IC封測業(yè)是中國國內(nèi)整個半導體產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最早的,隨著國家大基金一、二期的陸續(xù)投入,中國半導體產(chǎn)業(yè)正在飛速發(fā)展,封測板塊的價值將得到更大提升,一些本土廠商規(guī)模已不輸國際大廠。此外,基于近年來大量涌現(xiàn)的Fabless公司,國內(nèi)專注于服務這些公司的平臺也逐漸成熟,包含了從人才培養(yǎng)、芯片設計,直到流片封裝測試等專業(yè)服務,讓芯片公司專注自己的設計...
早期的芯片產(chǎn)業(yè)具有暴利、成本不敏感等特點,IDM模式無疑是當時行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)階段,并起到了積極的作用。然而進入到八十年代中后期,更多的芯片公司參與競爭后,IDM模式的弊端凸現(xiàn),專業(yè)晶圓代工廠、封裝測試廠和Fabless開始分化,并為更多半導體公司所接受。
IC封測業(yè)是中國國內(nèi)整個半導體產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最早的,隨著國家大基金一、二期的陸續(xù)投入,中國半導體產(chǎn)業(yè)正在飛速發(fā)展,封測板塊的價值將得到更大提升,一些本土廠商規(guī)模已不輸國際大廠。從2009-2019年十年間的前十大封測廠商排名變化,可以發(fā)現(xiàn)全球封測產(chǎn)業(yè)在近年來垂直、水平整合的速度正在加劇,而大陸廠商已占三成,足以證明大陸封測業(yè)這些年來的飛速發(fā)展。我們常說的封測,包括封裝和測試兩個環(huán)節(jié)。封裝是保護芯片免受物理、化學等環(huán)境因素造成的損傷,增強芯片的散熱性能,實現(xiàn)電氣連接,確保電路正常工作;測試主要是針對芯片產(chǎn)品的功能、性能等指標的量測,將功能、性能不符合要求的產(chǎn)品篩選出來。在半導體產(chǎn)業(yè)的各種統(tǒng)計中,傳統(tǒng)上封測不分家,但在2019年的本土封測企業(yè)排名中,專注測試的利揚芯片測試進入了前10,也釋放了未來封測可能進一步細分的信號。
在2020 ICCAD會議期間,《電子工程專輯》、《國際電子商情》和《電子技術(shù)設計》記者采訪了利揚芯片的CEO張亦鋒,以及摩爾精英(MooreElite)董事長兼 CEO張競揚,南京集成電路產(chǎn)業(yè)服務中心(ICisC)副總經(jīng)理,南京集成電路大學校長助理呂會軍。如何更專業(yè)地服務好IC設計公司,可以從他們那里得到答案。
摩爾精英(MooreElite)董事長兼 CEO張競揚
成立于五年前的摩爾精英,定位是“一站式芯片設計和供應鏈平臺”,主要是為了中小芯片公司提供全流程配套服務。當前中國2200多家芯片公司中,87%公司不到100人,不到1億人民幣營收,這些公司想構(gòu)建完整團隊自己做完芯片的設計、制造、封裝、測試是有困難的。張競揚表示,“摩爾精英平臺可以服務于這些芯片公司,以客戶需求為中心,用解決方案整合供應商資源,為客戶提供省心的一站式解決方案,讓芯片公司專注自己的設計。”
據(jù)介紹,今年摩爾精英主要的有三大動作。
第一,收購海外ATE測試設備項目,十多位資深國際專家也隨之加入。ATE測試設備目前是國內(nèi)短板,通過這項收購摩爾精英成為了國內(nèi)領(lǐng)先的ATE測試設備廠商之一,基于自主設備的芯片測試服務能夠帶來更靈活的產(chǎn)能和更低的單位測試成本。張競揚透露,根據(jù)某國內(nèi)前三的芯片公司客戶1000多萬顆產(chǎn)品實測數(shù)據(jù),芯片單位測試成本可下降50%。
第二,自建封裝工程中心。摩爾精英從2018年開始自建快速封裝基地, 首期快封工程中心自2019年開業(yè)后就一直滿產(chǎn)。2021年將會陸續(xù)開展二期、三期的建設,主要幫助中小公司提供芯片的封裝打樣、小批量量產(chǎn)和系統(tǒng)級封裝(SiP)服務。“今年包括封裝測試在內(nèi)的芯片產(chǎn)能都很緊張,中小客戶很難爭取到產(chǎn)能,摩爾精英封裝工程中心明年有1億顆左右的SiP量產(chǎn)和測試產(chǎn)能,能幫助這些中小企業(yè)走過產(chǎn)品驗證的階段。” 張競揚說到。
第三,與各公有云廠商合作芯片設計上云,構(gòu)建數(shù)字化EDA生態(tài)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的芯片設計模式,是由企業(yè)自己采購設備,配備專門的CAD團隊,進行環(huán)境部署和維護,但中小型或者初創(chuàng)芯片設計企業(yè),難以承受高額的設備采購支出和CAD團隊構(gòu)建及維護的成本,也缺乏靈活性和適配性。摩爾精英與云服務商一起,共同構(gòu)建數(shù)字化的EDA生態(tài)系統(tǒng),加速客戶數(shù)字化轉(zhuǎn)型,助力眾多中小芯片設計企業(yè)獲取更多資源,提升設計效率。
摩爾精英成立之初從人才服務切入,經(jīng)過不斷業(yè)務升級和整合并購,形成一站式芯片設計和供應鏈平臺商業(yè)模式,為客戶提供芯片設計和流片封裝測試的服務。封裝測試廠的產(chǎn)能波動往往比較大,特別是對一些小批量工程的支持比較弱,據(jù)張競揚稱,摩爾精英的首期快封中心開業(yè)以后7×24小時連續(xù)運轉(zhuǎn),工程師換班輪崗,特別是疫情期間,“原來是想做一兩千顆就停,但是客戶持續(xù)追單,所以今年我們就開始擴大產(chǎn)能。”
據(jù)介紹,二期、三期封裝基地建好以后,會跟物聯(lián)網(wǎng)應用緊密結(jié)合,以SiP封裝為主。很多物聯(lián)網(wǎng)垂直應用市場就是一兩百萬的量,以前用分離的芯片做很容易被抄襲,但是訂單量又不足以吸引封裝大廠接單(一般要求千萬顆以上)。“所以我們接到了大量需求,現(xiàn)在最復雜的一顆芯片封裝中有200多個元器件。” 張競揚說到。
至于測試設備的收購,張競揚表示有點機緣巧合。最早摩爾精英與基于該系列設備做測試開發(fā)和量產(chǎn)服務,經(jīng)過快一年的談判收購成功,給客戶提供了測試服務的新選擇。“這樣客戶做產(chǎn)品切換會更加方便,因為它不需要考慮學習成本、使用成本,無縫銜接產(chǎn)品的開發(fā)方案和后續(xù)量產(chǎn)測試。”摩爾精英希望通過引進設備,在封裝測試領(lǐng)域給初創(chuàng)芯片公司提供差異化服務。
對于今年整個行業(yè)的缺貨現(xiàn)象,以及疫情和中美關(guān)系造成的供應鏈重組,張競揚認為現(xiàn)在缺貨和大家瘋狂搶產(chǎn)能里確實有泡沫,主要有三個原因:
- 海外疫情原因?qū)е麻_工不足,所以很多產(chǎn)能不能全部釋放,所以封裝測試大部分轉(zhuǎn)移到了大陸;
- 華為的波動給市場造成了一定過分樂觀的情緒,2億部手機市場的空間空出來,三星、小米、OPPO、vivo都覺得自己能拿下來一半,拼命下單,“有傳一些上游廠商接到的訂單,明年甚至是今年的4倍,這是不正常的,這個產(chǎn)業(yè)鏈的泡沫注定要被擠掉。”;
- 最后是物聯(lián)網(wǎng)開始成熟,越來越多的小物聯(lián)網(wǎng)器件開始在我們身邊出現(xiàn),比如床頭柜里面加上無線充電器,咖啡桌、杯子里也有芯片的出現(xiàn)。這次疫情也讓大家升級了一遍家里面的攝像頭、電話會議設備,這些都帶來了更多的半導體需求。
未來的十年,聯(lián)網(wǎng)的設備數(shù)量會增長20倍,新增高達7萬億美金的市場。這些智能聯(lián)網(wǎng)設備的背后是大量的芯片機會。今天全球的芯片產(chǎn)值4500億美金,只占全球GDP的不到0.6%;隨著物聯(lián)網(wǎng)設備在全球的鋪開,這個比例會大幅提升,這是屬于所有半導體人的機會。
中國的芯片公司就更幸運了,近水樓臺先得月,物聯(lián)網(wǎng)一定只有在中國先發(fā)生了,才可能在世界各地發(fā)生,為什么這么說?因為中國是最大的制造業(yè)集群,最大的消費市場,有最強烈的智能升級需求,同時我們又有最高密度的城市,最好的基礎(chǔ)設施,最快的經(jīng)濟發(fā)展速度,最完善的5G網(wǎng)絡,最關(guān)鍵的是,我們還有全球接近一半的應屆畢業(yè)生,豐富的工程師資源。有了這些基礎(chǔ),物聯(lián)網(wǎng)的應用和普及才有機會,通過中國市場驗證和完善的的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品會隨著一帶一路和中國制造走向世界。
半導體產(chǎn)業(yè)鏈的供應商,不管是晶圓代工,封裝測試還是EDA/IP廠商,營收體量普遍在10億人民幣以上,比90%的芯片公司都大1-2個數(shù)量級,供應商高度集中而客戶高度分散;而中國前13%的芯片公司就覆蓋了80%的銷售額,供應商理性的選擇就是按照“二八定律”,把資源專注在這前13%的公司身上,所以有很多中小公司得不到合理的價格、及時的技術(shù)支持和公平競爭的機會,創(chuàng)業(yè)團隊沒有能夠發(fā)揮出來自己的優(yōu)勢,反而被供應鏈和運營的短板拖累,功虧一簣。
對于中小芯片公司來說,一顆芯片的產(chǎn)品化過程中,產(chǎn)業(yè)鏈的Offering和自己的需求之間有一道難以跨越的鴻溝,因為規(guī)模的問題,經(jīng)驗的問題,很難用好這些頂級的供應商,太多精力浪費在試錯和踩坑。但是小公司面對碎片化市場有優(yōu)勢,他們很敏銳,可以比大公司早很多年,提前一個數(shù)量級的時候就進入市場,積累優(yōu)勢,整合資源,當市場達到一定體量,大公司想要進入的時候,會遇到小公司的精準狙擊。張競揚認為,未來10年這些中小芯片公司里會誕生很多物聯(lián)網(wǎng)細分領(lǐng)域龍頭,大公司要么放棄這些細分市場,要么收購細分龍頭公司完成市場覆蓋。
在半導體行業(yè)專業(yè)分工模式接受度上,國內(nèi)很多回來創(chuàng)業(yè)的海歸更容易接受IDM模式,因為歐美廠商最初都是IDM模式盛行,而有中國臺灣廠商從業(yè)經(jīng)驗的更容易接受專業(yè)分工的模式。因為專業(yè)分工,在臺灣地區(qū)造就了臺積電這樣的晶圓代工龍頭,日月光這樣的封裝龍頭,以及京元電子這樣的專業(yè)測試老大。雖然利揚芯片目前是國內(nèi)獨立第三方芯片測試上市第一股,但是在全球來看占比仍然非常小,目前國內(nèi)2218家IC設計公司,全年營收產(chǎn)值大約3819億元,國產(chǎn)芯片對應的測試需求就有300億人民幣,張亦鋒認為國內(nèi)市場還有很大提升空間。
以前的消費類電子或者玩具類產(chǎn)品為主要應用的芯片,對品質(zhì)要求不高,對專業(yè)的測試服務的依賴程度也不高,但隨著越來越多復雜、高端的芯片出現(xiàn),專業(yè)測試服務的成本占比也會越來越高,張亦鋒認為未來可能會達到6-8%。目前半導體產(chǎn)業(yè)鏈中的測試分布很散,晶圓代工廠測一部分,封裝廠測一部分,甚至有一些設計公司自己也會做一部分測試,或是外包給中國臺灣、東南亞的專業(yè)測試工廠。
上市前期,利揚芯片曾接受上交所問詢,傳統(tǒng)的封測一體公司營收是你們的100倍,隨隨便便就把測試做了,你們怎么跟人家比?但張亦鋒認為,第三方測試服務是一個更專業(yè)的分工,與封裝廠提供的測試服務不一樣,專業(yè)的人做專業(yè)的事,對產(chǎn)業(yè)發(fā)展會更加有利。以近期國務院出臺的8號文來說,第一次把“封測”分成了“封裝”和“測試”,原來是從設計到封裝到測試都屬于制造業(yè),現(xiàn)在晶圓制造和封裝屬于制造業(yè),而芯片測試則劃分為了高端技術(shù)服務類。“所以跟傳統(tǒng)的封測一體公司比,他們更專注于封裝的物理加工過程,會更多的投入先進封裝技術(shù)的研發(fā),而測試更專注于芯片的電性能的量測,與封裝是完全不同的兩個領(lǐng)域。”
尤其是在芯片設計復雜度不斷提升的今天,針對新型芯片需要有一些新的測試方法。張亦鋒舉了兩個例子,國內(nèi)某指紋識別芯片龍頭前期做芯片成品的FT測試時,按傳統(tǒng)的測試方法是用Handler機械手抓過來放在測試機上面測試,但當時的產(chǎn)品是帶條狀的,國內(nèi)找不到合適的Handler產(chǎn)能對應其需求,于是利揚芯片不惜成本,用30幾臺Prober探針臺設備測晶圓的方式,在晶圓上挖一個孔露出條帶芯片來測試。正是因為這樣不惜成本的把產(chǎn)品測出來,才幫助客戶在第一時間投放市場,并占據(jù)了該高端市場的領(lǐng)先地位。
另一個例子是一款三星8納米工藝的礦機用芯片,芯片是數(shù)字為主,設計雖然不難,但在測試篩選上卻有很大講究,需要300顆芯片串聯(lián)并聯(lián)一起工作,從而實現(xiàn)最高算力。“這里面涉及到木桶效應,如果某一個芯片差一點,可能整體性能就差了一大截。” 張亦鋒解釋道,“通過我們定制專用設備,創(chuàng)造性的測試解決方案,把性能指標完全一致的都篩選出來,這樣性能最佳的礦機成品賣2萬塊錢,只有一半性能的一批組裝起來可能賣5000元,但是如果所有芯片都混在一起就只能賣7000,甚至賣不掉。如何幫客戶把一些本來都應該報廢的芯片撿回來,變廢為寶,是最能體現(xiàn)測試增值服務的地方。”
在測試領(lǐng)域,利揚芯片成立十年來專注于測試方案的研發(fā)投入,累計獲得100多項專利。但國內(nèi)某大型封測廠在國家知識產(chǎn)權(quán)局申請了1500多項專利,其中只有4項是與測試相關(guān)的,且全部都是實用新型專利。 “半導體行業(yè)里面最成功的商業(yè)模式就是專業(yè)分工,產(chǎn)業(yè)的規(guī)模決定了分工的深度。原來因為測試產(chǎn)業(yè)發(fā)展不均衡,占比也小,不得已由產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同承擔,順帶著做了。但是隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的加大,未來這個專業(yè)分工也會分得更細一些。”張亦鋒說到。
當前,利揚芯片著眼于服務國內(nèi)的一些新興IC設計公司,更多的專注于數(shù)字類和大數(shù)小模芯片的測試,因為這類產(chǎn)品對測試服務的依賴程度相對更多,測試服務也能發(fā)揮最大作用,尤其是能夠提供額外附加價值的芯片測試服務。公司是第193家登陸科創(chuàng)板的硬科技企業(yè),也是登陸客戶板的第28家集成電路企業(yè)。此次上市募集資金將主要用于公司研發(fā)中心建設以及購買設備、擴充產(chǎn)能,公司未來會專注傳感器、存儲器以及人工智能高算力芯片產(chǎn)品這三個新興領(lǐng)域加大測試研發(fā)投入。張亦鋒表示:“目前我們擁有33大類測試方案,測過的芯片超過3000多種,服務150家國內(nèi)芯片設計客戶,包括國內(nèi)的匯頂科技、全志科技、比特微、西南集成等知名企業(yè)。”
因此,單純依托高校輸入人才是不能夠滿足行業(yè)內(nèi)人才供應需求的。
日前,國務院將集成電路設為一級學科,同時期發(fā)布了《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》。2020年10月22日,由南京江北新區(qū)聯(lián)合企業(yè)、高校共同成立的南京集成電路大學正式成立,引發(fā)行業(yè)熱議。
關(guān)于南京集成電路產(chǎn)業(yè)服務中心(ICisC),呂會軍表示,中心以公共技術(shù)服務為基礎(chǔ),以開放創(chuàng)新和人才培養(yǎng)為特色,打造產(chǎn)業(yè)生態(tài),助力南京市集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及推動南京江北新區(qū)“芯片之城”的建設。從2016年開始,ICisC就致力于集成電路產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng),打造人才與培養(yǎng)服務平臺,2019年南京市將集成電路作為地標產(chǎn)業(yè)來打造,將人才資源服務打造成南京集成電路產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新學院,在2020年又將集成電路產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新學院升級,變成一所大學,推進產(chǎn)教融合大力培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)需要人才。
作為產(chǎn)業(yè)主體,政府來做這件事情具備足夠的內(nèi)在動力。“企業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)需要人,我們把人培養(yǎng)好,輸送給當?shù)氐钠髽I(yè),當?shù)仄髽I(yè)發(fā)展壯大了,他們就會對當?shù)禺a(chǎn)業(yè)有貢獻。” 呂會軍說到,人才培養(yǎng)有經(jīng)費投入,但后期成熟人才助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的后動力是無限的,從最初的人才培養(yǎng)基地,到集成電路產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新學院,再到南京集成電路大學,南京的集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展走出了一條屬于自己的特色化創(chuàng)新之路。
產(chǎn)教融合有兩種做法,一種是把高校往產(chǎn)業(yè)端推,是從人才供給側(cè)進行發(fā)力。而南京集成電路大學用的是另一種方法,從需求側(cè)發(fā)力,讓產(chǎn)業(yè)端向高校端靠攏。這是基于目前整個國家對集成電路人才需求的緊迫性,高要求,在產(chǎn)教融合方面做的一種新探索和嘗試。
這所大學跟普通高校在人才培養(yǎng)方面有什么區(qū)別,也是大家關(guān)心的。此前很多集成電路行業(yè)的專家認為,以普通高校為主體推動產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng),客觀存在一些問題:
第一,普通高校人才的供和需之間有一定差異,大學以標準化模式培養(yǎng)人才,是具備專業(yè)技術(shù)知識的研究型人才,而不是按需培養(yǎng)。集成電路大學更強調(diào)個性化,針對薄弱環(huán)節(jié)進行有針對性的訓練,而且以案例課程和項目實踐課程為主。師資更多來源于資深工程師,還有行業(yè)的專家。
第二,普通高校的人才供需存在時間差,今天培養(yǎng)的人才,畢業(yè)后可能已經(jīng)不被需要。
第三,人才培養(yǎng)的質(zhì)量存在結(jié)構(gòu)性的矛盾,因為目前技術(shù)更新很快,高校的培養(yǎng)體系不能及時跟上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。
第四,證書不同。南京集成電路大學不是教育部序列的傳統(tǒng)意義上的高校,其發(fā)出的是經(jīng)過實踐考核認定的結(jié)業(yè)證書,而普通傳統(tǒng)高校發(fā)出的是畢業(yè)證和學位證。
第五,生源不同。大學通過高考的方式選拔,指標是固定的,想跨學科的很難。而在集成電路大學,原本學習物理專業(yè)但是現(xiàn)在想跨專業(yè)學習EDA的學生,是可以通過學校提供的交叉學科課程體系進行歷練,便于學生跨入集成電路行業(yè)的門檻。另外一些生源來自企業(yè),初級工程師希望技能提升也可以來,招生規(guī)模以產(chǎn)業(yè)和企業(yè)的需求為準。
綜上所述,南京集成電路大學不是一所傳統(tǒng)意義上的大學,更像一個銜接高校和企業(yè),推進產(chǎn)教融合的一個開放性的平臺。“我們是高校教育的重要補充,同時也是企業(yè)選才的主要來源。” 呂會軍說到。
南京在集成電路產(chǎn)業(yè)上起步相對比較晚,但起點比較高,動力比較足。呂會軍認為,南京發(fā)展集成電路要打好兩張牌,其中一個是南京的人才優(yōu)勢牌,另一個是南京的科教優(yōu)勢牌,進一步搶占技術(shù)制高點。具體可以從三個方面去做,第一是發(fā)揮國際龍頭企業(yè)的帶動引領(lǐng)作用,包括通過臺積電落戶江北新區(qū)來做強產(chǎn)業(yè)鏈,基于臺積電的生態(tài)環(huán)境,來布局推動IDM的發(fā)展。第二是推動信創(chuàng)工程 ,通過芯機聯(lián)動,實現(xiàn)良性發(fā)展,比如江北新區(qū)在EDA方面擁有華大九天、芯華章等企業(yè),這些優(yōu)質(zhì)企業(yè)集聚,就類似于EDA集中發(fā)展區(qū),即在區(qū)域中聯(lián)動互助發(fā)展。第三是通過技術(shù)驅(qū)動,對企業(yè)創(chuàng)新進行賦能,無論EDA還是其他相關(guān)技術(shù),都可依此為工具打造生態(tài)。
對于本土半導體企業(yè)大量涌現(xiàn),以及當前芯片國產(chǎn)替代浪潮,呂會軍認為,集成電路產(chǎn)業(yè)是全球化產(chǎn)業(yè),國際分工的潮流不可逆,而國產(chǎn)替代其實是融入全球化的一種方式。“國產(chǎn)替代的意義在于,需要通過創(chuàng)新來打造獨特而不可替代的原創(chuàng)性產(chǎn)品,擁有了這些就能更好地融入全球化。”
國產(chǎn)替代首先要產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,這就要靠創(chuàng)新驅(qū)動,而創(chuàng)新驅(qū)動是以人才為本的。國產(chǎn)替代中的人工智能也好,大數(shù)據(jù)也好,其實中國目前的大學里面,并沒有針對這些新興產(chǎn)業(yè)或崗位安排系統(tǒng)化、專業(yè)化的課程來匹配,這就是南京集成電路大學想做的事情。“我們是一個開放的平臺,通過開放為未來想從事這方面工作的人提供多學科、交叉融合的學習機會。另外強調(diào)對學生的工程驗證能力培養(yǎng),通過這種方式為助推國產(chǎn)替代和集成電路產(chǎn)業(yè)儲備必要人才。
其次,國產(chǎn)替代很重要的一點是生態(tài)打造,中國集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)還在不斷的完善中。所以南京集成電路大學和南京ICisC也在做這方面的工作,比如在EDA這個領(lǐng)域,幫助芯華章、華大九天等企業(yè)打造生態(tài),一起做大學計劃培養(yǎng)EDA方面的人才等。
南京集成電路大學也是政府、高校和企業(yè)合作的橋梁,其會通過課程開發(fā)培養(yǎng)人才,提供給企業(yè)同時幫助企業(yè)培養(yǎng)他們所需人才,對接整個產(chǎn)業(yè)生態(tài)。