原创 设计与工艺：先有鸡还是先有蛋？

作者：John Dodge，EDN 总编辑 

发表时间：2005-03-05

德州仪器公司(TI)主要根据设计与生产工艺密切结合的愿望，决定在德州 Richardson 兴建一座价值 30 亿美元的65 纳米芯片厂。TI公司官员在 2004 年 10 月 25 日称，公司将于2004年 11 月 18 日动工建造这座100 万平方米的新厂，用以生产 DSP 和模拟单片系统器件。

　　TI 公司曾考察过多种方 案，例如利用某一家芯片代工厂或是在别处建自己的芯片厂。新加坡、弗吉尼亚和纽约一度在待选清单之中。TI公司最终将新厂建立在总部附近。TI 公司负责硅技术开发的副总裁 Dennis Buss 解释说，设计师与工艺加工相结合这一考虑因素促使公司作出了这一决定。

　　Dennis Buss说：“支持公司内部生产线意味着要使工艺技术符合设计师的需要。新工厂建在 Richardson 并不是最重要的因素。要考虑的重要因素是设计师可以控制工艺过程。当我们开始定义工艺要求时，设计师就能一开始就介入进来。当我离开（这次采访）时，我就要去参加一个与无线设计经理们的讨论会，他们会告诉我2008年设计师需要什么样工艺来制造45纳米节点。我们正在审定45纳米工艺节点的定义。”

　　设计师与工艺师相距很近有明显的好处，这并非是将一座庞大工厂建在美国的唯一原因。作为主要开支的技术与设备也是很重要的决定因素。

　　Buss 说：“晶圆制造所需的劳动成本只占总成本的很小一部分，占总成本大部分的是设备和材料。”算一下就知道，假如几年来TI 公司在该厂投入 30 亿美元，并最多雇用 1000 名职员，则每个新工作岗位的成本是 300万美元。

　　IDC公司 副总裁兼半导体分析家 Mario Morales 认为，设计与工艺的紧密结合现在比以往更加重要。

　　他解释道：“我们开始发现，由于与每项设计有关的新材料与成本的缘故，不同的领域——制造、工具和设计——必须相互结合在一起。一个供应商要获得成功，必须一开始就走对路子。”

　　拥有一家自己的芯片厂，而不是把芯片生产转包给代工厂，也使 TI公司有 能力调整自己的产品系列，从而能更快地对需求作出响应。

　　Forward Concepts 公司分析师 Will Strauss 说：“这并不是说（代工厂） TSMC 不打算达到 45 纳米工艺水平，但是，TI公司将有能力对自己的芯片厂进行调整，使之生产高性能产品。TSMC 必须调整自己的工厂，以便为许多公司服务。各代工厂的设计规则非常苛刻，你只能照办，而不能有一点发挥。”他还补充说，希望到 2009 年底或 2010 年初时， TI公司的新芯片厂将生产10亿块芯片。

　　Semico 研究公司总裁 Jim Feldhan 说：“从 IDM（整合器件制造商）的角度来说，控制了工艺和设计，就能使他们更好地发挥他们认为能实现更好性能的芯片这样一种优势。”他又说，一家代工厂使300 个客户都感到满意，就是不小的成就。

　　公正地说，代工厂已经注意到了 IDM 的优势，特别是在受到特征尺寸更小挑战的情况下更是如此。他们的意图就像在同一家工厂中工作一样明显。

　　Semico 公司的 Feldhan 认为：“Altera公司 和 Xilinx公司 处于工艺技术的最前沿，并与代工厂密切配合，以使设计更符合工艺要求。”他还指出，没有理由认为设计师与代工厂工艺师之间无法像在同一公司工作那样建立密切的联系。

　　据 Strauss 说，无论采用哪种方式，更小的特征尺寸都会迫使设计师更深入地理解工艺的能力。Feldhan 则认为：“这实际上是一个先有鸡还是先有蛋的问题。设计出你不能生产的器件毫无意义。”