台积电：半导体的四个时代

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第32届超大规模集成电路设计/CAD研讨会最近在线上召开。今年活动的主题是“IC驱动智能生活创新”。在模拟和射频、EDA和测试、数字和系统以及新兴技术方面有许多出色的演讲。台积电设计技术平台副总裁的Suk Lee发表了题为“摩尔定律与半导体的第四时代”的主题演讲。任何试图从半导体行业的传奇和动荡的历史中找到意义的东西都会引起我的注意。正如台积电所解释的，半导体的第四个时代是合作的时代。让我们来看看半导体行业的历史。

半导体的第一个时代——IDM

首先，晶体管是在贝尔实验室发明的，随后是德州仪器 (TI) 的第一个集成电路。当仙童半导体开发出第一个单片集成电路时，事情变得非常有趣。下面的照片由计算机历史博物馆提供，展示了参与这项工作的一些早期先驱。你会认出他们的名字。

图：仙童先驱 

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。这些都是做这一切的单体公司——芯片设计、设计基础设施、芯片实施和工艺技术。我的职业生涯始于名为 RCA 的 IDM 的设计基础设施领域。Suk 指出，集成和发明在 IDM 中是相辅相成的。创造全新事物的机会非常令人兴奋。定制芯片是 IDM 的领域，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，定制芯片仅限于IDM或有足够资金为 IDM 大规模开发提供资金的公司。当我们进入第二个半导体时代时，这一切都改变了。

半导体的第二个时代- ASIC

像LSI Logic和VLSI Technology这样的公司是这一阶段的先驱。现在，设计基础设施、芯片实现和工艺技术都由ASIC供应商提供。在此期间，半导体行业开始解体。有了设计限制，更广泛的工程师群体就可以设计和制造定制芯片。技术变得大众化，世界从此改变。

半导体的第三个时代——代工

第三个时代实质上是第二个时代的成熟。集成电路设计和制造的所有步骤都非常具有挑战性。构建一个生态系统，让每个公司都专注于自己的核心能力，是管理复杂性的一个很好的方法。这就是第三时代发生的事情。芯片设计和实现由无晶圆厂半导体公司负责，设计基础设施由EDA公司负责，工艺技术由晶圆厂负责开发和交付。台积电是这一阶段的关键先驱。

第四半导体时代——开放式创新平台

仔细看，我们又回到原点了。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激增。在过程技术、EDA、IP和设计方法之间深奥而微妙的相互作用，使其与分解的供应链进行协调变得相当具有挑战性。台积电也是这个时代的先驱。

该公司意识到，分解的生态系统的各个部分之间需要大量的协调和沟通。需要有一种方法使各个部分更紧密地结合在一起，以促进更好的合作。因此，台积电开发了开放创新平台®(OIP)。他们很早就开始了这项工作，当时65纳米制程还是前沿技术。今天，OIP是一个强大而充满活力的生态系统。

台积电提供的基础设施为改善协作和协调铺平了道路，在其成员之间创建了一个虚拟的IDM。这为台积电的客户提供了单片和分片两种最好的机型。它改变了半导体行业的发展轨迹，为台积电提供了实质性的竞争优势。

这种模式有很多好处。执行设计技术协同优化(DTCO)的能力是非常有用的。下图展示了台积电OIP的广度。先进的半导体技术需要一个生态圈，一个大生态圈。DCA代表设计中心联盟，VCA代表价值链聚合者。

图：台积电OIP®

我们现在已经到了半导体历史课的结尾。达到这一点是非常具有挑战性和令人兴奋的。Suk Lee 在解释历史方面做得很好。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就是协作。

文章来源：SemiWiki

IEEE Spectrum

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