發展歷程
一、世界積體電路產業結構的變化及其發展歷程
回顧積體電路的發展歷程,我們可以看到,自發明積體電路40多年以來,"從電路集成到系統集成"這句話是對IC產品從小規模積體電路(SSI)到特大規模積體電路(ULSI)發展過程的最好總結,即整個積體電路產品的發展經歷了從傳統的板上系統(System-on-board)到片上系統(System-on-a-chip)的過程。在這歷史過程中,世界IC產業為適應技術的發展和市場的需求,其產業結構經歷了三次變革。
第一次變革:以加工製造為主導的IC產業發展的初級階段。
70年代,積體電路的主流產品是微處理器、存儲器以及標準通用邏輯電路。這一時期IC製造商(IDM)在IC市場中充當主要角色,IC設計只作為附屬部門而存在。這時的IC設計和半導體工藝密切相關。IC設計主要以人工為主,CAD系統僅作為數據處理和圖形編程之用。IC產業僅處在以生產為導向的初級階段。
第二次變革:Foundry公司與IC設計公司的崛起。
80年代,積體電路的主流產品為微處理器(MPU)、微控制器(MCU)及專用IC(ASIC)。這時,無生產線的IC設計公司(Fabless)與標準工藝加工線(Foundry)相結合的方式開始成為積體電路產業發展的新模式。
隨著微處理器和PC機的廣泛套用和普及(特別是在通信、工業控制、消費電子等領域),IC產業已開始進入以客戶為導向的階段。一方面標準化功能的 IC已難以滿足整機客戶對系統成本、可靠性等要求,同時整機客戶則要求不斷增加IC的集成度,提高保密性,減小晶片面積使系統的體積縮小,降低成本,提高產品的性能價格比,從而增強產品的競爭力,得到更多的市場份額和更豐厚的利潤;另一方面,由於IC微細加工技術的進步,軟體的硬體化已成為可能,為了改善系統的速度和簡化程式,故各種硬體結構的ASIC如門陣列、可程式邏輯器件(包括FPGA)、標準單元、全定製電路等應運而生,其比例在整個IC銷售額中 1982年已占12%;其三是隨著EDA工具(電子設計自動化工具)的發展,PCB設計方法引入IC設計之中,如庫的概念、工藝模擬參數及其仿真概念等,設計開始進入抽象化階段,使設計過程可以獨立於生產工藝而存在。有遠見的整機廠商和創業者包括風險投資基金(VC)看到ASIC的市場和發展前景,紛紛開始成立專業設計公司和IC設計部門,一種無生產線的積體電路設計公司(Fabless)或設計部門紛紛建立起來並得到迅速的發展。同時也帶動了標準工藝加工線(Foundry)的崛起。全球第一個Foundry工廠是1987年成立的台灣積體電路公司,它的創始人張忠謀也被譽為"晶晶片加工之父"。
第三次變革:"四業分離"的IC產業
90年代,隨著INTERNET的興起,IC產業跨入以競爭為導向的高級階段,國際競爭由原來的資源競爭、價格競爭轉向人才知識競爭、密集資本競爭。以DRAM為中心來擴大設備投資的競爭方式已成為過去。如1990年,美國以Intel為代表,為抗爭日本躍居世界半導體榜首之威脅,主動放棄 DRAM市場,大搞CPU,對半導體工業作了重大結構調整,又重新奪回了世界半導體霸主地位。這使人們認識到,越來越龐大的積體電路產業體系並不有利於整個IC產業發展,"分"才能精,"整合"才成優勢。於是,IC產業結構向高度專業化轉化成為一種趨勢,開始形成了設計業、製造業、封裝業、測試業獨立成行的局面(如下圖所示),近年來,全球IC產業的發展越來越顯示出這種結構的優勢。如台灣IC業正是由於以中小企業為主,比較好地形成了高度分工的產業結構,故自1996年,受亞洲經濟危機的波及,全球半導體產業出現生產過剩、效益下滑,而IC設計業卻獲得持續的增長。
特別是96、97、98年持續三年的DRAM的跌價、MPU的下滑,世界半導體工業的增長速度已遠達不到從前17%的增長值,若再依靠高投入提升技術,追求大尺寸矽片、追求微細加工,從大生產中來降低成本,推動其增長,將難以為繼。而IC設計企業更接近市場和了解市場,通過創新開發出高附加值的產品,直接推動著電子系統的更新換代;同時,在創新中獲取利潤,在快速、協調發展的基礎上積累資本,帶動半導體設備的更新和新的投入;IC設計業作為積體電路產業的"龍頭",為整個積體電路產業的增長注入了新的動力和活力。
IC的分類
IC按功能可分為:數字IC、模擬IC、微波IC及其他IC,其中,數字IC是近年來套用最廣、發展最快的IC品種。數字IC就是傳遞、加工、處理數位訊號的IC,可分為通用數字IC和專用數字IC。
通用IC:是指那些用戶多、使用領域廣泛、標準型的電路,如存儲器(DRAM)、微處理器(MPU)及微控制器(MCU)等,反映了數字IC的現狀和水平。
專用IC(ASIC):是指為特定的用戶、某種專門或特別的用途而設計的電路。
積體電路產品有以下幾種設計、生產、銷售模式。
1.IC製造商(IDM)自行設計,由自己的生產線加工、封裝,測試後的成品晶片自行銷售。
2.IC設計公司(Fabless)與標準工藝加工線(Foundry)相結合的方式。設計公司將所設計晶片最終的物理版圖交給Foundry加工製造,同樣,封裝測試也委託專業廠家完成,最後的成品晶片作為IC設計公司的產品而自行銷售。打個比方,Fabless相當於作者和出版商,而 Foundry相當於印刷廠,起到產業"龍頭"作用的應該是前者。
三、國內IC市場展望
國內外半導體市場將快速復甦,從2010年開始,無論是國內市場還是國際市場,都超過了兩位數的增長。中長期看,未來國內外市場的因一部回暖,電子信息產業將步入一個新的增長格局。“十五”後期到“十一五”初期,是我們國家電子信息產業發展非常好的時期,可望從開始,又將出現第二輪新的發展趨勢。
從行業發展趨勢看,設計業仍將是國內IC產業中最具發展活力的領域。在創業板推出鼓舞下,德可威(音)、海爾積體電路、深圳興邦(音)、華亞(音)等多家企業正在醞釀登入IPO市場,這將為國內的產業發展注入大量資金,並將吸引更多的風險投資投入到IC設計領域,將極大的推進IC設計行業的發展。晶片製造和封裝設計領域,在出口拉動下,將呈現顯著增長趨勢,特別是晶片製造業。晶片製造業規模在未來兩年,將有快速的增長。華為等多家IC設計企業已經開發下一代IC產品,並投入到手機、便攜電子產品等終端產品套用中。長電(音)科技等封裝測試企業在不斷擴大生產規模的同時,在CSP等先進封裝工藝方面取得突破。國家01、02專項正在深度實施,將大力促進產業發展。
國家大力發展戰略新興產業,為半導體產業帶來了極大的機遇。國家明確加快培育新材料、節能環保等戰略新興產業,這不僅將成為十大產業振興規劃之後國家經濟成長的又一強大動力,更將為國內的IC產業發展提供難得的機遇。在國家大力發展戰略新興產業的大背景下,3G、移動通信、半導體照明、汽車電子等新興領域正在迅速發展,系中孕育著巨大市場,將促進我國的IC產業進一步發展。