Фаундри услуги что это
Фаундри услуги что это
«Создав производство, мы столкнулись с загрузкой — по причинам проекты не идут на фабрику», — сетовал замминистра. — «С этим вопросом мы должны разобраться. Надо продумать механизм, чтобы разработанная продукция производилась „здесь“, а не „там“». Решать проблему Минпромторг будет, по выражению Борисова, «используя нажим с рыночной окраской». Уже с нового года в конкурсной документации может появиться условие — заказы на производство должны размещаться на российских предприятиях; конечно, если позволяют технические возможности. Причём разница между ценой российского и зарубежного производства может быть компенсирована государством.
«Взять и покрыть всю эту номенклатуру»
Эксперты министерства посчитали, что необходимо разработать 655 различных типов устройств (). Однако в министерстве не уверены, что российские дизайнеры в состоянии провести необходимые разработки и реализовать их на отечественных производствах. Юрий Борисов привёл свои расчёты: «Если средняя цена разработок 60 млн и серия 5000 образцов, то за пять лет можно всю эту номенклатуру взять и покрыть. Средний может вести в год 3–4 проекта, а значит необходимо 50–70 ».
В свою очередь, главный конструктор «Микрона» Николай Шелепин рассказывал о технологиях, которые завод может предложить разработчикам сейчас и на перспективу. «Микрон» заканчивает разработку быстродействующей библиотеки для проектирования микросхем по технологии 180 нм. Стоимость производства инженерной партии в режиме «фаундри», по словам Шелепина, не сильно отличается от зарубежных аналогов. При этом по сопоставимым ценам возможно производство и более мелких партий (в режиме MPW): либо при достаточном количестве заказов, либо с учётом государственной компенсации, о которой упоминал заместитель министра Юрий Борисов.
Сконцентрироваться вокруг «Микрона»
Началом нового времени в сообществе дизайнеров назвал прошедшую встречу директор ФГУП «НИИМА Прогресс» Владимир Немудров, открывая короткую дискуссию. «Мы всё время говорили, что в нашей инфраструктуре не хватает действующей „фаундри“. Насколько я понимаю, теперь это [появление производства] состоялось. всех уровней сейчас должны максимально сконцентрироваться вокруг этого произодства [„Микрона“]», — призывал Немудров собравшихся.
Участники совещания решили с начала года вести работу «с учётом всех тонкостей» взаимодействия с «Микроном», чтобы иметь возможность использовать завод в производстве разработанных изделий. Все технические задания на новые проекты должны будут пройти экспертизу, контроль и согласование с «Микроном». Если, как запланировано, решение совещания будет реализовано до конца декабря, то заказы нового года могут в значительной мере достаться «Микрону».
Анализ элементов производственного менеджмента в условиях одновременного функционирования традиционного и фаундри производства
Основными параметрами оценки привлекательности полупроводникового предприятия как фаундри-изготовителя, то есть предприятия, оказывающего высокотехнологичные услуги по изготовлению микроэлектронных компонентов и интегральных микросхем сторонним организациям, являются производственный цикл и производственная мощность. Практическая оценка производственных циклов при заданных объемах производства затруднена в связи с отсутствием апробированных методик, описанных элементами производственного менеджмента и общепринятой в мировой практике терминологией, применяемой в полупроводниковом производстве. В статье анализируется данная проблема и предлагается система количественных элементов для оценки эффективности производственного менеджмента.
Введение
Фаундри-бизнес является новым видом деятельности в полупроводниковой промышленности и, соответственно, в микроэлектронном производстве, построенном на полупроводниковых технологиях. В микроэлектронике название «фаундри» подчеркивает особую роль так называемого кристального производства (Silicon Foundry), которое специализируется на изготовлении микроэлектронных компонентов и интегральных микросхем по спецификациям заказчика с предоставлением широкого спектра высокотехнологичных услуг по использованию инструментальных средств, библиотек стандартных элементов, элементов интеллектуальной собственности [1, 2].
Далее сформулированы основные отличия фаундри-бизнеса от традиционной производственной деятельности.
Модель фаундри-бизнеса может быть реализована при условии, когда цели фаундризаказчика совпадают с возможностями фаундри-производства. Успешность фаундри-бизнеса определяется следующими факторами:
Развитие контрактных отношений между поставщиками и потребителями фаундри-услуг происходит по схеме, в которой отдельные компании, производители микроэлектронных компонентов, становятся мощными центрами по разработке, маркетингу и сервису. Их принято называть в микроэлектронике фаблесс, то есть компании, не имеющие собственного производства. Их усилия нацелены на рынок — поиск новых идей и решений, разработку и вывод на рынок новых изделий. Фаундри-компании предоставляют услуги центрам фаблесс. Процесс специализации компаний по видам деятельности осуществляется в соответствии с наибольшими областями их компетенций.
Многие современные предприятия микроэлектроники начинают работать по смешанной модели, объединяющей традиционную и фаундри модель бизнеса [2]. В связи с этим вопросы, рассматриваемые в данной статье, актуальны для любого полупроводникового предприятия.
Систематизация планируемых и управляемых элементов производственного менеджмента
Одним из условий размещения экспортного фаундри-заказа является наличие свободных производственных мощностей и соответствующих технологических процессов. Фаундри-контракт в обязательном порядке содержит разделы, оговаривающие условия предоставления производственных мощностей, выходные параметры технологического процесса, время производственного цикла, параметры незавершенного производства (НЗП), которые обеспечивают выполнение заказов в срок, не превышающий определенного уровня, при котором замораживаются оборотные средства.
В случае, если заказчик отказывается от закрепленных контрактом производственных мощностей, применяется система штрафов, покрывающая потери изготовителя, связанные с уменьшением объема производства (эффект объема) и загрузкой спецтехнологического оборудования.
Рассмотрим более подробно элементы производственного менеджмента и их влияние на эффективность производства.
Мощность производственной линии и загрузочный фактор характеризуют сбалансированность производственной линии и определяют стоимостные факторы полупроводникового производства, то есть эти элементы значительно влияют на изменение как постоянных, так и переменных затрат. Производственная мощность полупроводникового производства должна быть достаточно большой, для того чтобы обеспечить эффективность использования спецтехнологического оборудования. Малые производственные линии по производству интегральных микросхем не могут быть эффективными и конкурентоспособными. Это подтверждается значительным изменением стоимостного фактора, связанного с объемом производства, — при увеличении суточных запусков в два раза стоимостной фактор уменьшается более чем в полтора раза [3] (рис. 1).
Фактор загрузки оборудования определяет сбалансированность производственных мощностей, а также тенденции изменения постоянных затрат, он значительно влияет на рентабельность полупроводникового производства.
Практически все полупроводниковые предприятия сегодня работают на уровне загрузки оборудования 90%. Загрузка линии ниже 70% становится существенным фактором увеличения производственной стоимости за счет увеличения постоянных затрат. Полупроводниковые компании не могут быть рентабельными при условии, когда их загрузка находится на уровне 60% и ниже от максимальных проектных мощностей.
Максимальная эффективность производственной линии достигается на уровне 90% использования мощностей. Значения выше 90% — это сверхпроизводительный режим, при котором требуются дополнительные усилия для обеспечения минимального производственного цикла.
На рис. 2 представлен график влияния фактора загрузки на стоимость изготовления полупроводниковой продукции [3].
Загрузка оборудования и производственная мощность, в свою очередь, определяют время производственного цикла, которое является классическим показателем операционной эффективности и доминирует в системе удовлетворения требований заказчика.
Производственное время цикла (СТ)
Время цикла является ключевым параметром в конструкции производственных планов фаундри-бизнеса. Одним из необходимых условий при принятии решения о возможности предоставления фаундри-услуг является комплексная оценка технологических и производственных циклов и установление планового производственного цикла для каждого фаундри-изделия. Расчет производственных циклов можно описать в виде многоуровневой процедуры:
Первой фазой планирования производства является определение минимального количества незавершенного производства (НЗП), обеспечивающего ритмичность производства и максимальную скорость движения линии. Оптимальный НЗП должен гарантировать максимальную скорость движения производственной линии и вывод продукции в соответствии с установленным циклом. Оптимизация НЗП является самым дешевым способом обеспечения эффективности производственной линии. Причем, существенные улучшения обеспечиваются за короткий промежуток времени (несколько месяцев) и без вовлечения дополнительных людских и других ресурсов.
На рис. 3 схематично представлены три базовые составляющие, которые определяют производственные циклы.
Методика определения оптимального производственного цикла предполагает поэтапное определение теоретического времени цикла ТСТ0 и расчета планового производственного цикла. В соответствии с теорией управления циклами, эффективно организованная и управляемая производственная линия способна обеспечить изготовление продукции за период времени, в 2,5 раза превышающий теоретическое время цикла [4]:
Реальное время цикла производственной линии, как правило, составляет 3,0–3,5 ТСТ0. Цель каждого предприятия — максимально приблизиться к формуле (1), то есть достичь идеального времени цикла.
Предлагается усовершенствованная и апробированная методика определения производственных циклов для изготовления фаундри-продукции:
Шаг первый — установление базового времени цикла.
Шаг второй — определение теоретического времени цикла технологического маршрута (ТСТ0) для одной пластины.
Расчет теоретического времени выполняется для того, чтобы исключить разбросы, связанные с количеством пластин в партии. ТСТ0 дает информацию о том, с какой максимальной скоростью пластина, условно, может двигаться по маршруту.
Шаг третий — определение теоретического времени цикла для одной партии ТСТ (аналогично п. 2) с учетом размера партии.
Шаг четвертый — определение соотношения ТСТ0 и ТСТ.
В данном случае эквивалентом скорости движения партии к скорости движения пластины будет фактор 1,5, рассчитанный как: 2,5×0,6 = 1,5.
На основании этого соотношения должны устанавливаться цели по СТ и разрабатываться программы по сокращению фактического времени производственных циклов.
Шаг пятый — расчет динамического времени цикла.
Управление производственной линией — процесс динамичный и изменяющийся во времени. Для моделирования этого процесса необходимо использовать измеряемые параметры. Предлагается использовать такой параметр, как скорость движения пластин, описанная терминами незавершенного производства и времени цикла.
Динамическое время цикла может быть описано как изменение незавершенного производства в зависимости от скорости линии:
где SL — скорость производственной линии; WIP — объем незавершенного производства.
Скорость производственной линии условно может быть определена как:
где O — вывод пластин с производственной линии; I — запуск пластин на производственную линию.
Путем преобразования формулы (2) и (3) получим значение величины производственного цикла, выраженного как:
В полупроводниковом производстве количество выведенных с производственной линии пластин зависит от технологического процента выхода и определяется как:
где Y — процент выхода годных пластин по маршруту изготовления.
Формула (4) с учетом (5) может быть преобразована как:
Скорость производственной линии в динамике можно определить, как количество суточных перемещений блоков операций, отнесенных к ежедневным запускам и количеству блоков в технологическом маршруте:
где P — количество блоков технологических операций, объединенных суточным циклом изготовления; Т — количество перемещенных за сутки блоков, деленное на количество запусков и выраженное в количестве пластин. Блок определяется расчетным путем и равен количеству операций, объединенных одной фотолитографией с производственным циклом, равным одним суткам (24 часа).
Параметр T определяет сложность технологического маршрута и органическую связь времени цикла с незавершенным производством.
На основании выведенных зависимостей можно утверждать:
С целью безусловного выполнения фаундри-заказов в согласованные сроки предлагается использовать регулятор запуска (К), учитывающий отклонение фактических производственных циклов от планируемых:
где K = СТфакт/СТплан; Vзапуск — объем запуска пластин под фактический заказ; Vзаказ — объем заказа (количество пластин); СТфакт — фактический цикл (по итогам последних 3 месяцев); СТплан — планируемый производственный цикл; Y — планируемый процент выхода годных пластин, а 1/Y — коэффициент запуска.
Время производственного цикла и объем незавершенного производства являются основными планируемыми и управляемыми инструментами производственного менеджмента в фаундри-бизнесе. Финансовые риски предприятия и риски предсказуемости производственной линии прямо пропорциональны НЗП, так как при завышенном объеме НЗП проблематично решение проблем, связанных с восстановлением показателей качества.
Совершенствование системы планирования и организации управления производством путем введения количественных измеряемых параметров позволяет оценивать фаундри-производство не по принципу «лучше–хуже», а на основании количественных характеристик производственной линии.
Совершенствование производственного менеджмента в полупроводниковом производстве должно осуществляться по методу DMAIC: Define (определить), Measure (измерить), Analyze (проанализировать), Improve (улучшить), Control (проконтролировать) [4]. Причем для обеспечения непрерывности снижения производственных затрат этот процесс должен быть непрерывным. Управление набором количественных инструментов производственного менеджмента позволяет значительно уменьшить издержки полупроводникового производства и обеспечить своевременное выполнение фаундри-заказов.
Заключение
Для оценки эффективности производственной линии определены и систематизированы управляемые и регулируемые количественные параметры: время производственного цикла, незавершенное производство, скорость производственной линии.
Так как фаундри-заказчик осуществляет непрерывный мониторинг за выполнением фаундри-заказа, количественные элементы оценки эффективности производственного менеджмента и расчеты адаптированы к международным правилам и требованиям ведения фаундри-бизнеса.
ТЕХНОЛОГИИ, ИНЖИНИРИНГ, ИННОВАЦИИ
Измеритель диаметра, измеритель эксцентриситета, автоматизация, ГИС, моделирование, разработка программного обеспечения и электроники, БИМ
Foundry-компании по производству полупроводников: иностранные и отечественные игроки
Фаундри-бизнес является новым видом деятельности в полупроводниковой промышлен-ности и, соответственно, в микроэлектронном производстве, построенном на полупровод-никовых технологиях. В микроэлектронике название «фаундри» подчеркивает особую роль так называемого кристального производства (Silicon Foundry), которое специализируется на изготовлении микроэлектронных компонентов и интегральных микросхем по спецификациям заказчика с предоставлением широкого спектра высокотехнологичных услуг по использованию инструментальных средств, библиотек стандартных элементов, элементов интеллектуальной собственности, библиотек стандартных элементов, элементов интеллектуальной собственности.
Далее сформулированы основные отличия фаундрибизнеса от традиционной производственной деятельности.
Модель фаундрибизнеса может быть реализована при условии, когда цели фаундризаказчика совпадают с возможностями фаундрипроизводства. Успешность фаундрибизнеса определяется следующими факторами:
Развитие контрактных отношений между поставщиками и потребителями фаундри услуг происходит по схеме, в которой отдельные компании, производители микроэлектронных компонентов, становятся мощными центрами по разработке, маркетингу и сервису.
Их принято называть в микроэлектронике фаблесс, то есть компании, не имеющие собственного производства. Их усилия нацелены на рынок — поиск новых идей и решений, разработку и вывод на рынок новых изделий. Фаундри компании предоставляют услуги центрам фаблесс.
Процесс специализации компаний по видам деятельности осуществляется в соответствии с наибольшими областями их компетенций. Многие современные предприятия микроэлектроники начинают работать по смешанной модели, объединяющей традиционную и фаундри модель бизнеса. В связи с этим вопросы, рассматриваемые в данной статье, актуальны для любого полупроводникового предприятия.
Первоначально компании, занимающиеся изготовлением полупроводников, были созданы в соответствие с моделью IDM (integrated device manufacture, на русском ближе по смыслу «комплексный производитель»). Это значит, что компания сама занимается разработкой, производством и продажей готовых изделий. Наиболее ярким примером успешной реализации IDM модели является компания Intel, основанная еще на заре становления микроэлектроники как отрасли.
Широкий охват всех стадий изготовления продукта был обусловлен тем, что на начальном этапе развития электронной отрасли еще не были четко определенны общие направления развития технологий и конечных устройств. Каждая компания подстраивала технологию и проектирование (дизайн) под свои специфические продукты.
По мере развития отрасли и стандартизации технологических процессов, стало возможно использовать технологию для нескольких производителей. Одни правила проектирования (дизайн) могли использоваться для производства на нескольких фабриках. Важным шагом стало внедрение САПР (Система автоматизированного проектирования, или EDA на западе), что также позволяло заниматься разработкой (проектированием) независимо от производителя полупроводников.
С 80 годов стало возможным появление новых направлений бизнеса и соответствующих моделей компаний. Fables –компании (отсутствие собственных мощностей производства полупроводников) занимались производством конечных продуктов, размещая заказы у внешних изготовителей. Отказ от сложного и дорого производства полупроводников позволял fabless компаниями избежать больших капитальных затрат, и сосредоточить усилия на разработке конечных изделий. Одним из ярких примеров является компания Xilinx (США), основанная в 1984 году. Компания начала занималась только разработкой(дизайном) и продажей интегральных схем (специализация на ПЛИС\FGPA типах) схем), размещая производство на сторонних полупроводниковых заводах. Fables –компании могут иметь различные специализации и направления деятельности (проектирование, корпусирование, коммерческая сборка электроники).
И, наконец, во второй половине 80-х годов начали появляться компании, специализирующиеся на заказном изготовлении полупроводников, foundry – компании.
Foundry-компании, как правило, не занимаются проектированием (дизайном), концентрируясь на изготовлении пластин и тестировании полученного продукта.
Преимущество foundry в том, что она продает мощности для изготовления, и заказчик интегральных схем (fabless-компания) может не опасаться, что foundry начнет продавать на рынке продукты самостоятельно. Foundry может подстраивать и усовершенствовать технологию под потребности заказчика, также может предлагать гибкие условия по объемам и срокам изготовления. Преимущество foundry компаний перед IDM – более оптимальное ведение производственных бизнес-процессов, которое позволяет предложить более низкую стоимость изготовления пластин. Foundry –производители, которые в основном нацелены на заказное изготовление полупроводников называют pure-play foundry.
Наиболее яркий пример pure-play – компания TSMC (Тайвань), основанная в 1987году. Компания изначально создавалась под заказное изготовление полупроводников.
Конечно, абсолютного разделения не существует. Когда говорят об отнесении компании в ту или иную модель, речь скорее идет о построении бизнес-модели в целом. Компании могут совмещать различные модели ведения бизнеса, причем меняя с течением времени степень каждой составляющей. Более того, компании могут также временно «играть» те ли иные роли по отношению к друг к другу.
Например, Samsung Electronics (одна из основных компаний, входящих в конгломерат компаний Samsung), является IDM компанией. Но в тоже время, Samsung Electronics выступает foundry-компанией и предлагает себя для заказного изготовления пластин по технологии SOI до 14nm (1). В частности, для IDM компании STM (Франция-Италия) Samsung является одним из поставщиков пластин (2). Также Samsung является foundry по отношению к фирме Apple, изготавливая для нее схемы.
Игроки на рынке Foundry: маленький пирог и не поровну на всех
Общий мировых продаж интегральных схем и компонентов в 2014 составил более 300млрд.долл. (3). Это суммарные продажи IDM, fabless и foundry компаний. Если смотреть объем продаж только foundry – компаний за 2013 год, то он составляет 42 млрд долл (в него также включены 3 IDM компании, которые оказывали услуги по направлению foundry). 13 компаний, находящихся в TOP-листе, охватывают около 91% (или 38.9млрд. долл) всего рынка foundry.
Бессменный гигант foundry-услуг, компания TSMC, достиг объема 19.85 млрд долл, это половина всего рынка. TSMC предлагает заказчикам самые современные технологические процессы, вплоть до 10nm, и по приемлемой цене. Альтернатива по передовым технологиям — только Samsung, который также начинает играть на рынке foundry услуг. Intel хотя и является признанным технологическим лидером, но пока не является активным игроком по заказному изготовлению полупроводников. Но компания начинает присматриваться к этому бизнесу: в 2015 компания анонсировала направление foundry услуг, и объявила о нескольких заказчиках, таких как Altera (на сегодня подразделение Intel), Achronix Semiconductor, Tabula (defunct), Netronome, Microsemi и Panasonic (7). Можно ожидать, что в ближайшие несколько лет будет некоторый передел рынка между технологическими IDM-гигантами и ведущими foundry-компаниями.
6 компаний-лидеров (TSMC, GF,UMC,SMIC, Samsung, Powerchip) показали объемы продаж более миллиарда дол. в год, а суммарно это более 31млрд.долл, или почти 75% (4). Технологический уровень этих компаний позволяет им получать доступ к наиболее прибыльным заказам, конкурентов у них нет. Они снимают основные «сливки» рынка в диапазоне технологий от 45nm и ниже (это более половины рынка полупроводников в денежном выражении).
На всех прочих остается всего 11 млрд.долл. Как остальные компании ведут бизнес и за счет чего еще не пали «жертвой» давления TSMC?
Рассмотрим несколько foundry – компаний, годовой оборот которых менее 1 млрд долл.
Условно foundry –компании можно разделить на два вида. Первые — это «старые игроки», которые уже находятся на рынке foundry-услуг более десятка лет. Как правило, такие компании обладают уровнем технологии от 130nm и выше, и предлагают типовые процессы с различными специализированными опциями (высоковольтные, аналоговые).
К первому типу можно отнести компании VIS (Тайвань), X-Fab (Германия), Tower Jazz (Израиль), Dongbu HiTek (Южная Корея), AMS (Австрия), Интеграл (Белоруссия), HHGrace (Китай).
Второй вид – это компании «новой волны», которые вышли на рынок относительно недавно, и некоторые из них предлагают новые технологии, которые классические foundry-компании не могут предложить (прежде всего MEMS, Оптроника). Наиболее известные примеры Teledyne DALSA (Канада), MEMSCAP (Франция), LETI(Франция), IHP (Германия), IMEC (Бельгия).
Особняком стоят крупные IDM компании, которые также хотят играть на рынке foundry (пример – Samsung, о котором уже упоминалось).
Все виды foundry компаний зарабатывают деньги двумя основными способами. Первый — продажа мощностей для изготовления пластин под заказчика. Стоимость пластины зависит от объема заказа (чем больше – тем дешевле), сроков загрузки производств по времени (разовый заказ или долгосрочный многократный), сроков исполнения заказа (срочный или нет), уровня технологии (чем «тоньше» тех. процесс – тем дороже пластина). На сегодня стоимость изготовленной пластины диаметром 300мм по технологии СMOS 28nm составляет около 6тыс.долл. (8). С течением времени, по мере предложения новых технологий, стоимость пластины по уже существующим технологиями падает.
Второй источник – продажа площади в MPW (Multi Project Wafer). Не всем нужны в единоличное пользование отдельный комплект фотошаблонов(небольшие дизайн центры, университеты, потребность в малом количестве образцов). К тому же, при запуске пилотных проектов, особенно в случае ASIC и аналоговых применений, есть риск того, что проект придется переделывать, а это дополнительные траты, и немалые (комплект фотошаблонов для технологии уровня 65nm стоит около 1 млн.долл)(9). В этих случаях foundry предлагает клиентам купить только часть площади на фотошаблоне, получается что-то покупки «вскладчину». Площадь для размещения рабочих проектов на фотошаблоне составляет около 30 х 20мм (зависит от занимаемой служебной информации собственно фабрики). Заказчикам предлагается минимальня площадь (как правило, от 2мм2). После вывода партии пластин («шатла») заказчик получает оговоренное количество кристаллов (возможно пластину). Стоимость площади зависит от уровня технологии. Например, UMS (Тайвань) предлагает по технологии 180nm (СMOS RF) минимальную площадь 5х5мм по цене около 16тыс.евро (данные от 2016 года). Компания AMS предлагает цену около 1300 евро по технологии 180nm (CMOS HV) (минимальная площадь – 7мм2). (10,11). Источник — EUROPRACTICE.
Соотношение прибыли от массовых заказов пластин и «шатлов» отличается от компании к компании. В частности, TSMC планирует запускать в 2016 году примерно по 100 различным технологическим опциями примерно по одной партии («шатлу») в месяц. Если взять максимальное количество пластин в партии 25штук, то получается около 30тыс. пластин в год (1200 «шатлов» в год х 25пл). На фоне полных мощностей TSMC примерно в 9млн.пластин в год (эквивалентных пластинам диаметра 300мм) 30тыс. пластин составляет менее 1%.
В других компаниях (особенно небольших) доля MPW может быть больше, но и количество самих запусков «шатлов» будет намного меньше (по сравнению с TSMC). В частности, на X-FAB (судя по графику запусков) в 2016 году планируется в среднем по одному запуску «шатла» каждый месяц. Это примерно 300пластин в год (на фоне мощности компании в 72тыс.пластины в месяц, эквивалентно пластинам 200мм). Это около 1% (не намного больше, чем у TSMC).
Классические foundry-компании из «прошлого» века
VIS: Под крылом TSMC
Компания Vanguard International Semiconductor Corporation (VIS) (Тайвань) была основана в 1994 году в известном Hsinchu Science Park (Тайванская Кремниевая долина). Изначально компания ориентировалась на производство DRAM памяти. Мощности производства составляли около 170тыс. пл\месяц диаметром 200мм. Но как производитель DRAM памяти у компании бизнес не пошел, и в 1999 году компания начала привлекаться со стороны TSMC как со-исполнитель заказов (TSMC является одним из инвесторов компании). В 2000 году компания официально трансформировалась из производителя DRAM с foundry – компанию. В 2007 году компания приобрела производственные мощности компании Winbond (Тайвань).
На сегодня в компании работает около 4700 человек, годовой оборот компании (2013 год) около 713 млн.долл. Уровень технологии от 1мкм до 0.15мкм. Мощности – около 110тыс. пластин в месяц (6). Выработка на человека около 151тыс. долл
Специализация – выраженные высоковольтные технологии ( High Voltage, Ultra High Voltage, Bipolar CMOS DMOS (BCD), Discrete, SOI (Silicon on Insulator), Logic, Mixed-Signal, Analog, High Precision Analog, and Embedded.). (5)
Можно сказать, что TSMC использует данную компанию для размещения заказов по не самым ходовым технологиям (HV-процессы), чтобы освободить свои мощности для производства более массовых заказов.
X-FaB (Германия): понемногу и не спеша
Исторически компания ведет свою родословную от полупроводникового «комбината» в городе Эрфурт времен ГДР (там сейчас расположена штаб-квартира).
Основной собственник компании (61% акций) – бельгийская Xtrion NV (ранее дочерняя компания бельгийской Elex N.V.). Количество работников – около 2500 человек по всему миру.
На сегодня выручка компании составляет около 330млн.дол (2014). Суммарные мощности 5 производственных линеек (3 в Германии, одна в Малайзии и одна в США) позволяют выпускать около 72тыс.пл\ месяц (эквивалентных диаметру 200мм). Завод в Сараваке (Малайзия) приносит компании более половины всей выручки (180млн.долл).(13)
Выработка на человека в год – 132тыс.долл.
X-Fab обладает технологиями от 1мкм до 0.13мкм, и специализируется на изготовлении аналоговых и цифро-аналоговых схем (analog\mixed – signal). Компания предлагает HV, BCMOS технологии, а также SOI (кремний-на-изоляторе). В начале 2016 года компания анонсировала технолгический процесс на основе SiC.
X-Fab также предлагает заказные MEMS изделия (14). Компания также предлагает свои мощности для постоянного изготовления (аутсорсинг), путем переноса технологии с другого фаба на свой. На сайте информация, что за последние 15 лет компания перенесла таким образом 60 технологий под 30 специфических продуктов клиентов (15). X-Fab ориентируется на автомобильный сектор, военный, медицинский – там, где требуется низкий процент отказов и повышенные требования под условиям эксплуатации.
Компани имеет в Воронеже локальный дизайн центр и представительство, компанию Микродизайн (16), для последующего изготовления на базе мощностей X-FAB. Отечественные дизайн-центры также используют X-FAB для изготовления своих разработок. В частности, зеленоградский «Миландр» указывал X-FAB как изготовителя цифро-аналоговых схем (17).
Это один из прямых конкурентов отечественного foundry-направления как по уровню технологий (Микрон до 65nm, запускающийся Ангстрем-Т до 90nm), так и по потенциальным применениями (военный и государственный сектор).
Dongbu HiTek – найти себя
Компания в 2013 году входила в десятку pure-play foundry по годовой выручке (570млн.долл).
Dongbu HiTek (входит в южнокорейский чеболь Dongbu с оборотом около 30млрд.долл, (2014год). (18).
В 90-х компания пыталась найти себя в нише GaAs и DRAM-памяти, но безуспешно. В настоящее время позиционирует себя как pure-play foundry (пока единственная в Южной Корее).
Компания располагает двумя фабриками (обе расположены в Южной Корее), суммарной мощностью около 96тыс. пл\месяц (эквивалентно диаметру 200мм). Уровень технологии –от 90nm до 0.35мкм. Типы технологий – цифровой КМОП, аналоговый КМОП, HV, BiCMOS (для LED драйверов), BCD, Flash, КМОП-сенсоры (CIS), RF-опции.
Выработка на человека (около 2тыс.работников) – около 285тыс. долл.
Около 13% выручки компании за 2013 год пришло с китайского рынка (Dongbu имеет несколько представительств в Китае), за счет заказов fabless-компаний. Гигантский внутренний рынок Кореи обеспечивает компании только около 40% выручки, и большинство заказчиков – это мелкие и средние (все крупные – используют зарубежные foundry).
В начале 2015 года китайская foundry-компания SMIС проявляла интерес к покупке Dongbu (19) на фоне непростого финансового положения компании (на компании в 2014 году «висела» выплата кредита более 200млн дол).
Tower Jazz – активное продвижение
Компания была основана в 1993году (изначально Tower Semiconductor), с привлечением технологий от американской компании National Semiconductor. Таким образом появилась первая линейка компании в Израиле.
В 2008 компания в результате слияния приобрела производственные мощности компании Jazz Semiconductor в Калифорнии (линейка 200мм), сменив название на Tower Jazz.
В 2014 году была организованна новая компания (joint venture) совместно с Panasonic — TowerJazz Panasonic Semiconductor Co. (TPSCo). 51% акций новой компании принадлежит Tower Jazz, 49% — Panasonic. Таким образом, в распоряжении новой компании стали доступны 3 производства полупроводников в Японии, от 45nm до 0.35мкм. Миссия новой компании – получить доступ на рынок Японии (и Азии) для изготовления заказов IDM и Fabless компаний. По существу, это смелая попытка занять нишу foundry-направления в Японии.
В 2016 году компания приобрела производственные мощности фабрики в Техасе (США).
На сегодня компания обладает 4 фабриками, 2 в Израиле и две 2 в США.
3 производства в Японии (в рамках TPSCo) также доступны для компании.
Суммарные мощности ( с учетом TPSCo) по выпуску пластин составляют около 800 тыс. пл\в год (эквивалетны диаметру 200мм). Годовой оборот компании около 500 млн.дол. Количество работников – около 4.5 тыс человек. Выработка на человека в год – около 111 тыс.долл.
Уровень технологии (с учетом TPSCo) – от 45nm до 0.35мкм. Компания предлагает производство аналоговых схем, BiCMOS и SIGe BiCMOS, RF-опции, SOI-технологии, HV и BCD, сенсоры. Tower активно продвигает SiGe технологию (SiGe Terabit Platform targeting high-speed wireline communications for the terabit age).(20)
У компании более 300 заказчиков по всему миру, в том числе такие известные производители схем (IDM и fabless), как Samsung, TI, Avago, International Rectifier. Tower также предлагает услуги по переносу производств на свои мощности, а также подстройку существующих процессов под цели заказчика.
Компания также занимается переносом технологий (transfer) по заказу других компания. В 2010году компания содействовала одной азиатской компании в запуске и отладке технологии на производственной линейке, сумма контракта составила около 100 млн.дол.
2000-ые: игроки новой волны
TELEDYNE DALSA (Канада)
Изначально компания называлась DALSA (образованна в 1980году), и была ориентирована на разработку и создание CCD (Charge-Coupled Device, или Приборы с Зарядовой Связью, ПЗС) и CMOS сенсоров. На основе этих приборов можно было получать изображение.
В начале 80-годов был период активного развития и коммерциализации этой технологии – в 89 году ПЗС-матрицы применялись в 97% всех телекамер.
В 2006 компания (преимущественно как IDM производитель) показала выручку 186млн.долл. при количестве работников около 1000человек. (21). На тот момент компания имела в своем распоряжении производственные мощности КМОП и МЭМС технологий (75, 100 и 150мм диаметр пластин).
В 2012 компания DALSA стала частью (поглощена) большим американским технологическим конгломератом Teledyne Technologies (выручка за 2010 год около 1.5млрд.долл.), который занимался в числе прочих, разработкой и изготовлением устройств цифрового изображения.
Новая компания стала называться TELEDYNE DALSA. Слияние пошло на пользу – выручка компании в 2012 составила уже 2.1млрд.долл (22). Обновленная компания сконцентрировалась на двух направлениях бизнеса – как IDM изготовитель изготовление готовых изделий (цифровое изображение) и услуги по заказному изготовлению МЭМС изделий (сенсоры) по pure-play модели. Основную прибыль приносит деятельность от IDM направления — продажи в сегменте цифрового изображения составила около 400млн.дол. в 2014 году (23).
Объем от продаж foundry-направления в 2014 году составила около 35млн.долл. Это 4 место у словном рейтинге pure-play foundry МЭМС направления. На первом месте STM, с оборотом МЭМС изделий в 158 млн.долл.
Основной рынок сбыта – азиатско-тихоокеанский регион (43%). 97% всей выручки компания получает от экспорта (только 3% дает рынок Канады). Кроме коммерческого применения, компания поставляет свою продукцию для военного и космического сектора. В частности, CCD сенсоры DALSA использовалась в марсоходах Spirit и Opportunity в 2004 году, и в Curiosity в 2012 году.
LETI (Франция), IHP (Германия), IMEC (Бельгия)
Еще лет десять назад эти научные центры занимались исследованием полупроводников, разработкой новых технологий и приборов. А сегодня они предоставляют услуги по заказному изготовлению пластин. В europractice и в MOSIS системе можно заказать пластины IHP (технолоия SiGE BJT, фотодиоды), LETI (фотоника), IMEC (фотоника) (24,25).
Foundry-направление не статично и постоянно меняется, подстраиваясь по ситуацию на мировом рынке. Кто-то меняет модель бизнеса с IDM на foundry, некоторые совмещают оба направления. Компании второго звена (с годовым оборотом около до 500 млн.долл.) вынуждены гибко «маневрировать» на рынке, в поисках ниш или под крыло большой компании. Основные рынки для таких компаний – юго-восточная азия (объем даже развитых стран не хватает для компаний).
Такие гиганты, как Samsung и Intel, также поглядывают в сторону foundry (Samsung уже активно действует). Даже научные центры встали на «тропу» заказного изготовления.
Отечественный foundry-ландшафт
На просторах бывшего СССР основных игроков foundry-направления (текущих и будущих) можно пересчитать по пальцам одой руки Белорусский «Интеграл» большую часть продукции в виде схем поставляет на экспорт, в том числе в Россию. Компания как продает готовые схемы и изделия (как IDM-компания), так и предлагает заказное изготовление пластин (foundry). В компании три технологических линейки (100,150 и 200мм). «Интеграл» предлагает уровень технологии от 0.8мкм (диаметр пластин 100 и 150мм), КМОП, БиКМОП, HV, ДМОП.
В RoadMap компании обозначены планы по разработке технологии 0.18 (200мм) и 65nm (300мм) (26).
Выручка компании за 2015 составила менее 100млн.дол. Точно сказать, какая получена от foundry направления нельзя – открытой информации нет. На примере других компаний (Dalsa) можно предположить, что не более 20%.
Зеленоградский «Микрон» в своей корпоративной презентации обозначает себя как IDM производитель полупроводников, в основном RFID-направление (27). 10% выручки идет от экспорта схем (выручка за 2013 составила более 300млн.долл). При этом компания также предлагает foundry-услуги (уровень технологии до 65nm, мощности – 3000пл\месяц диаметром 200мм ). В конце апреля компания сообщила о новых планах по созданию производств 55-45nm, за счет привлеченного от ВЭБ кредита 11млрд.руб (33)
Известные российские fables –компании (дизайн центры) сообщали об использовании «Микрона» для изготовления пластин. В частности «МЦСТ» сообщало о заказе небольшой пробной партии микропроцессоров «Эльбрус-2СМ» по технологии 90nm (28). «Миландр» и «Элвис» также используют «Микрон» для изготовления схем.
Но опять же, из презентации видно, что «Микрон» видит свое развитие преимущественно как IDM компания.
Открытой информации по доле foundry – направления нет, можно предположить, что вклад небольшой (не более 20%), по аналогии с другими смешанными IDM\Foundry компаниями.
Возможно, с назначением нового руководителя компании (Гульна́ра Шами́льевна Хасья́нова сменила Красникова Геннадия Яковлевича на посту генерального директора ОАО «НИИМЭ и Микрон») компания что-то изменить в своей стратегии?
Самый амбициозный foundry-проект – это запускающийся большой завод компании «Ангстрем-Т» (входит в группу компаний «Ангстрем»). Компания позиционирует основную бизнес-модель как pure-play foundry. Мощности – до 15тыс.пл\месяц, уровень технологии — до 90nm (29). Проект начался еще в 2007году (финансирование — кредит ВЭБ на сумму более 800млн.евро), но запуск производства постоянно откладывался (последний анонс был на апрель 2016года). В начале августа, после визита на предприятие Дмитрия Медведева, завод получилл разрешение Мосгосстройнадзора на ввод объекта в эксплуатацию. Это означает, что с августа этого года предприятие может выпускать, продавать продукцию и вести полноценную коммерческую деятельность. Но реального выпуска продукции следует ожидать не ранее конца 2016.
Российский рынок не может обеспечить сбыт такого количества пластин (на примере зарубежных компаний), а компания не называет потенциальных заказчиков. Но головная компания «Ангстрем» в начале 2016 анонсировала разработанный собственный чип для смарт-карт (в том числе, потенциально для карт системы «Мир»). «Ангстрем» предлагает мощности (Ангстрема-Т) для производства данного кристалла (30).
Относительно недавно появился новый игрок – московская компания «Крокус Наноэлектроника». Компания была создана как IDM производитель схем MRAM – памяти в 2011году (основной инвестор «Роснано» озвучивала сумму вложений 100млн.долл, общие инвестиции около 300млн.дол). По прошествии нескольких лет какой-то доступной и открытой информации по MRAM схемам компании нет(заказчики, объемы, спецификация на изделия).
Сегодня «Крокус» также предлагает и контрактное изготовление пластин 200 и 300мм, BEOL-части маршрута (без транзисторной структуры, что является существенным ограничением) по технологии до 65nm(31). Мощности 2000-4000пл\месяц.
В конце апреля в прессе сообщалось, что «Микрон» рассматривает возможность покупки «Крокуса». Причина, по сообщению источника «состояние актива непростое». Тот же источник сообщал по «приценке» компании «Ангстрем» к «Крокусу» (32).
Что год грядущий нам готовит…
На сегодня foundry-направление развито довольно слабо в России, экспортное foundry направление развито очень слабо (внутренний объем рынка очень мал).
Но как видно, начало года довольно богато на новости о возможном развитии отечественного foundry-направления. До конца года будет запущена линейка «Ангстрема-Т» (в значительной степени), и будет более понятна будущая стратегия компании.
Возможные сценарии развития foundry
На основе приведенных примеров можно предположить сценарии развития foundry. Начнем с начальных условий:
1. Кто заказчики и какой рынок внутри страны?
Коммерческий рынок маленький, заказчиков – мало. Можно оценить рынок foundry внутри страны примерно в 5-10% от рынка готовых полупроводниковых компонентов (схем) (около 2млрд.долл). Получается около 100-200млн.долл. Это на всех игроков и на все типы схем по всем технологиям. В реальности можно охватить около 10-20% от этого количества. Получаем от 10 до 40млн.долл. Тут не то что нескольким компаниям – одной не хватит. (можно придираться к такой оценке, но если знаете лучше –буду рад увидеть). И в ближайшем будущем чуда ждать не стоит.
Поэтому изначально pure foundry компании надо ориентироваться на западный (вернее, восточный) рынок.
2. Доступ к инвестициями
В условиях сокращения инвестиций в целом из-за рубежа, а также с учетом цен на нефть – о частных инвестициях уровня несколько сотен миллионов долларов можно забыть. В обозримом будущем не стоит ожидать улучшения. Остается государство (или ВЭБ, что по сути одно и тоже), которому и так сейчас не хватает.
3. Некоторые ограничения по технологии и материалам
Может быть, будет лучше, но в ближайшем будущем сильно легче не станет. Скорее, отпугивает потенциальных иностранных заказчиков и инвесторов.
Сценарии «отечественного foundry»
1. Самостоятельно выходить на иностранный foundry – рынок и «воевать» с конкурентами
Пример: компания GF (их приобрел арабский фонд, чтобы потом начать постройку фаба в стране).
Плюс: реальный выход на рынок.
Минус: с учетом отсутствия длительных и больших иностранных инвестиций (как арабские деньги у GF) – бесполезно начинать. Только если купить fab за рубежом, компанию зарегистрировать за границей, и найти иностранного инвестора. А лет через –дцать построить fab номер цдать наконец в России. Правда, «отечественного» в такой компании будет очень мало.
Вероятность успеха реализации: крайне низкая
2. Найти «покровителя»: какую-то достаточно большую компанию (возможны варианты – foundry, fabless, IDM), которая будет использовать мощности для размещения части своих заказов (расширение)
Плюс: не надо воевать с акулами, просто спокойно делать то, что представит «покровитель», проблема инвестиций частично решена, готовый рынок.
Минус: «покровитель» потребует частичный финансовый и управленческий контроль (возможно полное поглощение), некоторая (или ого-го какая) потеря самостоятельности
Вероятность успеха реализации: средняя (компании постоянно расширяются и в поиске новых подходящих производственных мощностей).
3. Смешанные варианты (1 и 2)
Источники
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!