半导体发展的四个时代

FPGA技术江湖

台积电的 Suk Lee 发表了题为“摩尔定律和半导体行业的第四个时代”的主题演讲。Suk Lee表示，任何试图从半导体行业传奇而动荡的历史中发掘出一些意义的事情都会引起我的注意。正如台积电所解释的那样，半导体行业第四个时代的主旨就是合作。让我们来仔细看看这个演讲的内容。

半导体的第一个时代——IDM

: V9 o# u4 z0 N0 A7 F* o$ y

       最初，晶体管是在贝尔实验室发明的，紧接着，德州仪器 (TI)做出了第一个集成电路。当仙童半导体开发出第一个单片式集成电路时，事情开始变得非常有趣了。看一看下面这张由计算机历史博物馆提供的照片，它展示了一些参与这一开创性工作的早期先驱（我们称其为八叛逆）。请注意，照片中的每个人都穿着夹克，打着领带，这可是当年半导体弄潮儿的标配。

推荐阅读：

• 仙童(Fairchild)让你感慨IC业的历史
• 集成电路史上最著名的10个人
  
  4 \, A% g( m* Q3 t2 f$ p2 z0 J

6 e- t' K& x; D  f

) L8 z/ a! @' A% F; p2 t
& H7 W2 ]- U) e2 x$ }6 E* p
8 [4 z' E' F4 U  _$ N9 v, s' _% I

/ x, L! {, H9 `* S$ c; h

: i0 F3 E& y6 w) g- r- v

       于是，第一个半导体时代诞生了——集成器件制造商时代，简称IDM。在这个时代，IDM包揽所有工作—芯片设计、基础设施、芯片的实现和制造工艺。我是在一家面向IDM 的基础设施领域、名为 RCA 的公司开始自己的职业生涯的。Suk 在演讲中指出，在 IDM 时代，集成和发明是相辅相成的。创造一些全新事物的机会，总是非常令人兴奋。定制芯片是 IDM 的主要领域。他们拥有完成这项工作所需的所有基础设施、技术和人员。因此，定制芯片这个工作仅限于 IDM 或有足够资金资助 IDM 进行大规模开发的公司。随着后来，当我们开始进入第二个半导体时代时，这一切都改变了。

; V- [- G# W; F' H

第二个半导体时代——ASIC

# U0 z7 z6 G$ D" b6 \5 Z2 l

       LSI Logic 和 VLSI Technology 等公司是这一历史阶段的先驱。现在，ASIC 供应商向所有人提供了设计基础设施、芯片实施和工艺技术。在这个阶段，半导体行业开始出现分化。有了设计限制，出现了一个更广泛的工程师社区，它们可以设计和构建定制芯片。技术开始变得民主化、大众化，世界从此变得不一样了。

$ l2 Y8 D0 x- K( I) x' J

半导体的第三个时代——代工

6 ?: U  \$ l  J6 K# E& o9 o" z' ?

       从本质上来看，第三个时代是第二个时代成熟的必然结果。集成电路设计和制造的所有步骤都开始变得相当具有挑战性。建立起一个生态系统，让每家公司都能够专注于他们的核心竞争力，这是管理复杂性的一个好方法。这就是第三个时代所发生的事情。芯片的设计和实施由无晶圆厂半导体公司负责，设计基础设施由 EDA 公司负责，工艺技术则交给代工厂来开发和交付。台积电是这一阶段的关键先驱。

: ^2 O2 Y$ U( d: I- V

半导体的第四个时代——开放式创新平台

& q$ P" J! @8 W# H0 l/ m$ h% D

       仔细观察，我们即将回到原点。随着半导体行业的不断成熟，工艺复杂性和设计复杂性开始呈爆炸式增长。工艺技术、EDA、IP 和设计方法之间深奥而微妙的相互作用对于与分解的供应链进行协调变得非常具有挑战性。台积电也是这个时代的先驱。

       仔细观察一下，我们又要回到原点了。随着半导体行业的不断成熟，工艺复杂性和设计复杂性开始呈爆炸式增长。工艺技术、EDA、IP 和设计方法之间深奥而微妙的相互作用对于与分解的供应链进行协调变得非常具有挑战性。台积电也是这个时代的先驱。

       台积电意识到分解生态系统的各个部分之间需要大量的协调和沟通。需要一种将各个部分更紧密地结合在一起以促进更好协作的方法。因此，台积电开发了开放式创新平台，或称OIP。他们很早就开始了这项工作，刚开始这项工作时， 65 nm 还是前沿工艺。今天，OIP已经成长为一个强大而充满活力的生态系统。

) p* V& S8 N8 V* d; `: k

       台积电提供的基础设施为改进协作和协调铺平了道路，在其成员之间创建了一个虚拟 IDM。对台积电的客户来说，开放式创新平台提供了整合模型和分解模型中最好的选择。它改变了半导体行业的轨迹，为台积电提供了实质性的竞争优势。

       这种模式可以带来很多好处。执行设计技术协同优化 (DTCO) 的能力非常有用。下图展示了台积电 OIP 的覆盖广度。先进的半导体技术需要一个生态村，一个大生态村。为了帮助您理解一些首字母缩略词，DCA 代表设计中心联盟，VCA 代表价值链聚合器。

/ z. x2 w. ~: r  J* [' \

7 C' Z# H0 x3 A* l! ^

台积电OIP

& Q+ W% p" i2 q% z4 F

       半导体一路走来，走到现在这个阶段，是非常具有挑战性和令人兴奋的。台积电引领了两个半导体时代，我们的生活也因此变得更好了。我期待着半导体增长的下一阶段以及它可能带我们走向何方。现在，请记住，半导体的第四个时代的主旨就是协作。