中国IC市场在全球的地位正不断增强
全球半导体设计软件领导厂商新思科技(Synopsys)亚太区总裁柯复华,在“2007年电子信息产业发展回顾与展望研讨会”中指出,中国IC市场在全球的地位正在不断增强,而在IC设计技术的发展上,随着IC设计进入90纳米、65纳米等先进制程,DFM(可制造性设计;Design for Manufacturability)已成为产业发展的重要趋势。
由电子时报、台北市电子零件商业同业公会,以及上海南汇区对外经济委员会共同举办的“2007年电子信息产业发展回顾与展望研讨会”,去年12月19日在上海浦东国际会议中心举行,吸引了200多位上海地区电子产业的代表参与,柯复华以“集成电路产业的挑战与契机”为题在会中演讲时,做了上述表示。
2010年中国IC产业的市场规模将达全球四成
柯复华表示,2005年全球半导体市场成长趋缓,但中国却不受此影响,成长力道仍然强劲,较2004年成长将近三成,成长率居全球之冠。随着十一五政策的推动,中国IC产业可望更蓬勃发展,除了在IC设计、硅智财权等产业都将有长足进步外,芯片制造的能力和经济规模也可望达世界级水平,成为亚太地区芯片制造和IC产品研发的主要基地之一。柯复华强调,到2010年时中国IC产业的市场规模将达到全球四成(39%)的占有率,中国IC市场在全球的地位正在不断增强。
其中,长三角地区是中国最重要的电子信息产业基地,有三分之一左右的产品都是在这个地区生产,同时这个地区也是中国IC产业的主要发展区域,国际级IC设计基地与国家级半导体封测厂皆设于此,晶圆代工则有中芯、和舰、宏力等厂商,2005年大陆单是在长三角地区的IC产业产值即超过420亿人民币。
柯复华也说明,中国发展IC产业具有几项优势,一是国内市场需求庞大,像是消费性电子产品的3G手机、数字相机、MP3播放机、数字电视以及IC卡等市场需求仍持续加温,同时大陆的政策也很明确而有计划地扶植这项产业。根据十一五规划,将优先发展IC设计业,持续支持IC、新型元器件二大核心产业关键技术之研发,并扶植IC制程技术的研发与硅智产权交易复用IC产业等,让这项产业在全球市场上充满竞争力。
ICC是中国大陆推动产业发展的创新作法
此外,中国大陆在扶植IC产业发展还有一项创新的做法,那就是藉由国家级的IC设计孵化基地(IC Design Incubation Centers),集中资源从事先进或特定功能的芯片设计,过去三年间,八个国家级的ICC已成功地完成近800项芯片项目的Tape-out。未来在“扶弱孵小转成扶大扶强;产业化基地进展成产业基地”方针指导下,ICC将与产业界实际需求更加紧密结合,催化大陆IC产业的成长与茁壮。柯复华还说,除了IC设计之外,在晶圆代工、封测厂、主机板、LCD屏幕等产业的带动下,大陆的半导体整体产业生态将逐步完整,值得大家的重视。
在上述的产业趋势下,柯复华期许海峡两岸的IC设计业者,都更有全球化的思维来面对市场的变化与需求。他表示,以手机芯片为例,手机主要制造商如Nokia是位于芬兰、Motorola位于美国、Samsung与LG则在韩国,IC设计业者必须有能力迅速地于全球不同的地方支持这些手机制造商,才能真正符合客户的需求。因此,Synopsys秉持着推动产业、成就客户、发展自己的精神,致力协助全球各地客户发展自主技术,降低产品开发的成本与风险,协助客户加速产品上市(Time-to-Market)的时程。
DFM已成为IC产业发展重要趋势
至于在IC的技术发展方面,柯复华表示,在0.25微米世代芯片的平均闸数达7.5M gates,设计业者通常面对的是Timing与Area等问题;到0.18微米世代时,芯片平均闸数达42M gates,业者在意的多为Timing Closure议题;到了0.13微米世代,芯片闸数多达55M gates,关心的议题则是Signal Integrity;而随着IC设计进入90纳米、65纳米等先进流程,漏电流(Leakage Current)与其它半导体物理特性的变异(Variation),已成为设计业者所必须面对的挑战。
柯复华说明,当制程技术进入90纳米或更先进的技术之后,半导体物理特性的变异,已非以往单靠晶圆厂的技术协助就能掌控,也就是说,要成功制造出一颗组件,并维持稳定的高良率,不再只是制造端的责任,必须在设计初期就能够去考虑后期制造问题,这就是DFM的核心观念所在。
而DFM技术的发展主要就是希望能有效解决上述的诸多挑战。整个IC设计流程已由以往着重设计收敛(Design Closure)的思维,逐渐朝向制造收敛(Manufacturing Closure)发展,DFM的概念被整合到设计实作当中,从Sign-off阶段同时向上与向下发展,并藉由EDA(电子设计自动化;Electronic Design Automation)工具的协助,来提高IC制造的良率。
在这样的产业趋势下,设计业者需要的是何种EDA解决方案呢?柯复华说,除了要求功能(Performance)强大之外,如何有效提升生产效率(Productivity),并尽早获致可预测结果(Predictability),三方面都能面面俱到,才是客户最需要的解决方案。而根据许多独立机构的调查结果,新思科技(Synopsys)在技术及生产力都领先同业。
Synopsys是DFM解决方案的Leading Provider
Synopsys是半导体设计软件厂商中对于DFM解决方案的Leading Provider。以Synopsys的“PrimeYield”为例,这项解决方案是以晶圆厂与整合组件制造业者(IDM)所使用的生产基线(Production-Baseline)技术与制造模式为基础,能够在芯片Tapeout前预测与矫正会对制造有所影响的设计型态,有效整合设计流程与制造技术,提升生产效能及缩短Time-to-Yield所需要的时间,并加速产品推出的时间(Time-to-Market)。(本文由新思提供、张琳一整理)
PrimeYield并设有微影互通检查(Lithography Compliance Checking;LCC)模块,可在设计过程中尽早向使用者指出潜在的微影错误与制程变异;并有模型化基础的CMP模块,可找出与分析不均匀的金属填充区块;另外,关键区域分析(Critical Area Analysis;CAA)模块,可针对设计布局中较有可能产生良率毁损的区域,进行分析与改进,以提供设计者更高的可预测性。
此外,Synopsys的Seismos与Paramos则是目前PA(Process Aware)-DFM解决方案中的领先产品,可以将制造端的Variation Information回传至设计端,让IC设计工程师能更有效的掌握Layout与Yields的效能。
晶体管变异(Transistor Variability)是当前DFM制程中所必须面对的重要课题,而Synopsys这两组PA-DFM产品则可以有效处理这个问题。它可以藉由在设计流程中有效整合准确的实体模型(Physical Modeling),指出设计端与制造端的互动关系中的变异参数(Parametric Variations)。
Seismos和Paramos并可有效解决设计时的两大Variability议题,一是由于Stress与周围环境影响而衍生的Proximity Variations,另一则是由Dies与Wafers间各项制程参数产生的Global Variations。这项解决方案可以藉由精确的制程之Physical Models,协助设计者有效克服制程变异的各项问题,而不必大幅修改整个实体设计流程。
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