创造的7亿元人民币的亏损。

有人或许会说,中芯国际就是国际上半导体业界的一匹黑马,但须知,数十亿美元的巨额投资才托起了中芯国际,使之名列全球半导体代工业第三名。这是很难复制的。

而且,芯片业是典型的资金、技术密集型产业,一旦上了12英寸生产线,企业必须不断跟踪半导体高端技术,不断投入大量的研发人员和资金,正如中芯国际人士提到,芯片加工的设备不仅昂贵,而且随着产业的快速升级,整个生产线都必须更新换代。这一特性,决定了为赶超和保持行业领先地位,中芯国际今后还必须不断扩张,加大产能和更新换代。

然而在盈利前景尚不明朗的情况下,面对一条芯片生产线需要至少十几亿美元的投资额度,即使如中芯国际,扩大产能也明显面临不小资金压力。

半导体芯片原理范文第2篇

【关键词】 中国芯片代工;竞争力;战略;可持续发展

芯片技术能力不仅与各国经济强弱有关,亦具有科技战略之重大意义。在此背景下各国政府纷纷采取措施鼓励和扶持国内芯片制造行业,国内政府也以各种税收相关优惠措施鼓励国外芯片制造产业至中国设厂投资,中芯国际及宏力半导体等芯片制造业就是在此一背景下成立。目前,芯片代工中巨头以中国台湾的台积集成电路及联华电子各占前二名,中芯,特许排名其后,由于竞争激烈除了中国台积电或联华电子有盈利外,其他公司皆处于亏损状态。行业年成长率也由20%降低到目前6~8%,此产业经营可以说已进入成熟产业。

一、中国芯片代工业五种竞争力模型分析

哈佛商学院的迈克尔・波特教授充分证明了一个行业中的五种竞争力量决定了一个行业中的竞争状况,中国芯片代工产业的竞争激烈程度及产业吸引力也受此五力所影响。分析如下:

(一)潜在入侵者

芯片代工产业是资金及技术密集型的产业,需要足够专业的人才相当一段时间的学习及经验曲线效应,产出较佳良率芯片及良好的客户关系和信任度,这些构成了潜在新进入者的进入障碍。近年来,由于新的芯片12厂投资金额动辄数十亿美金且原有的生产厂商拥有的专利壁垒,小型的芯片代工厂商已不可能进入此行业,唯有元件大厂如三星等在景气不佳时进入芯片代工市场,景气好时,元件利润高时又回到元件制造,不构成较大威胁。除了近日成立的拥有相当资金及原有技术的Global foundry尚待观察,其他较小型公司不构成较大威胁。

(二)供应商

芯片制造行业供应商可以分为二类:一为设备供应商和芯片厂运营过程供应商如硅片,化学品,特气,设备零件等,其中设备成本约占一个芯片厂的80%左右,另一类为芯片厂运营过程的硅片,化学品,特气,设备零件的供应商。由于芯片制造技术及技术资本越来越巨大,能够投入芯片厂的企业越来越少,设备商及供应商客户呈现几个巨头垄断情形且技术事业性极高及投入资本大的因素,设备商及供应商前向一体化及后的一体化的可能性越小。总体而言,设备供应商的讨价还价的竞争压力对于芯片厂而言已逐渐在缩小。

(三)顾客

芯片代工厂的顾客一般分为IC设计公司及IDM元件大厂,集中度较高,但产品属于定制化性质,标准化程度低,芯片代工厂必须在时效,成本,满足顾客的需求,顾客可选择范围较少,由于代工产出时间长,其转向其他代工厂的转换成本高。 总体而言,由于目前芯片代工行业已迈入成熟行业,竞争激烈而PC,通讯等产业任未有较大的杀手及应用出现,芯片制造技术不断精进,由8进展到12甚至16的硅片,芯片产出不段扩大,造成现在产能过剩情况,顾客讨价还价的压力对芯片代工企业越来越大。

(四)替代品

部分芯片工艺如手机高频通讯芯片需用砷化镓材料而非硅材,但此一部分占芯片代工产值较少,替代品竞争力量对硅材为主流的芯片代工厂而言较小。

(五)行业内的竞争者

1.竞争对手数量及能力比较。芯片代工厂前几大分别为台积电,联电,特许,都可算是国际级大企业,其积电占据了近百分之五十市场份额,中国芯片代工企业不论在市场占有率,利润率,技术都无法与之匹敌。

2.市场增长率。芯片代工业已进入成熟行业,年增长率已由过去20%降至6~8%,在这种情况下,企业为了寻求发展,在市场占有率,价格和成本进行竞争,其结果就使竞争力弱和效率比较低下生存异常辛苦。

3.固定成本及库存成本。芯片代工行业,主要成本在于设备的固定成本,固定成本高的因素造成行业中企业降低芯片代工价格以提高设备利用率,也造成利润下降。另外,由于芯片市场以旧换新甚快的特性,企业为了尽快销售回收成本和库存,也不得不采取降价行为,结果企业获利也大大降低。

4.生产能力。芯片行业固定成本高,在规模经济降低单位成本的驱动力下,企业不段扩大其生产能力以及提高资本支出,芯片代工行业出现了生产能力过剩与削价竞争的周期循环。

5.退出障碍高。芯片代工行业导致退出障碍高,如资金技术密集型的产业特性,特殊的生产设备,大量的专业生产及技术人才的就业压力,使得芯片代工业过剩的生产能力和竞争力较差的企业,无法放弃经营,使得整个行业的获利能力维持在较低水平。

二、SWOT分析

1.主要优势(S)。(1)中国有大量技术人才,低成本,人力多。(2)政府部门关系融洽。(3)中高层来自欧美台国际知名企业的高素质领导团队。

2.主要劣势(W)。(1)公司基层员工大都没有半导体从业经验,需要培训后才有生产力。(2)中国企业的技术发展仍远落后其他国外公司。(3)目前市场不佳,只能以低价格抢订单,严重影响获利。(4)公司须投入大量资金于建厂及研发。

3.主要机会(O)。(1)中国经济增长快速,芯片需求巨大,有利于中国芯片制造业发展。(2)政府提供减税优惠措施及资金支持。

4.主要威胁(T)。(1)芯片制造为成熟产业,产业竞争激烈。(2)中国芯片代工业发展较晚,关键技术掌握在全球芯片制造业巨头手中。

三、中国芯片代工业战略选择

1.继续降低成本的活动。为了获得低成本的优势,公司可以通过许多途径来降低单位成本,如从促使供应商提供更优惠的价格,使用更低廉的零部件,提高机器设备的生产效率,利用管理手段提高产量等。

2.加速创新。芯片代工产业未来仍是大者恒大的趋势,创新,研发的投入仍是未来竞争力强弱的指标,这里所谓创新不单是指产品创新及技术创新,以目前全球芯片代工业竞争之激烈及中国在技术上仍处于落后之位置的情况下,中国芯片代工业更必须从其他方面如商业模式或价值链创新来获得其生存发展,如目前芯片代工业老大-台积电在二十年前由张忠谋以新的“专业芯片代工”模式开创了一个蓝海产业,“张忠谋一手创造了两个全新的半导体产业,无自有品牌的半导体制造工业和无制造芯片业务的半导体设计行业”。哈佛大学商学院的迈克尔・波特在1998年如此评价张忠谋和台积电,以及英代尔决定从记忆体制造的红海,转向CPU制造的蓝海,都说明了中国芯片代工业与其他原有的竞争激烈的芯片代工产业中沉浮,若能创新其他发展模式,也许是一条较好的中国半导体发展道路。

3.战略联盟或兼并。公司为建战略联盟最为常见的原因就是进行技术合作或合作开发有前途的新产品,填补它们在技术和制造技能方面的缺口,共同培养新的能力,提高供应链的效率,获得生产和市场营销方面的规模经济。兼并是使所有权联系比合作伙伴关系更持久,经营活动之间更加密切联系,形成更多的内在控制与自。

在中国芯片代工业竞争力尚不足同国际巨头抗衡时,必须先藉由政府政策及资金支持的优势,同国际领先企业建立战略联盟并购或兼并方式求得生存,进一步藉由利益共享方式在市场分额,技术上产品上形成互补互利的联盟或集团,慢慢打造本身的核心竞争力以求未来长远发展。

参考文献

半导体芯片原理范文第3篇

其实,人生就是一种跋涉,当攀登生命的高峰时,我们会自问为什么要攀登。我们的回答也是相似的,因为作为我们理想的山峰在那里。只有在理想的高峰上我们才能深切感知生命的意义。关于这一点,芯晟(北京)科技有限公司董事长傅登原博士的故事会更深刻地诠释。

大背景下勾勒事业蓝图

对于中关村留学生的事业而言,傅登原的加盟形成事实上的一个波峰。2004年,傅登原带着巨额的现金和超强的管理研发团队回到中关村,在北京上地信息产业基地的盈创动力大厦租了一整层写字楼。这种魄力、决心和手笔,在中国留学生创业史上掀开了崭新的一页。

在回国创业之前,傅登原已经在美国创业成功,公司被成功并购后的傅登原拥有财富、人脉资源、业界声誉,当然,最重要的是自信,这是他开拓未来的真正资本。按中关村管委会负责留学生工作的夏颖奇副主任的说法:傅登原的归来挟着一种“谋定后动,舍我其谁”的气势。构成这种气势的,还有傅登原所选择的项目――高清数字电视芯片等卫星通讯领域。事实上,傅登原试图建立的集成电路IP、系统和软件技术上的平台型的企业,更使人想到微软和INTEL两个巨头的联盟,正是这种凭借超强技术和市场经验的联合使其成为电脑产业的发展基础或者说绝对上游。而傅登原对芯晟的规划似乎表明,芯晟也要成为这样的企业,只不过目标放在通讯、互联网、卫星电视等正在蓬勃发展充满变数的领域。显然,在中关村这片中国高新技术产业高地上,在中国构建中国世纪的大背景下,这使人有某种期待。

关于如何筹划芯晟的定位,傅登原对记者说,整个世界的产业在向东亚迁移,原因在于以中国为代表的经济吸引力,以及世界产业结构的新一轮调整。也就是说,以美国为代表的发达国家的产业重心已经转向更高端或者其他产业方向,逐渐边缘化的产业则开始向不发达国家转移。因为后发国家有着巨大的市场潜力,可以使西方的“高度成熟产业”重历青春。这意味着巨大的产业利润。

同时,东亚各国在相应领域有着若干的进入壁垒,这就形成当地的小环境,这为本土企业的发展创造着良好的条件。但是,傅清醒地说,西方国家转移来的产业已经是“高度成熟产业”,这种转移诚然会使中国迅速地在相应领域赶上世界水平。但是,大规模发展这些“高度成熟产业”会为未来带来隐忧,因为整个世界都面临饱和,这就使相关的企业在未来面临残酷的洗牌和竞争。傅登原说,半导体制造企业就面临三个过剩,第一是产品销售周期缩短导致产品过剩;第二,企业投资过剩,美国正在进行产业瘦身,大概600到800家半导体企业面临整合;第三是人才过剩,相应的人才大量供应。这些过剩,就导致世界范围内的产业过剩。一些国家如中国,尽管在短期内存在大量的市场空间,而且,为了国家战略和国家利益,也需要发展半导体产业,但是,未来这个产业的竞争将异常惨烈。这种竞争的积极结果是,提升中国企业的管理能力和生产能力,成为半导体产品的生产制造基地,形成半导体业的“世界工厂”。

这样的竞争虽然构建了国家强大和发展的基础,符合经济结构完整的原则。但是,中国崛起所需要的应当是领跑世界至少是与世界先进技术同步奔跑的企业,这才能形成崛起力量的产业结构和经济结构。虽然,“世界工厂”的地位将形成一种创造环境,催生领跑世界的企业,但处在世界产业链下游是很难在上游有所突破,除非跟踪国际市场和技术的动向,筹划未来的上游企业和上游产品,在高端进行博弈。这就需要具有国际化视野的创业者,在发达国家也正在耕耘的领域发力与竞争。这种发力和竞争结合中国的人力成本和巨大的市场,完全可以造就一个个伟大的国际化企业,取得新一轮经济技术浪潮的领导地位。另外,站在国际高位上,傅登原能够看到国外大型企业运营的弊端,他有信心将国内外资源有效有机地进行整合,从而催生一个伟大的未来企业。

“不畏浮云遮望眼,只缘身在最高层”,也许正是傅登原在战略和宏观上的把握,尤其是他在芯片领域的成就和掌握的技术等资源,使他能准确定位自己的中国事业的方向。正是这种考虑决定着傅登原创业中国的视角――那就是站在世界产业发展的最高处选择自己的创业基点。于是,他将目光投向芯片设计领域最前沿的数字电视这个国际热点的领域。

芯晟现在进行时

很欣赏傅登原举重若轻的动作与微笑。在他向你介绍他的企业时,他往往变得十分审慎,仿佛每个字句都精雕细琢地表达出来。也许,芯晟(北京)科技有限公司是他的孩子,所以他更呵护一些,更严谨一些?

他对记者说,芯晟(北京)是一家留学归国人员创办的高新技术企业。公司的管理团队由12位曾任国际顶尖半导体公司的领军人物组成,公司以世界领先的数字音视频、通讯、射频及模拟电路等的雄厚技术为基础,向中国和世界消费电子和通讯领域提供先进的集成电路平台解决方案。具有意义的是,此前,国内相关芯片设计公司都处在追赶国际水平的长路上,芯晟(北京)科技有限公司因为巨大的研发实力,一开始就在该领域的世界领跑的位置上。

公司正致力于开发下一代高清数字音视频解码、信道解码及射频电路芯片组,提供高清数字电视终端系统集成电路平台解决方案。产品主要应用于数字卫星电视、IPTV、数字播放机、地面数字电视及手机电视等市场。为了及时跟踪和反馈产业动向,在资金、市场、人才、管理以及合作上以国际化视野进行运营,芯晟(北京)科技有限公司在北京和硅谷均设有研发机构。

傅强调,芯晟(北京)有一个自信的团队。几个重量级的国际大企业的前CEO就在芯晟办公。C.J.Koomen是首席科学家,1998-2000年曾任飞利浦数字视频集团总裁兼首席执行官;高级技术副总裁梁德海是世界领先的芯片公司VIRAGE的奠基人,曾任VIRAGE工程及运营副总裁,曾带领数百人的集成电路设计团队为全世界第一流半导体公司提供核心电路技术。公司现有研发人员60多人,其中近20位是国内外博士,主要技术骨干为大陆赴美留学人员,在专业领域拥有10年以上经验。

芯晟也拥有一个系统而高尚的企业理念,那就是实现每一个芯晟人的价值,将个人的实现和公司的企业利益紧密结合,这种结合剂就是竞争与情感。同时,芯晟(北京)的价值实现必然是在一个国家的崛起行为中获得充分的潜力抒发与释放。总之,感性、理智、竞争、合作是芯晟(北京)的发展动力。

显然,傅为芯晟而骄傲。根本原因在于其强大的技术研发力量以及技术的广阔市场前景。他着重提到AVS实时编码系统、芯晟高清机顶盒SOC芯片和高清编码器等技术。芯晟科技希望用AVS 实时编码系统改变目前国内的实时广播级编码器全部采用国外产品的局面。

显然,芯晟掌握着一系列的核心技术。芯晟多媒体SOC芯片支持中国自主知识产权的数字音视频标准,是“中国创造”的技术典范,这是针对数字电视、IPTV等市场的一款支持高清和标清的机顶盒芯片。它支持国际流行标准和中国自主知识产权的数字音视频标准,可以应用于数字电视(卫星、有线和地面)、宽带视频(IPTV)等市场。此外,芯晟科技拥有自主知识产权的数字电视完整芯片组(射频、模拟、SOC),同时在支持国内自主知识产权的编解码标准方面推出高清编码器,可以应用高清卫星、有线、地面数字电视、IPTV等前端及芯片市场。

让人印象深刻的是,傅登原对于中国和西方的产品文化有很到位的感觉,也许这是研究的结果。他说,技术和文化可以构成永久的市场壁垒,功能、习惯和应用等等不同的侧重形成产品本身的特色。对于同一样东西如手机,中国更重视款式、美观,欧美则重视应用与功能。他认为,中国人与美国人的区别只有0.01%,成功的国际化运营就在于对99.99%的深刻经营。总之,对各国消费习惯的重视,将直接形成芯晟与世界市场互动的通道,并搭建芯晟的未来之路。

HOTRAIL的故事

对于历史而言,往往由历史人物和历史事件有机形成,也就是说,没有伟大故事的历史人物是不现实的。一个地位再高的人,没有骄人的成绩,他的历史就很苍白。

对于傅登原而言,真正使他与那些纯粹职业经理人或者技术经理区分出来的,就在于他成功地创办了HOTRAIL。

HOTRAIL的身前身后完全可以写成一本书。2000年,HOTRAIL被科胜讯(CONEXANT)公司购并,为投资人带来数亿美元的回报,加之傅登原在DEC和(CONEXANT)这些巨头公司的地位,使其在硅谷的中国留学生的世界很有影响,在清华大学往来硅谷的记录上,也骄傲地写着傅登原的名字。所以,中关村管委会副主任夏颖奇访问硅谷期间,询问硅谷的中国精英时,人们第一个就推荐了傅登原,由此展开芯晟2004年以来的故事……

HOTRAIL创办于1993年,那时,电脑业正酝酿着一场革命,互联网事业正逐步兴起。傅登原从DEC公司出来,筹措了一些资金,成立了这家公司。公司成立的机会是,DEC和IBM合作开发超大规模集成电路,傅登原是技术负责人。当时超大规模集成电路很有市场,而DEC由于业务调整,想中断与IBM的合作,这就形成一个绝好的机会。

从DEC这家当时的著名公司出来,傅登原除了8年DEC工作积累的技术和人脉以外,还有一点是他想干一些事。

傅登原没有钱,但他有朋友。在DEC做技术总监的时候,一位叫布莱森的商人需要权威技术认证,傅很仗义地帮了忙,其实他没有在意花费的几个小时,这为他赢得了一生的友谊。这位朋友提供了10万美元,显然这是对友谊的投资。还有北京市现任的中关村顾问拉尔森博士也为傅投入了一些钱。于是,HOTRAIL成立,并开始运转。当傅登原拿到客户签发的第一张支票时,激动得几乎要窒息。傅登原清楚地记得支票上的7万美元的数字,这对于技术出身的他而言,是一种转型的胜利,朋友们也为他高兴,并追加了投资。那时,曾作为DEC技术总监的傅登原在第一代芯片技术上具有优势,这种表现在,与IBM的合作中,IBM超大计算机的负责人斯蒂夫・陈的方案往往逊于傅的方案。

1994年和1995年是HOTRAIL红火的年头,公司账面上有几千万美元的现金,公司也有40多名雇员,没有VC,但HOTRAIL发展极为迅速,为投资人也创造了许多效益。傅登原找到了成功的自信,在他的内心里,在寻找将HOTRAIL做成上市企业的路径……

但1997年,INTEL的奔腾彻底改变了芯片产业界的现状,奔腾模式超越了当时所有的芯片设计模式。于是,几乎所有的芯片设计公司都面临未来的问题。很强的业务伙伴走了,一个个技术骨干都不再对HOTRAIL抱有希望,包括国内带来的清华高才生也到普林斯顿读博士去了,傅登原的身边只剩下两个助手。可是与IBM和AMD的合同还要继续履行,傅登原这时应当想到了上帝,在他那里寻求心灵的庇护……

将HOTRAIL解散?傅不甘心,他不忍心看到自己的作品就这样消失。还是那位布莱森朋友,对傅登原说,只要他保重身体就行,然后给HOTRAIL投了100万美元,拉森给了20万。傅知道这些钱所包含的信任。傅也知道HOTRAIL必须要转型,否则无法面对INTEL的竞争。

机会往往在于创造,创造往往在于对事业的坚持。一次在与INTEL的一个技术负责人的聊天中,谈到了INTEL的技术关注点,傅登原发现,INTEL忽视了芯片产业的一个巨大发展方向,这使他得以实践自己刚刚产生的创造性思路:各处理器在芯片内部实现数据交换。此前,这种数据交换在处理器之间进行。但INTEL带来的变革,通讯业大规模的革命,半导体技术的发展使许多电路可以放到芯片上了,这使数据交换可以在芯片之间实现,也就是建立芯片之间的通道,将处理器的一些功能内化到芯片上。于是,傅登原申请了芯片、电路和计算机处理的专利。显然,傅整合了当时的各种新元素,提出了芯片设计的新架构。

这也成为AMD和INTEL博弈的一个机会。很快,在AMD的“白宫”,也就是AMD总部,傅登原、拉森博士和一个律师同AMD总裁、技术副总裁谈到这项专利的应用前景,达成合作意见,AMD投入100万美元,AMD的一个前期开发部门的头被派遣与傅登原合作。1997年和1998年,正是网络热潮刚刚开始,多CPU超大规模集成电路兴起,迫切需要解决CPU接口不足,从而需要改变总线设计,改成点对点设计。

风险投资跟进AMD的脚步,一把改变芯片业的大火烧了起来,HOTRAIL又一次找到成功的感觉。在通讯业,HOTRAIL“HOT”起来。但是,波折还是有的,1998年左右,傅登原聘请了一个技术副总裁,他对公司产品和各种解决方案的理解同以往的模式大相径庭,这使AMD等合作伙伴迷惑。按傅的说法,这个人差点毁了HOTRAIL……

总之,HOTRAIL迅速地成为焦点,很有可能成长为一个多元化的大型公司。由于其能量,很多大公司都表示并购意向,如INTEL等等,最后,选择了科胜讯(CONEXANT)公司,作价5亿美元。那是2000年,HOTRAIL已经有了100多人,其中10人是清华大学毕业,它的技术也转向通讯数据技术和交换技术……

傅的创业成功,取得了巨大的经济回报,并出任科胜讯(CONEXANT)公司技术副总裁,管理着近千人的研发队伍……

所以,硅谷的人向夏颖奇副主任介绍傅登原时说,这是一位见识过并领导过国际巨型IT公司的人,这是一位经历过挫折并成功化解的人,这是一个中国人值得骄傲的人……

傅登原的名声确实很大,记者在网络上搜索时,发现傅登原和UT斯达康的创业者们,和中芯国际的张汝京们都有着密切的往来。而傅的身边的人则说,在国际芯片和通讯业,傅拥有着顶尖级的朋友圈。这些,构成他回国创业的一个巨大的资源……2000年,傅登原随美国商务部代表团参加中美第一届高科技企业论坛,科技部和商业部的相关领导在界分中国留学生海外人才的类型时曾提到互联网人才和半导体设计的积累型人才。正是因为傅登原在国际业界的经历和成就,被认为是积累型人才的代表。

“风之积也不厚,则其负大翼也无力”,只有积累才能带来发展的爆发力。“适百里者,宿舂粮;适千里者,三月聚粮”,正是在美国20年的各种积累,傅登原才能带领芯晟(北京)科技如庄子所云一般地《逍遥游》。

半导体芯片原理范文第4篇

作为与中国大陆同处世界半导体照明产业的一级的马来西亚,LED产业的发展也是备受关注。2009年面对全球经济风暴冲击,马来西亚半导体电子产品出口增长率受限。但随LED的需求剧增,马来西亚2010年的LED出口率可增长至少20%。

马来西亚国际贸易及工业部长拿督斯里慕斯达法指出,目前国内LED已经成为汽车工业必用的产品之一,许多汽车的内部照明、仪表板等已经采用LED。在汽车外部方面,车厂也在大灯和尾灯换上LED。

当科锐于2009年11月和广东省惠州市正式签署LED芯片项目重要协议,在惠州建立了在北美以外的第一个芯片生产基地。欧司朗在这领域中属先锋之一,它早于30年前已在槟城设厂,总投资额已超过20亿令吉(马来西亚货币,当前汇率0.4675)。

在2007年7月,欧司朗便在马来西亚槟城举行了芯片厂的破土动工仪式。目前,欧司朗LED芯片工厂已完成最后的安装工作,测试阶段也已圆满结束,已全速投入LED芯片的日常生产。在槟城的芯片制造工厂,让欧司朗这家德国公司一举成为第一家在欧亚地区拥有高产量芯片生产设施的LED制造商。欧司朗位于德国雷根斯堡的主要工厂于2008年完成扩建,而这槟城新工厂是对它的有力补充。针对目前LED市场对优质LED的需求再度急速增长,此举将使欧司朗能够以极具竞争力的价格灵活应对。

半导体芯片原理范文第5篇

丰田生产体系(TPS)已经应用于芯片制造业,电子行业可能会因此发生巨变。

半导体制造业的成本挑战

半导体行业正在经历一场巨大的变化。它将分化成贫富两极; 每家厂商想获得利润变得极其困难。从来没有那么多的聪明人在为那么少的利润如此拼命地工作。

步入一家耗资数十亿美元兴建的芯片制造厂,你很可能会有这样的想法: 这个行业即将迎来大灾难。首先跃入眼帘的是两个篮球场大小的车间,堆满了把光刻图案投射到圆片上的设备。还会在旁边看到一只高大的箱子(又叫储料箱),里面摆满了等待这些设备来处理的晶圆。这些晶圆片价值1千万到1亿美元――但它们都是闲置库存。

为什么?一家芯片制造厂的50亿美元投资分摊到五年生产期,每天的成本算下来超过300万美元。传统观点认为,为了获得这么多的收入,就得让所有设备一直处于运转状态; 哪怕这意味着生产的闲置晶圆堆积如山。另外,为了证明搞这么大的规模是值得的,半导体产品每月产量至少要达到5000块到10000块晶圆。

导致成本如此高昂的最主要因素是摩尔定律。需要巨额资金,才能支撑让摩尔定律保持发展的持续不断的投资与淘汰周期。这种快速循环可以解释为什么半导体公司的宝贵生产线会在短短五年后变成鸡肋。

虽然英特尔和三星等业界巨头们从事大规模生产,因而能让这些巨额投资为自己创造效益,但比较小的公司(甚至有些国家)再也玩不起这游戏了。行业的大规模重组正在迫使它们进行合并或者外包生产,旨在获得足够大的规模来参与竞争。

几乎每个月都会传出有公司达成联盟和剥离资产的新闻,这恰恰证实了这种趋势。2006年,德州仪器公司宣布,它将与多家芯片代工厂合作,共同开发基于线宽(芯片的最小特征)长度不到65纳米的未来工艺技术。2003年和2006年,摩托罗拉和飞利浦这两家堪称行业典范的公司,分别完全把各自的半导体业务分离出来。2006年,LSI逻辑公司(现名为LSI Corp.)收购了杰尔公司,继续在苦苦挣扎。2006年,AMD公司收购了ATI技术公司,但其现金流和竞争力一直受到此影响。

批量生产的曙光

所有这些战略举动都旨在重现昔日的发展速度和盈利能力,但无一例外地遭到了失败。

不过,现在出现了一线希望,而这线希望居然来自与半导体行业毫不相干的丰田汽车公司。30多年来,丰田采用的生产体系让它得以提高质量、产能翻番、生产品种更广的车型,并且灵活改变产品组合。去年,丰田生产的汽车比其他任何一家公司都要多,超过了通用汽车公司。

更重要的是,丰田的批量生产方法带来了可观的利润。2005年,它赚到的利润比全球其他所有汽车生产商的利润总和还要多。不过,虽然许多学者和公司主管细细研究了丰田的工厂和生产方法,通用汽车公司甚至在加州与丰田开了一家合资企业,但还没有哪家厂商能够完全复制它取得的成功。

2007年年初,半导体业界不仅有机会仿效丰田的生产体系,还有机会把其原则运用到隶属集成设备制造商(IDM)的一家逻辑芯片制造厂。这家工厂通过遵循摩尔定律求得了生存,并且业务蒸蒸日上,总是处在技术和经营方面的前列。但摩尔定律把这家芯片制造厂的宝贵生产线变成了鸡肋,尽管其生产设备仍比较新。

短短七个月后,这家公司把每块晶圆的制造成本降低了12%,并把生产周期(空白硅圆片加工成嵌满逻辑芯片的成品晶圆所用的时间)缩短了67%。这一切是在没有投资新设备,或者改变产品设计或产品规格的情况下实现的。而这个短暂试验揭露的只是冰山一角。这些早期结果指明了半导体制造业的新经济――这会对行业带来持久而深远的影响,还会创造新的发展机会。

新的规则

这是运用了丰田生产体系(TPS)的原则和思想,它们最早由当时供职于哈佛商学院的Steve Spear和Kent Bowen在发表于《哈佛商业评论》的《破译丰田生产体系的DNA》一文作了描述。丰田的设计和重新设计严格遵照一套流程,分析当前的生产状态,对如何改进生产进行假设,并对预期结果作了高度明确。

这是基于反复试验的经验主义方法,这种方法长期以来没有引起许多丰田观察家的注意,他们通常掉入了一个陷阱: 把丰田公司的工具(如用来订购零部件的看板卡)与TPS的原则混同起来。

Spear和Bowen提炼出了TPS的四大规则,概括起来就是(1)高度明确活动; (2)清楚地定义材料和信息的转移; (3)确保每种产品和服务的流转路线简单而直接; (4)使用科学方法,查明及解决某个环节出现的问题。当我们列出这些规则时,客户们通常会抗议,声称自己“早已在这么做了。”但我们在审查客户的芯片制造厂时,细细分析一下,常常会发现情况大不相同。

以下是我们给出的一些规则。

第一条规则针对活动,阐明“所有工作的内容、次序、时间和结果都应当予以高度明确。”按照惯例,在这家芯片制造厂,维护技术员应当从上向下清洗蚀刻室,但是我们发现,他们有时从下而上清洗。如果一贯是这么做的,那这种次序不至于太糟糕,因为这种行为会成为新的设定点,可根据这个设定点作进一步的改进。但实际上,清洁方法会发生变化,不可预测。这项工作具有极强的随机可变性,无法从结果中学到什么。

第二条规则阐明“每一种客户-供应商关系都必须是直接的,发送要求和得到回应的方式必须明确无误,非是即否”。比如说,如果一工人(姑且称之为Jane)操作的沉积工艺机器负责接收另一员工(姑且称之为Bill)供应的晶圆―Jane因而成了Bill的“客户”,就违反了这条规则。在井然有序的体系中,只有Jane需要晶圆时,Bill才发送晶圆给她。实际上,她需要晶圆时,他有时没有晶圆; 而另一些时候,她明明不用晶圆,他却会发送给她晶圆。那样,Jane只好把那些过剩晶圆扔到成本高昂的库存里面。

第三条规则阐明“确保每种产品和服务的流转路线都必须简单而直接”。如果一盒晶圆出现在了配备10个相同处理工具的车间,任何一个工具都可以用来处理这盒晶圆,就违反了这条规则。但是工人们应该使用哪一个工具呢?没有人能够随口而出,因为流转路线不是简单而直接的; 这个关键决策交给了车间操作人员。

如果一开始不知道直接的流转路线,以后要是有一批晶圆出现了瑕疵,就很难重新构建这条路线。更糟糕的是,要是不知道流转路线,整个体系就无法及时发现有缺陷的机器,从而防止瑕疵一再出现。瑕疵怎么出现,很快会被人忘记; 如果员工避开功能异常的机器、而不立即解决问题,也就错失了学习及改进的机会。丰田体系规定: 问题要由明确定义的行动者在本地、立即、彻底解决,而不是仅仅由碰巧在场的“专家”来解决。

第四条规则阐明“任何改进都必须在老师的指导下,按照科学的方法、在尽可能低的组织层面上进行”。 一名工人发现了更好的办法为客户提供所需的材料。他帮助客户从供应商获取材料,而不是像以前那样,让供应商把材料推送给客户。工人必须分析当前的生产状态,记入文档,并进行假设(包括对可以衡量、与实际结果进行对照的预期结果进行试验)。这种解决问题的机制调动了每个人,并且造就了致力于不断改进和组织学习的一批技术专家。

思想重塑

实现这些想法比想象的要困难; 这需要对思想进行某种调整。 我们研究了试图提高经营效率的多家公司。一开始,他们通常把TPS归在精益制造这个类别之下。但尽管许多精益制造方法大有好处,丰田体系却明显不同。

大多数半导体公司是在办公室和会议室,使用计算机模拟和电子报表来开展复杂的理论工作。他们通常致力于制订重大项目,有望获得“万无一失”的解决方案。虽然这种方法肯定会带来成效,但丰田不是这么做的。

TPS采用一种高度经验主义的方法来管理分多个步骤的制造过程。这种经验主义胜过模拟,因为没有哪种模拟模型足够复杂,从而能体现半导体制造过程所固有的复杂性。要真正了解制造过程,最快速的办法就是,在车间执行多次小规模、快节奏的科学试验。工厂就是实验室。这就是TPS的精髓: 通过快速、反复、试验的机制来解决问题。

这种试验在工厂车间的普通生产过程中进行,未必会得出最终、完美的方法来解决某个问题。TPS也不使用现成的“机械刻板”的方法,而是适应战略要素,比如成本、质量、灵活性,或者公司希望在某个特定时间强调的其他任何度量标准。就这个项目而言,应该把精力集中在缩短周期时间和成本上,这两个要素对这家芯片制造厂打开新市场来说很关键。

为了让这家公司的员工认同我们的计划,我们成立了一个项目小组,包括八名成员,代表重要职能部门,如制造管理、设备维护、财务、战略规划和工程技术部门,还包括车间人员。作为首项任务,小组制订了一个目标: 在头六个月内把成本削减12%、把周期时间缩短32%。另外,我们竭力构建一家学习型组织,那样我们离开后,仍能在很长时间内继续运作。

下一项任务是,对人员进行丰田体系和制造技术方面的培训。培训工作主要在制造厂车间进行,这与丰田的原则相一致。工厂管理层扮演了新员工的角色: 试图获得认证,以便在高级技术人员的指导下处理圆片。换句话说,他们充当的是学徒。 这种方法的基本前提是,每个人自己要有解决问题方面的直接经验,才好去指导、辅助或者教授别人解决问题。

虽然一开始这种学习方法遇到了相当大的阻力(及怀疑),但结果证明它非常有效。工厂的许多管理人员在体验了平常的一天对实际制造产品的人员来说到底是什么样后,觉得非常吃惊,也非常疲惫。

经过这些优化,这家制造厂把生产周期缩短了67%,把成本降低了12%。另外,产品数量增加了50%,生产量也提高了10%,这一切都没有追加投资。如果这家制造厂继续走组织学习这条道路,并且改进设备维护的不稳定性等方面,我们预计收到的成效还要大。

TPS的魔力

丰田生产体系可能会产生深远的影响,因为它带来的改进影响了工厂额外生产量的成本与平均单位成本之间的一般关系。这种关系构成了经济学家所说的规模经济曲线,而这条曲线适用于许多资本密集型行业,包括半导体和汽车制造业。

我们不妨详细分析这个概念。设想一下: 生产2000块的芯片成本平均为每块芯片20美元。如果产量提高到4000块芯片,平均单位成本降到每块芯片12美元。假如进一步提高到6000块芯片,每块芯片的成本就会降到10美元。这是诸多因素共同作用之下的结果,但主要因素还是经营效率和成品率的提高。

扩大工厂规模的主要原因是,充分利用在较高产量的情况下可以实现的较低单位成本,这就是规模经济。如果工厂总的资本成本和经营成本增加幅度小于产量的增加幅度,就能实现规模经济。

记得“不可能不劳而获”那句老话吗?到了某个阶段,如果不以更快的速度增加成本,就无法提高产量。就拿前面那个例子来说: 如果把芯片产量提高到7000块,结果可能是每块芯片的成本上升到11美元。产量提高到8000块,每块芯片的单位成本可能会升到16美元。之所以会出现这种上升,是因为管理层往往随着工作流程的复杂而增多; 另外由于增加了产品种类,管理层面临的负担也随之加大。

实施TPS不但可以在特定产量的情况下降低单位成本,还能减少芯片制造厂为了确保成本效益而要生产的最低单位数量。也就是说,TPS把整条成本曲线往下移,同时让曲线变宽。

在过去的40年间,要移动规模曲线,惟一的办法就是遵循摩尔定律,这种办法势必需要投入数额庞大的资金。遗憾的是,这种投资使曲线往下移的同时,还会使曲线往右移动。结果就是,让生产确保成本效益的最低产量增加了。这一切意味着,TPS不但可以降低最低成本,还能降低有效生产产量。如果出现这种情况,从商业角度来看,之前被会计师否定的许多优秀技术想法会突然变得具有吸引力。

新的经济模式

如今有了半导体制造业的新经济,如果生产芯片时产量小得多,也有可能实现盈利。这种影响对生产大量高性能芯片的制造厂来说也许不是很重要,但这批制造厂占整个市场的份额会不断减少。这倒不是因为对这些芯片的需求会萎缩。恰恰相反,用户会以更快的速度需要所用芯片具有快速投入市场、成本较低等特点的产品,比如消费类电子产品。

如今,竞争正向新的领域转移。现在重要的是生产品种繁多的产品,每种产品的量比较小,而且可能要求上市时间很短。这些不断发展的市场包括手机和MP3播放器市场,它们受时尚潮流的影响很大。另外就是成千上万的这种芯片: 它们日益出现在我们的家庭、办公室和汽车中,以及日常生活的每个角落。

经常听见半导体行业的主管们渴望找到行业的下一大增长点,就像上世纪90年代的个人电脑以及之前的小型计算机。下一个杀手级应用也许不是某一个,而是成百上千个,没有一个需要只有规模最庞大、技术最先进的芯片制造厂才能提供的原始性能。下一批杀手级应用需要的也许是新的商业模式,而TPS之类的体系有望使这成为可能。

纵观历史,减少了工厂最小有效规模的商业模式都改变了整批行业: 小钢铁厂能够有效生产小批量钢铁,炼钢业因而发生了改变; 由于接连出现越来越小的电脑,先是处理工资的大型机,最终出现了个人电脑,商业计算因而发生了改变; 由于出现了完全自动化的一小时胶片冲洗机,随后被数字照相所取代,照相胶片冲洗发生了改变。因为这些改变为客户提供了全新的工作方式,而不是单单让现有的商业模式稍稍得到改进,于是我们称之为颠覆性改变。商业模式免不了成为促进颠覆的动因(不过这些模式常常伴随某一项新技术的诞生和发展。)

丰田的生产体系已经改变了汽车行业。五十年前,汽车业推出的车型数量要少得多,那是因为规模曲线很高――某一款车得卖掉好多辆,才能确保成本效益。比如在上世纪50年代,雪佛兰公司每年销售的Impalas有150万辆,当初认为这个数字很高,但算不上很惊人。如今,汽车业认为每年卖掉25万车就很了不起,许多车型的销售量只有这个数字的五分之一到十分之一。

之所以出现这种变化,是由于汽车工厂的最小经济规模有所下降。有些公司比另一些公司更顺利地完成了这次转型。

要做的不止这些。为了完全得益于制造方面取得的进步,还要重组产品开发及设计、采购、营销、服务及贵公司的其他方面。也就是说,你必须创建一种新的商业模式。