中国模拟厂商，别再死磕IDM

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文｜半导体产业纵横

最近，美国半导体工业协会（SIA）发布的数据显示，2022年全球芯片销售中，模拟芯片销售额同比增长了7.5%，达到890亿美元，是所有芯片种类中销售额增幅最大的品类。模拟芯片在一波又一波风潮中，持续保持增长。

在历史上的半导体周期中，模拟芯片由于其型号丰富、使用广泛，一次又一次扛住了行业寒潮。在生产模式中，模拟芯片与数字芯片有很大不同，IDM是目前模拟芯片厂商比较倾向的模式，以德州仪器和亚德诺为代表的全球前十的模拟厂商均采用IDM模式。

由于模拟芯片和数字芯片对于晶圆制造的要求不尽相同，模拟芯片的制造更加在意芯片产品性能指标。IDM模式中，模拟厂商可以针对产品需求来调试自身的工艺，让设计和工艺的结合度更紧密。此外，IDM公司还可以同步开展产品设计和工艺研发工作，研发设计部门和制造部门快速沟通，缩短开发时间。

曾有业内人士表示：“一般来说，数字芯片的成功有70%在于设计，30%则在于工艺平台的助力。而对于模拟芯片而言，工艺平台的贡献度远高于30%。”这凸显了工艺平台对于模拟芯片的重要性。正是这些因素，IDM模式盛行于国际模拟芯片厂商之中。

不过，IDM模式的门槛较高，全流程的芯片设计、制造对于国内企业来说仍旧是一笔巨大的支出，因此，国内甚少有IDM模式的企业，更遑论IDM模式的模拟芯片企业。随着IDM、Foundry、Fabless三大模式的发展，现在也有不少人开始探索新的芯片制造模式。

虚拟IDM

虚拟IDM（Virtual IDM）是目前模拟厂商探索的一种新方式。这种模式中，相关的企业不仅专注于集成电路设计环节，亦拥有自己的工艺平台。能够要求晶圆厂商配合其导入特有的制造工艺和专有设备，但产线本身不属于设计厂商。

这种方式有三大优势。第一，相较于IDM模式，虚拟IDM降低了集成电路设计企业的初始进入成本，因无需自身组织晶圆制造等生产加工环节，企业固定资产投入较少，可专注于集成电路设计与销售环节，自身运行更加轻便灵活。

第二，相较Fabless厂商，虚拟IDM公司能够持续提升工艺平台的性能，使工艺制造水平与芯片开发需求相匹配，以实现芯片最优性能、更高可靠性与效率，更能够打入通讯电子、汽车电子等新兴应用领域。

第三，能够更好地进行设计工艺协同优化，加快产品迭代，增强市场竞争能力。一般芯片设计公司基于晶圆厂通用的公共工艺平台进行产品设计，因晶圆厂工艺平台迭代周期相对滞后，平台相关指标、参数及性能相比于国际先进设计厂商的自有工艺平台存在一定差异，导致产出产品在性能、可靠性和效率等方面存在一定竞争劣势。虚拟IDM公司凭借自研工艺平台，能够进一步加快更新迭代芯片产品，持续在市场上保持产品的先进性。

但是，虚拟IDM同样有其发展壁垒，一方面，晶圆厂需要相信芯片设计公司有能力调整虚拟IDM的工艺，并且需要保证所调的工艺是市场主流工艺，能够贡献足够的收入。另一方面，调整工艺难度大、周期长，这对于参与其中的芯片设计公司提出更高的要求。

虚拟IDM并非今年提出，早在2017年时，TrendForce旗下拓墣产业研究所就表示，预计2017年中国大陆半导体产业在制造、设计、封测三大领域以“虚拟IDM”式进行整合的态势将更为明显。

国内方面，目前已经上市并且自称采用虚拟IDM的模拟厂商仅有杰华特一家。杰华特在模式上采用虚拟IDM模式，与主要合作晶圆厂均合作开发了国际先进的自有BCD工艺平台。

此外，尚未上市的广州粤芯半导体同样实行虚拟IDM(Virtual IDM)为营运策略，为用户提供微处理器、电源管理芯片、模拟芯片、功率分立器件等产品，满足物联网、汽车电子、人工智能、5G等创新应用的模拟芯片需求。最近，粤芯半导体已经宣布完成B轮战略融资。

共享IDM模式

除去虚拟IDM模式，共享IDM（CIDM）模式也被曾提及。

CIDM最早是由海外公司所创，整套模式在新加坡、美国和我国台湾等多地都有实践，TECH就是比较有名的CIDM公司，它由德州仪器(TI)、新加坡政府经济发展局(EDS)、佳能(Cannon)、惠普(Hewlett-Packard)四家公司共同投资而成，以生产存储器为主，计划在满足自需DRAM的基础之上实现盈利。

张汝京曾介绍：“CIDM与虚拟IDM不太一样，CIDM是由数家设计公司共同投资成立Fab，实际拥有代工工厂，可以根据各设计公司的实际需求合理规划产能结构。这就是共享、共有式的IDM公司。而虚拟IDM指的是一家设计公司将产品委托给代工厂加工生产，但是代工厂的产能专门用于满足设计公司的需要，这部分的产能不能给其他公司使用。所以，CIDM的优点是大家共同拥有的，资源共享了，风险分担了，协同能力大增，有很多好处。”

国内第一家CIDM企业是芯恩（青岛）集成电路有限公司，由10多家单个企业进行联合出资半导体企业。2019年12月，芯恩6栋主楼封顶，8英寸厂设备开始搬入。2021年8月，芯恩于青岛举办誓师大会。会上正式宣布8英寸厂投片成功，投片产品为功率器件，良率达90%以上，光罩厂也于同期完成了产品交付。

芯恩研发副总季明华表示，芯恩采用的是欧洲IDM大厂的PDK(工艺套件)，它不会与晶圆代工厂竞争。

季明华强调：“各个代工厂的PDK都是不一样的，在当今的商业模式下，由于资源是孤立的，所以会存在较多的壁垒，整个产业系统的运行效率也不高。CIDM的目标就是要逐步打破这些壁垒，实现资源共享最大化。而理想的状态是，Fab之间，包括代工厂之间都可以共享自己的PDK，这样就可以加速研发进度，提高效率。”

Fablite之辩

虚拟IDM、共享IDM，都是半导体行业面对晶圆制造问题尝试的新方式，但有另一种“旧”模式目前已经被众多模拟企业采用——Fablite。

Fablite同样由IDM演变而来，是企业为减少投资风险，“资产轻量”的一种策略。即IDM企业将部分制造业务转由协力厂商代工（如Qorvo、Skyworks等等），自身则保留一部份制造业务。

在一次采访中，谈到IDM模式时，台积电创始人张忠谋表示：“我不同意欧洲有几家大型的IDM公司，大型这两个字我不太同意，全世界现在没有一个真正的IDM，IDM已经都变成Fablite。”

实际上，10年前，Fablite模式已经被提出。欧洲的模拟芯片企业先知先觉，如恩智浦、当初的飞思卡尔、ST和英飞凌等较早的执行Fablite策略。比如，2015年恩智浦收购飞思卡尔后，就鲜少再发起其他大的收购，反而更多的是不断的剥离一些业务；瑞能半导体，恩智浦也在一开始参与了出资建设，后来全部退出。谱隆（合肥）有限公司也是收购恩智浦射频事业部而成立的；2019年8月16日，汇顶科技收购恩智浦旗下语音及音频应用解决方案业务(VAS)。

模拟芯片巨头德州仪器同样也选择性地采用Fablite模式，在32nm制程及以下，采用外协合作，自己不再投资建晶圆厂。硅片尺寸在6英寸和12英寸上，德州仪器则积极地进行扩产。在2017年时，德州仪器将65nm芯片委外联华电子生产，中芯国际为德州仪器生产130nm芯片，但是，晶圆最后的金属镀层还在德州仪器自己的工厂进行。

日本的模拟芯片企业，如东芝、瑞萨、索尼和富士通等都陆续的加入了Fablite的阵营。瑞萨高管Sailesh Chittipeddi表示，虽然公司依然坚持芯片自主制造计划，但先进工艺节点会选择外包给台积电等代工厂。他说：“从长远来看，更先进的节点我们将不得不依赖第三方，对于任何比成熟工艺的40纳米更高级的芯片，我们都必须依赖代工合作伙伴。”

目前国内也有不少模拟厂商在探索Fab-Lite经营模式，如卓胜微开始自建滤波器产、思瑞浦开始自建测试中心、圣邦微电子也对外成立了全资子公司来建立测试项目。

不过，无论是模拟大厂从IDM向Fablite模式的精简（精简晶圆厂并不等同于无晶圆厂），还是模拟设计企业探索虚拟IDM、共享IDM，都说明了模拟芯片中制造对于芯片的重要性。IDM、Foundry、Fabless三大模式已经由来已久，在未来是否能够有更加灵活、更加适合不同企业自身制造的分配方式，都需要模拟厂商不断尝试、不断创新。