20nm是怎样改变IC设计的

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芒果啤酒对于半导体设计与制造业有什么贡献？我从未想象过，在一张来自世界各地的啤酒爱好者的表单中，果味啤酒会通过一项味觉测试。事实证明，芒果啤酒非常好！同样的道理，20nm曾经被认为华而不实，不会投入量产，不会微缩，但事实证明20nm非常好。那些前沿的无晶圆厂商们6个月前还在挠头纠结，现在已经在规划着明年第一季度20nm的流片了。

20nm工艺节点是电子产业的转折点。它带来巨大的动力、性能和面积优势，同时带来了光刻技术、可变性和复杂性等挑战。然而令人欣慰的是，通过在端到端、集成设计流程中使用EDA工具，这些挑战都是在人们的掌控范围之内的。

上段话出自Cadence白皮书“20nm是怎样改变IC设计的”，我超级同意这种说法。20nm当之无愧地是半导体生态系统的转折点。现在，技术的褶皱已经被熨平了，让我们来看看代工业务模型是如何演进的。

“无疑，我们正站在最先进的工艺技术节点这个十字路口。为了能够迈出正确的一步，对制造和设计中必要的投资和和资源是必不可少的。”三星北美洲的代服务副总裁AnaHunter表示。

我很同意AnaHunter的观点，整个产业处在一个转折点，业务模式将会改变。代工半导体公司们需要一个类似IDM的环境模式。如果看一下三星最新的宣传册“两全其美：IDM和专业晶圆代工”。

在DAC2012那段时间，我曾经问过很多无晶圆半导体厂商的工程师们，与代工厂们进行新的工艺技术合作使他们发生了什么样的改变。我也问了一些代工厂。类似IDM这样的答案并没有让我感到吃惊，因为与EDA和IP厂商们合作新的工艺节点已经是我每天都在做的事情了。但是对于那些相信英特尔的公关那套胡说八道的理论的人来说就不同了。

UMC首先在与赛灵思的从0.25微米转向40nm的合作中用到了类似的IDM环境模式。赛灵思用UMC总部一个楼层的员工花10年的时间开发出了很多新的工艺。而赛灵思与UMC“离婚”之后，UMC再也不奉行“一夫一妻”制了，而是选择了多家厂商如TI、高通和IBM。

台积电却选择了一条被大多数人忽略的路。早期的与其他厂商在参考流1.0上的合作，现在已经演进为12.0的版本，并且有了很多新的合作方，结果将在10月的TSMCOIP上公布。这些合作方包括已有的和新兴的很多半导体和EDA厂商。接下来台积电将为客户零成本研发实体知识产权作为参考和生产用。而商业知识产权是台积电“硅验证”程序的另一部分，大大小小的IP公司完成了详尽的资格认证程序来确保可以挤进台积电的IP厂商目录。下一步就是台积电的“早期使用计划”，挑选一部分客户和合作伙伴来进行工艺研发。我想这是从90nm开始的吧。早期使用计划的认证过程还存在争议，但是可以明确的一点是这对于无晶圆半导体的生态系统进化很有帮助。而结果就是，台积电的DTP（设计技术平台）部门已经花费了几亿美元来构造行业领先的“模拟IDM平台”，正如我们今天所见到的。

这把我们带到了40nm工艺。早在28nm甚至20nm的时候无晶圆厂商门已经入驻新竹了，代工厂已经开始“早期认证”一些顶级的无晶圆厂商了。但你很难区分高通、博通、英伟达、赛灵思和如今的IDM，当然制造设备的所有权除外。并且不要忘了现在的无晶圆厂商德州仪器、AMD、富士通、LSILogic曾经都是IDM厂商。