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前不久，廣東海芯集成電路有限公司研發(fā)生產(chǎn)基地項(xiàng)目舉辦開工儀式，計(jì)劃生產(chǎn)功率器件、MOSFET、IGBT、數(shù)?；旌稀⑽C(jī)電、單片機(jī)等產(chǎn)品，該項(xiàng)目建成后，預(yù)計(jì)將達(dá)到年產(chǎn) 8 英寸芯片 42 萬(wàn)片，12 英寸芯片 8 萬(wàn)片的生產(chǎn)能力。
海芯開工儀式上，芯恩創(chuàng)始人張汝京的身影引發(fā)了行業(yè)對(duì)于兩者之間的猜測(cè)。直到張汝京本人出面聲明，才使得猜測(cè)告一段落。“海芯集成電路項(xiàng)目系由原摩托羅拉中國(guó)區(qū)總經(jīng)理陳永正先生發(fā)起，彼此是舊識(shí)老友；由于陳永正剛從海外回來(lái)還在隔離，所以替他參加了奠基儀式?！?/p>
提到廣州半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，筆者在先前《廣州“芯”破局》一文中，描述了廣州集成電路產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與格局。其中，廣州粵芯半導(dǎo)體作為國(guó)內(nèi)首座以虛擬 IDM（VIDM）模式為運(yùn)營(yíng)策略的 12 英寸芯片制造公司曾名噪一時(shí)，公司聯(lián)合芯片設(shè)計(jì)、封裝測(cè)試、終端應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)基金等資源，為廣州鏈結(jié)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)跨出第一步。
那么海芯選擇的是怎樣的商業(yè)模式呢？陳永正在接受采訪時(shí)表示，海芯將以 CIDM 模式前行，降低研發(fā)成本，快速推向市場(chǎng)，這是 CIDM 模式抱團(tuán)取暖、互利共贏的第一步。公司也將成立一個(gè) Power IC 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，和 CIDM 合作伙伴們共同打造高端產(chǎn)品，進(jìn)行中國(guó)自有品牌的打造。
VIDM 名聲大噪之后，這個(gè) CIDM 又是什么情況？我們一起來(lái)研究一下。
什么是 CIDM 模式？
IDM（Integrated Device Manufacturer）模式相信大家都不陌生，IDM 是指集芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試到產(chǎn)品銷售等環(huán)節(jié)于一體，比較典型的廠商有英特爾、三星、德州儀器、意法半導(dǎo)體、華潤(rùn)微、士蘭微等。
因?yàn)樵O(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化，有助于充分發(fā)掘技術(shù)和市場(chǎng)潛力，早期多數(shù)集成電路企業(yè)采用 IDM 模式；但由于此模式下公司規(guī)模龐大，前期建設(shè)和后期管理等成本較高，資本回報(bào)率偏低，目前僅有少數(shù)企業(yè)能夠維持。
到上世界八十年代，由于 Fabless（無(wú)晶圓廠）的出現(xiàn)，以及臺(tái)積電純晶圓代工廠的建立，F(xiàn)abless 模式開始盛行。IDM 模式工藝開發(fā)不靈活，產(chǎn)品研發(fā)慢等問題逐漸暴露出來(lái)。
因而，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展與商業(yè)模式推動(dòng)下，合作共贏就是其中一個(gè)解決辦法，于是 CIDM（Commune IDM，共享 IDM）應(yīng)運(yùn)而生，多個(gè)設(shè)計(jì)公司一起加入共享產(chǎn)能。
圖源：芯恩官網(wǎng)
CIDM 模式，即創(chuàng)建共享共有式整合元件制造公司，整合芯片設(shè)計(jì)、芯片研發(fā)、芯片制造，芯片封裝測(cè)試，為終端客戶提供高品質(zhì)、高效率的產(chǎn)品。采用共建共享的模式，由 IC 設(shè)計(jì)公司、終端應(yīng)用企業(yè)與 IC 制造廠商共同參與項(xiàng)目投資，并通過(guò)成立合資公司的形式將多方整合在一起。
這些出資者就像共同體一樣合作，形成一個(gè)半導(dǎo)體的生產(chǎn)平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上所有參加者共同構(gòu)筑 win-win 關(guān)系。這一模式可使 IC 設(shè)計(jì)公司擁有芯片制造廠的專屬產(chǎn)能及技術(shù)支持，同時(shí) IC 制造廠得到市場(chǎng)保障，實(shí)現(xiàn)了資源共享、能力協(xié)同、資金及風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)。
CIDM 發(fā)展歷程
CIDM 最早是由海外公司所創(chuàng)，整套模式在新加坡、美國(guó)和我國(guó)中國(guó)臺(tái)灣等多地都有實(shí)踐。
其中，TECH 就是比較有名的 CIDM 公司，由德州儀器(TI)、新加坡政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展局(EDS)、佳能(Cannon)、惠普(Hewlett-Packard)四家公司共同投資而成，以生產(chǎn)存儲(chǔ)器為主，計(jì)劃在滿足自需 DRAM 的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)盈利。當(dāng)初 TECH 在通過(guò)自身設(shè)計(jì)過(guò)程后，根據(jù)設(shè)計(jì)的需求進(jìn)行制造，再通過(guò)封裝測(cè)試形成產(chǎn)品，最后將其推向銷售市場(chǎng)，成立后的第二年就已產(chǎn)生一定的盈利。后續(xù)由于參與企業(yè)種種原因，公司最后被美光收購(gòu)。
目前我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在產(chǎn)能和技術(shù)方面都正在快速發(fā)展，構(gòu)建 CIDM 公司不失為一條探索和實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體上下游整合的特色發(fā)展道路。
張汝京是國(guó)內(nèi) CIDM 模式的帶頭人，張汝京指出，在當(dāng)前階段，下游制造環(huán)節(jié)對(duì)上游設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的支持十分重要。然而，現(xiàn)在投資和維持一家晶圓制造廠的成本太高。因此，針對(duì)這一現(xiàn)狀和趨勢(shì)，張汝京希望以 CIDM 模式來(lái)帶動(dòng)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展，通過(guò)這種整合資源方式攻破一批關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品，進(jìn)一步解決國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈之間配套能力弱的難題。
CIDM 與 VIDM、Foundry 有什么區(qū)別？
CIDM 與 VIDM 不太一樣，CIDM 是由數(shù)家設(shè)計(jì)公司共同投資成立 Fab，實(shí)際擁有代工工廠，可以根據(jù)各設(shè)計(jì)公司的實(shí)際需求合理規(guī)劃產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，形成共享、共有式的 IDM 公司。而 VIDM 指的是一家設(shè)計(jì)公司將產(chǎn)品委托給代工廠加工生產(chǎn)，但是代工廠的產(chǎn)能專門用于滿足設(shè)計(jì)公司的需要，這部分的產(chǎn)能不能給其他公司使用。所以，CIDM 的優(yōu)點(diǎn)是大家共同擁有的，資源共享，分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，協(xié)同能力大增，有很多好處。
與代工廠相比，CIDM 模式的運(yùn)作要簡(jiǎn)單很多。CIDM 開始階段對(duì)工藝種類數(shù)目的要求并不高，研發(fā)力量比較集中。CIDM 中的產(chǎn)能分配可以通過(guò)其組成公司的內(nèi)部協(xié)商來(lái)決定，“進(jìn)可攻，退可守”。如果產(chǎn)能有需求，便增加產(chǎn)能;如果產(chǎn)能過(guò)剩，便可以向外部客戶提供服務(wù)，因此過(guò)剩的產(chǎn)能就派上用處了。
CIDM 的優(yōu)點(diǎn)與挑戰(zhàn)
優(yōu)點(diǎn)：
（1）高利潤(rùn)：CIDM 可以比先進(jìn)代工和 IDM 的利潤(rùn)更高。在不使用先進(jìn)工藝的情況下，CIDM 快速高效的設(shè)計(jì)能力能夠降低成本，進(jìn)而使得開發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品利潤(rùn)較高；
（2）減少惡性競(jìng)爭(zhēng)：CIDM 能將許多相同領(lǐng)域的設(shè)計(jì)公司結(jié)合在一起，減少彼此之間的惡性競(jìng)爭(zhēng)，使得產(chǎn)品能夠快速走向市場(chǎng)；
（3）提供更高效和快速的平臺(tái)：CIDM 提供的平臺(tái)能夠讓電路設(shè)計(jì)更迅速，讓產(chǎn)品利用工廠數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，使得產(chǎn)品調(diào)試、迭代更快；
（4）適合未來(lái)芯片發(fā)展：由于 AI 和 IoT 芯片更新?lián)Q代快，且少量多餐、應(yīng)用碎片化，因此，芯片導(dǎo)入市場(chǎng)的速度成為關(guān)鍵因素。
CIDM 模式在國(guó)內(nèi)推行有哪些困難？
·需要多種技術(shù)方案，給設(shè)計(jì)和代工企業(yè)帶來(lái)挑戰(zhàn)
在中國(guó) CIDM 需要代工廠和集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)共同構(gòu)建，將設(shè)計(jì)與制造融為一體，聯(lián)合互動(dòng)發(fā)展。這些特征將對(duì)設(shè)計(jì)和制造雙方帶來(lái)一些挑戰(zhàn)：對(duì)于制造業(yè)，代工廠需要為客戶提供量身定制的工藝流程，尤其在客戶種類不單一的 CIDM 模式中，代工廠需要提供多元化、低成本的完整服務(wù)能力。即一個(gè) CIDM 可能服務(wù)于 5 個(gè)或者 10 個(gè)客戶，因此需要 Fab 廠給多家公司提供技術(shù)，這個(gè)挑戰(zhàn)性要比 IDM 模式只給單一客戶提供服務(wù)大一些；
對(duì)于設(shè)計(jì)業(yè)，F(xiàn)ab 廠需要將設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)貫穿于制造以及封測(cè)過(guò)程中，并且需要保證設(shè)計(jì)同技術(shù)發(fā)展的步調(diào)一致性。
·歸屬權(quán)問題下的協(xié)同與競(jìng)爭(zhēng)
此外，這 5 到 10 家客戶的協(xié)調(diào)也是一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)?CIDM 模式下產(chǎn)能的歸屬權(quán)和優(yōu)先級(jí)頗具爭(zhēng)議。CIDM 是由多家公司共同組合而成，如果采用優(yōu)先滿足 CIDM 內(nèi)部公司的使用需求，這從另一方面也局限了 CIDM 的發(fā)展，限制了其難以服務(wù)于廣大的設(shè)計(jì)廠商。
因此，如何平衡好 CIDM 投資方與第三方設(shè)計(jì)企業(yè)的產(chǎn)能優(yōu)先級(jí)問題，也是一個(gè)不容忽略的因素。以及 CIDM 內(nèi)部眾多 fabless 之間最好不要有競(jìng)爭(zhēng)，客戶面對(duì)的市場(chǎng)要有差異性，協(xié)同作業(yè)十分重要。
海芯之外，本土還有哪些 CIDM 企業(yè)？
·青島芯恩
中國(guó)的 CIDM 第一號(hào)企業(yè)當(dāng)芯恩莫屬。
芯恩成立于 2018 年，據(jù)官網(wǎng)公開資料顯示，芯恩為中國(guó)首個(gè)協(xié)同式集成電路制造(CIDM)項(xiàng)目，總投資約 150 億元，其中一期總投資約 78 億元，建成后可以實(shí)現(xiàn) 8 英寸芯片、12 英寸芯片、光掩膜版等集成電路產(chǎn)品的量產(chǎn)。產(chǎn)品覆蓋 MEMS/MOSFET/IGBT、RF/Wireless IC、電源管理 IC，MCU，嵌入式邏輯 IC，以及模擬 IC。同時(shí)，吸引海內(nèi)外知名芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)等企業(yè)落戶，打造集成電路上下游全產(chǎn)業(yè)鏈。
芯恩完工構(gòu)想圖
由于國(guó)內(nèi)的部分特殊芯片，無(wú)法單獨(dú)由設(shè)計(jì)公司完成，而長(zhǎng)期遭國(guó)際廠商壟斷所導(dǎo)致的缺芯，以及利基型芯片缺乏等問題，都是因?yàn)闆]有 IDM 公司研發(fā)生產(chǎn)制造所致。
芯恩的 CIDM 模式就是為了解決 fabless 的訂單安全問題，芯恩公司是一家以 CIDM 共享、共有式整合元件制造公司，聯(lián)合多家 fabless，在某些特定產(chǎn)品，或者工藝領(lǐng)域中可以提供優(yōu)質(zhì)的 PDK(工藝套件)資源。CIDM 就是為針對(duì)上述問題所提出的解決方案。
正如芯恩的專家季明華強(qiáng)調(diào)，芯恩采用的是歐洲 IDM 大廠的 PDK，不會(huì)與晶圓代工廠競(jìng)爭(zhēng)。因?yàn)楦鱾€(gè)代工廠的 PDK 都是不一樣的，在當(dāng)今的商業(yè)模式下，由于資源是孤立的，所以會(huì)存在較多的壁壘， CIDM 的目標(biāo)就是要逐步打破這些壁壘，實(shí)現(xiàn)資源共享最大化，這樣也可以加速研發(fā)進(jìn)度，提高效率。
目前，青島芯恩正處于設(shè)備安裝階段，預(yù)計(jì)今年 6 月底前開始試投產(chǎn)。
·武漢弘芯
武漢弘芯成立于 2017 年 11 月，鎖定 14 納米、7 納米及以下先進(jìn)邏輯工藝晶圓制造服務(wù)，旨在成為全球第二大 CIDM 晶圓廠。
據(jù)公開信息披露，武漢弘芯項(xiàng)目總投資額約 200 億美元。主要投資為 14 納米和 7 納米項(xiàng)目：
14 納米自主技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目：2019 年 3 月已啟動(dòng)技術(shù)研發(fā)計(jì)劃，擬在 2020 年下半年開始首次測(cè)試片流片及首次 SRAM 母盤功能測(cè)試工作；
7 納米自主技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目：2020 年開始進(jìn)行 7 納米的自主技術(shù)研發(fā)，目標(biāo)在 2021 年第三季開始首次測(cè)試片流片及首次 SRAM 母盤功能測(cè)試。
不過(guò)，2019 年 11 月，由于工程問題導(dǎo)致武漢弘芯土地被封，突如其來(lái)的變故可能會(huì)影響其上述項(xiàng)目進(jìn)展。后續(xù)，武漢弘芯提交了舉證材料，并依法啟動(dòng)解封土地程序。去年 12 月，武漢弘芯還舉行了首臺(tái)高端光刻機(jī)設(shè)備進(jìn)廠儀式，該光刻機(jī)制造商為 ASML，具體型號(hào)未知。
然而，就 CIDM 問題，接任武漢弘芯 CEO 的蔣尚義在后來(lái)的采訪中表示，“武漢弘芯絕對(duì)不會(huì)是 CIDM 模式，這會(huì)是一個(gè)全新的模式，不會(huì)與臺(tái)積電有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，而且也沒有人做過(guò)，即使國(guó)外公司也沒有人做過(guò)，我認(rèn)為這全新的模式值得一試，所以才會(huì)加入武漢弘芯。”
此外，武漢弘芯原計(jì)劃持續(xù)研發(fā)世界先進(jìn)制程工藝，但根據(jù)蔣尚義的說(shuō)法，將來(lái)可能不會(huì)朝 10 納米或 7 納米工藝以下發(fā)展。
其中緣由，除了在臺(tái)積電任職近 20 年之久的蔣尚義不愿意跟老東家競(jìng)爭(zhēng)之外，其他原因還不得而知。
CIDM 成了武漢弘芯未遂的志向。
結(jié)語(yǔ)
至于 CIDM 模式，未必就特別重要，因?yàn)槭挛锟傆兴膬芍匦?，好壞參半?/p>
任何一種商業(yè)模式都要根據(jù)當(dāng)前發(fā)展階段和現(xiàn)狀來(lái)進(jìn)行評(píng)估和選擇，適合的就是最好的。
對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展要有正確的估計(jì)，各方面都存在不少問題，有些問題也不是短期內(nèi)就能解決的，然而事物總是要循序漸進(jìn)，國(guó)家實(shí)力在不斷增強(qiáng)，結(jié)合中國(guó)巨大的應(yīng)用市場(chǎng)，相信只要在選定的模式上堅(jiān)持下去，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)中的 IDM 模式也會(huì)達(dá)到新的高度。
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