今年年初，TowerJazz Semiconductor正式啟用新品牌，更名為Tower Semiconductor（以下簡(jiǎn)稱TowerSemi）。該公司表示，啟用新的品牌標(biāo)識(shí)將更好地反映公司的全球業(yè)務(wù)和實(shí)力，公司將致力于提供最高價(jià)值的模擬芯片制造解決方案。

近日，TowerSemi負(fù)責(zé)中國(guó)區(qū)運(yùn)營(yíng)的全球副總裁秦磊在ICCAD 2020上就介紹了5G運(yùn)用中的模擬芯片，以及TowerSemi為模擬芯片提供的專業(yè)代工能力。會(huì)后，秦磊在接受集微網(wǎng)記者采訪時(shí)，還談到了國(guó)產(chǎn)模擬芯片的發(fā)展之路。

5G時(shí)代的專業(yè)代工平臺(tái)

秦磊指出，5G給整個(gè)芯片市場(chǎng)帶來(lái)了很多增量，許多芯片的新應(yīng)用都是圍繞著5G發(fā)展。而在5G運(yùn)用中，模擬芯片的作用至關(guān)重要。按運(yùn)用角度來(lái)劃分，5G相關(guān)的模擬芯片主要包括射頻、電源和傳感器三個(gè)方面。

秦磊表示，射頻芯片是5G到來(lái)以后變化最大的芯片，而5G射頻芯片主要應(yīng)用于5G手機(jī)前端模組和5G基站上。隨著性能要求越來(lái)越高和市場(chǎng)需求越來(lái)越大，在5G射頻芯片的制造端，SOI和鍺硅工藝的發(fā)展十分迅速，用量也在急劇增加。

5G目前主要包括Sub-6GHz和毫米波兩個(gè)頻段，國(guó)內(nèi)普遍應(yīng)用的是Sub-6 GHz，而該頻段對(duì)RF SOI工藝的一些參數(shù)提出了高要求。秦磊表示：“模擬芯片與數(shù)字芯片不同，其制造過(guò)程并不強(qiáng)調(diào)工藝節(jié)點(diǎn)的精進(jìn)，而是對(duì)Ron×Coff、高功率處理、高數(shù)字密度、低噪聲等參數(shù)有著更高要求。”

據(jù)秦磊介紹，TowerSemi的SOI工藝在8英寸平臺(tái)從QT1發(fā)展到QT9，Ron×Coff已經(jīng)從第一代的200fs降低到了100fs以下。同時(shí)，TowerSemi還在12英寸平臺(tái)同步發(fā)力，由于起步時(shí)間較8英寸較晚，第一代的TPS90RS工藝已經(jīng)能夠和8英寸平臺(tái)的QT9持平，而現(xiàn)在推出的TPS65RS的Ron×Coff已經(jīng)降低到80fs左右。

關(guān)于8英寸和12英寸平臺(tái)在技術(shù)需求上的區(qū)別，秦磊表示，8英寸平臺(tái)發(fā)展到QT8和QT9以后，TowerSemi更注重大功率的發(fā)展。而12英寸平臺(tái)由于是在65nm節(jié)點(diǎn)，其數(shù)字方面具有一定優(yōu)勢(shì)，因此LNA在12英寸平臺(tái)更具有成本優(yōu)勢(shì)，而且目前5G PA模組中天線開(kāi)關(guān)和LNA整合芯片已經(jīng)是大勢(shì)所趨，所以12英寸平臺(tái)在這方面也更有優(yōu)勢(shì)。

5G開(kāi)始普及之后，除了手機(jī)前端市場(chǎng)爆發(fā)，基站的數(shù)量也開(kāi)始劇增。秦磊表示，5G與4G區(qū)別最大的地方就是基站覆蓋范圍變小，在此情況下， 基站的數(shù)量就比以往要多。而基站與基站之間都是靠光通信的電纜在通訊，所以光通信芯片在5G基站應(yīng)用中也開(kāi)始爆發(fā)。

TowerSemi在光通信芯片代工方面目前主流的工藝平臺(tái)包括SBC18H3和SBC18H5，兩個(gè)平臺(tái)的區(qū)別在于Bipolar管子的頻率不同，SBC18H3的Ft能達(dá)到240GHz，而SBC18H5的Ft則能達(dá)到300GHz。

秦磊透露，由于目前低于100GHz光通信芯片產(chǎn)品仍然是出貨量的主力，所以大多數(shù)客戶都會(huì)選擇TowerSemi的SBC18H3平臺(tái)。目前，在100GHz以下的光通信芯片晶圓生產(chǎn)領(lǐng)域，TowerSemi擁有60%以上的市占率。

在電源模擬芯片代工方面，TowerSemi是第一個(gè)直接從0.18μm轉(zhuǎn)到65nm工藝的代工廠?！按蠹铱赡軙?huì)認(rèn)為65nm會(huì)比0.18μm更貴，實(shí)際上由于mask 層次與0.18um基本保持一致，加上Rdson的降低，芯片成本會(huì)比0.18um更加具有優(yōu)勢(shì)。”秦磊如是說(shuō)。

在傳感器芯片代工方面，秦磊著重提到了身份識(shí)別領(lǐng)域。他表示，無(wú)論是帶光學(xué)鏡頭的光學(xué)指紋識(shí)別模組、超薄方案的光學(xué)指紋模組，還是用于人臉識(shí)別的結(jié)構(gòu)光和ToF模組，TowerSemi的CIS工藝都可以為客戶提供解決方案。

除了介紹TowerSemi的專業(yè)工藝平臺(tái)，秦磊還談到了最近十分火熱的產(chǎn)能問(wèn)題。據(jù)秦磊介紹，目前TowerSemi在全球有7座工廠，以往公司經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)廠滿載而另一個(gè)廠產(chǎn)能利用率不足的問(wèn)題，因此公司近兩年把所有主要工藝平臺(tái)覆蓋到2~3個(gè)工廠，來(lái)增加產(chǎn)能調(diào)配的靈活性。

探尋模擬芯片發(fā)展之路

近幾年，TowerSemi中國(guó)區(qū)的業(yè)務(wù)成長(zhǎng)率排在全球的第一位。秦磊表示，中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)對(duì)于公司而言已經(jīng)是舉足輕重的地位。

盡管國(guó)內(nèi)模擬芯片廠商已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但仍然與國(guó)外廠商還有較大差距。目前，模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模大約為1000億美元，占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的22%。中國(guó)模擬IC年需求量超過(guò)2000億人民幣，占全球整個(gè)模擬IC市場(chǎng)的60%，但國(guó)產(chǎn)率低于15%。

秦磊告訴集微網(wǎng)，中國(guó)模擬芯片的發(fā)展主要面臨產(chǎn)品性能不足和高端人才欠缺兩大痛點(diǎn)。

“就終端用戶而言，他們對(duì)于模擬芯片的選擇仍然是產(chǎn)品性能指標(biāo)，目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的性能和國(guó)際大廠的高端產(chǎn)品還是有一定差距。譬如射頻PA產(chǎn)品，最重要的是效率、最大輸出功率、線性度等指標(biāo)的比拼?！鼻乩谡f(shuō)，“產(chǎn)品性能之所以有差距，正是因?yàn)楦叨巳瞬诺那啡?。?guó)內(nèi)不是沒(méi)有人才，而是沒(méi)有太多的具有多年經(jīng)驗(yàn)的高端人才。做高端數(shù)字芯片研發(fā)需要上百上千的研發(fā)工程師，但設(shè)計(jì)模擬芯片往往更需要兩三個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的高端人才?！?/p>

值得一提的是，國(guó)內(nèi)一些模擬芯片廠商開(kāi)始選擇IDM的模式，針對(duì)產(chǎn)品需求來(lái)調(diào)試自身的工藝，讓設(shè)計(jì)和工藝的結(jié)合度更緊密，靠工藝來(lái)彌補(bǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)上的劣勢(shì)。

對(duì)此，秦磊表示，IDM模式確實(shí)具有一定優(yōu)勢(shì)，但眼下模擬芯片更為成功的模式就是Fabless，近期國(guó)內(nèi)模擬芯片上市公司或者準(zhǔn)上市公司幾乎都是Fabless企業(yè)。設(shè)計(jì)與制造分工是國(guó)際半導(dǎo)體行業(yè)的趨勢(shì)之一，這樣可以為產(chǎn)品公司擺脫晶圓生產(chǎn)工廠的巨大的投資以及后期工廠營(yíng)運(yùn)的財(cái)務(wù)壓力。當(dāng)然，相比數(shù)字芯片公司而言，模擬芯片公司需要與Foundry在技術(shù)上保持更加緊密的聯(lián)系。

針對(duì)模擬芯片設(shè)計(jì)公司的代工需求，秦磊指出，TowerSemi不單單是強(qiáng)調(diào)工藝平臺(tái)，而是以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，針對(duì)具體應(yīng)用的產(chǎn)品來(lái)衍生到工藝的優(yōu)化。因此，盡管不能做到為所有客戶定制化調(diào)整工藝，但TowerSemi基于與各個(gè)產(chǎn)品領(lǐng)域的全球領(lǐng)先模擬芯片F(xiàn)abless企業(yè)的多年合作，也能用標(biāo)準(zhǔn)化工藝為客戶提供符合市場(chǎng)需求的專業(yè)模擬芯片代工能力。

秦磊還表示，模擬芯片領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)周期十分重要，而TowerSemi專業(yè)的Design Enablement能力能幫助模擬芯片設(shè)計(jì)公司快速地推出產(chǎn)品，這將幫助國(guó)內(nèi)廠商提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，搶奪市場(chǎng)份額。由于模擬芯片的仿真比數(shù)字芯片難度更高，TowerSemi仿真模型的高精準(zhǔn)度和PDK文件的全面度，收到了所有用戶的高度認(rèn)同，為新產(chǎn)品第一次試生產(chǎn)成功起到了強(qiáng)有力的幫助，這一點(diǎn)對(duì)于國(guó)產(chǎn)模擬芯片在市場(chǎng)中突圍也至關(guān)重要。

“一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字芯片的成功有70%在于設(shè)計(jì)，30%則在于工藝平臺(tái)的助力。而對(duì)于模擬芯片而言，工藝平臺(tái)的貢獻(xiàn)度遠(yuǎn)高于30%?！鼻乩谡f(shuō)，“盡管TowerSemi這樣的代工廠可以一定程度上給予幫助，但國(guó)內(nèi)模擬芯片廠商想要迅速縮小與國(guó)際大廠的差距，還需要通過(guò)自身多方面的補(bǔ)強(qiáng)?！?/p>

秦磊強(qiáng)調(diào)，國(guó)內(nèi)廠商補(bǔ)強(qiáng)的第一大因素是公司的研發(fā)能力。模擬芯片公司在研發(fā)上必須要持續(xù)投入，盡量使產(chǎn)品線完整化，而不依靠單獨(dú)一到二顆產(chǎn)品打天下。同時(shí)，把產(chǎn)品性能真正做上去。而補(bǔ)強(qiáng)的第二大因素就是與大的系統(tǒng)廠商進(jìn)行深層次的合作。首先，產(chǎn)品性能一定要得到系統(tǒng)廠商的認(rèn)可，而不是僅僅停留在demo測(cè)試結(jié)果。第二，大的系統(tǒng)廠商可以從用戶端對(duì)產(chǎn)品提出更高要求的指標(biāo)，這樣可以幫助模擬芯片公司對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行定義，以及快速提升一條產(chǎn)品線的綜合性能。另外，芯片公司也可以持續(xù)穩(wěn)定的得到訂單。
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