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    Intermolecular公司和SRC公司预计将在本周举行的Semicon West展会上提出新的研发倡议,届时Intermolecular将发布关于存储器研发的小规模生产的报告,而SRC将描述模拟器件、能源、医疗和多核等方面的新兴项目。这个报告的发布正值人们对半导体研发“处于生死存亡之际”抑或是“适应随着时代的发展向前迈进”激烈争辩中。

 

IC产业每年都投入了几十亿美元的资金在研发上。但近年来由于成本突增,同时受制于知识产权控制,芯片制造商更多地将他们的研发需求转移给联盟、晶圆代工厂和第三方供应商。一些观察家担心如果长期维持这种趋势,大部分芯片制造商将停止研发工作,这个曾经鼎盛一时的产业将向那些专业性的服务性机构转移。

 

同时也有一些外包研发的芯片制造商对所获得的回报不甚满意。一些批评者对这种新兴的研发合作模式是否可行持怀疑态度。

 

半导体研究公司(SRC)(来自北卡罗来纳州的三角创业园)则对这种合作模式充满信心。该集团成立于1982年,是几个研发创新倡议的牵头人。其中一个是纳米电子研究创新联盟(NRI),该联盟计划在15年之内寻求论证极限尺寸10纳米以下的新型组件。

 

SRC同时还加大了在“应用研究”方面的投入。比如,它已经悄悄地和美国国家科学基金会签署了一项共同研究多核处理器的谅解备忘录。

 

此外,SRC的总裁兼CEO Larry Sumney透露SRC正在筹建一个模拟设计中心,用以研究模拟和混合信号技术在更宽的频带范围的应用。同时还有一个计划正在进行中,即课题研究合作(Topical Research Collaboration),该计划将首先通过两个独立项目满足能源和医疗研究方面的需要。

 

Intermolecular公司(位于加州的San Jose)同样也在扩张自身的业务范围。去年该公司因推出高效率组合平台(High-Productivity Combinatorial platform,HPC)而一炮打响,该平台能够为各种工具提供不同的解决方案,对芯片材料、加工和器件结构方面的研发还有促进作用。公司可以向芯片制造商销售用于研发的工具,同时还可以利用自身的设备组建研发产品线。

 

现在,Intermolecular公司已经建立了自己的小批量生产研发线以开发一系列新兴存储器技术,例如相变存储器和resistive RAM。公司CEO David Lazovsky表示公司同时还在酝酿开发3D芯片和太阳能市场的类似技术。

 

Intermolecular的业务正在蓬勃发展,2007年有记录的订单达到了5500万美元。其中一个客户本身并没有研发系统,而是指定Intermolecular作为它的研发方。Lazovsky说“像Intermolecular这样的公司改变了整个IC行业的面貌。”

 

几乎没有人会不同意这一点,但也有一些认为这种改变是令人不安的。

 

芯片研发“并没有死去,它还在进行中。” Gartner公司(位于康乃狄克州的斯坦福)的分析师Dean Freeman说。“但随着成本不断升级和研发变得越来越难,我们预计将会有更多公司的研发业务被外包出去。”

 

内部独立设计的研发模式在某些方面不再可行了。Lazovsky指出:“许多芯片制造商仍然采用大容量的制造工具和Fab进行研发,但该行业不能再用昨天的方法来应对今天的挑战了。”

 

这种转型的环境对于研发外包行业来说就是一个金矿。除了Intermolecular和SRC,像Albany Nanotech,IBM技术联盟,欧洲的Interuniversity Microelectronics Center,日本的半导体尖端技术联盟(Selete),全球半导体制造联盟(International Sematech)和SVTC Technologies 公司都在蓬勃发展。

 

芯片制造商正在积极地四出寻找合适的研发伙伴,即使像IBM和英特尔这样的巨头在这种环境下也独木难支。据Intermolecular称,总体来说半导体的研发成本将会翻一番,从2007年的500亿美元增长至2012年的1000亿美元。

 

Gartner公司表示单个半导体公司开发45纳米制程的研发成本在15亿美元左右。该公司还预计32纳米节点的研发成本将上涨15%——25%。

 

 


 

IC行业平均花在研发的费用占其销售总额的12%——15%。但这一数字某种程度上容易引起误解,因为供应商持续地将越来越多的业务外包出去了。

 

Gartner公司的Freeman表示,研发外包业务速度的加快对遵循摩尔定律的技术产生了更为直接的影响,其中包括碳纳米管、异构IC、高k/金属栅介质技术和非平面器件(如 FinFET)等。

 

一个备受瞩目的研发外包的例子是德州仪器(TI)去年决定停止数字研发业务并将其外包给晶圆合作厂商台积电(TSMC),TI将集中精力于内部的模拟器件研发上。

 

AMD、飞思卡尔、英特尔、恩智浦半导体、东芝、三星、ST以及许多半导体商都将更依赖于外部研发资源。

 

一些学者预言整个IC行业将得到彻底地整合。Freeman认为这股整合热潮最终将归于某几家研发和制造商:IBM技术联盟、英特尔和台积电。也许还有三、四家存储器制造商。模拟市场则是另一番景象,他相信某些公司能够在这场暴风雨中挺下来并茁壮成长。

 

随着研发业务的转移,知识产权控制的问题也逐渐浮出水面。外包业务的批评者担心随着更多的IP核流向一些对知识产权保护不力的亚洲国家,特别是中国,这些国家能够因此获得一些有价值的核心技术并最终和欧洲、日本、美国相抗衡。

 

SRC公司的Sumney则有不同的意见:“IP是否越洋登岸的问题没有实际意义,因为半导体行业本身就是全球性的。”

 

1980年以前,只有几家巨头公司,如贝尔实验室,通用电气,IBM和施乐帕克研究中心(Xerox Parc)能够从事半导体研发。Freeman说:“当20年前美国政府强制解散了拥有贝尔实验室的AT&T公司时,半导体研发的黄金时期已经结束了。其中的研究组织再也不能做任何研究工作,至今也未能恢复。”

 

与此同时,一些曾经自己进行研发的芯片制造商开始意识到投资的沉重负担。行业联盟开始鼓励合作研发。

 

其它研发模式也如雨后春笋相继出现。IBM和芯片制造商组建了技术联盟以分担研发成本,晶圆加工厂也加入了这一行列。

 

现在,像Intermolecular,SVTC这样的专业研发服务提供商和一些小型厂商也加入进来。许多公司还保证有能力将技术“从实验室带到晶圆厂”。

 

研发模式逐个看

 

每一种研发模式都各有优劣。比如Freeman所说的芯片制造联盟Sematech,当初成立时打着“为了共同利益”的旗号,但其后的发展却有点远离了这个方向。

 

一些联盟自身也存在一些问题。例如Crolles2,当年由飞思卡尔、恩智浦、ST和台积电高调组建的研发联盟,去年飞思卡尔率先退出了联盟,反而加入了IBM的技术联盟;同时,作为创始成员的恩智浦半导体(当时还是飞利浦的子公司)也退出了该联盟,并和台积电组建了新的联盟。

 

有消息称IBM的技术联盟成员AMD曾经私下抱怨与暴涨的IP核费用相比,它所获得的回报是微不足道的。但AMD的发言人表示这些纯属谣言,报道也是毫无根据和意义的。

 

一些人认为只有联盟或者晶圆厂中的一些优秀公司能够支持独立研发。晶圆研发厂商SVTC的首席执行官David Bergeron表示:“晶圆厂的研发成本是不可接受的。”该公司最近刚刚成立了一个太阳能开发中心。

 

SRC的Sumney支持联盟模式,并认为联盟模式面临的挑战主要是如何平衡各个成员的研发需求。比如,随着公司逐渐向Fabless或fab lite转变,他们的研发重点将从满足摩尔定律转移到应用研究上去。

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