今年年初，TowerJazz Semiconductor正式啟用新品牌，更名為Tower Semiconductor（以下簡稱TowerSemi）。該公司表示，啟用新的品牌標識將更好地反映公司的全球業(yè)務和實力，公司將致力于提供最高價值的模擬芯片制造解決方案。

近日，TowerSemi負責中國區(qū)運營的全球副總裁秦磊在ICCAD 2020上就介紹了5G運用中的模擬芯片，以及TowerSemi為模擬芯片提供的專業(yè)代工能力。會后，秦磊在接受集微網(wǎng)記者采訪時，還談到了國產(chǎn)模擬芯片的發(fā)展之路。

5G時代的專業(yè)代工平臺

秦磊指出，5G給整個芯片市場帶來了很多增量，許多芯片的新應用都是圍繞著5G發(fā)展。而在5G運用中，模擬芯片的作用至關重要。按運用角度來劃分，5G相關的模擬芯片主要包括射頻、電源和傳感器三個方面。

秦磊表示，射頻芯片是5G到來以后變化最大的芯片，而5G射頻芯片主要應用于5G手機前端模組和5G基站上。隨著性能要求越來越高和市場需求越來越大，在5G射頻芯片的制造端，SOI和鍺硅工藝的發(fā)展十分迅速，用量也在急劇增加。

5G目前主要包括Sub-6GHz和毫米波兩個頻段，國內(nèi)普遍應用的是Sub-6 GHz，而該頻段對RF SOI工藝的一些參數(shù)提出了高要求。秦磊表示：“模擬芯片與數(shù)字芯片不同，其制造過程并不強調(diào)工藝節(jié)點的精進，而是對Ron×Coff、高功率處理、高數(shù)字密度、低噪聲等參數(shù)有著更高要求?！?/p>

據(jù)秦磊介紹，TowerSemi的SOI工藝在8英寸平臺從QT1發(fā)展到QT9，Ron×Coff已經(jīng)從第一代的200fs降低到了100fs以下。同時，TowerSemi還在12英寸平臺同步發(fā)力，由于起步時間較8英寸較晚，第一代的TPS90RS工藝已經(jīng)能夠和8英寸平臺的QT9持平，而現(xiàn)在推出的TPS65RS的Ron×Coff已經(jīng)降低到80fs左右。

關于8英寸和12英寸平臺在技術需求上的區(qū)別，秦磊表示，8英寸平臺發(fā)展到QT8和QT9以后，TowerSemi更注重大功率的發(fā)展。而12英寸平臺由于是在65nm節(jié)點，其數(shù)字方面具有一定優(yōu)勢，因此LNA在12英寸平臺更具有成本優(yōu)勢，而且目前5G PA模組中天線開關和LNA整合芯片已經(jīng)是大勢所趨，所以12英寸平臺在這方面也更有優(yōu)勢。

5G開始普及之后，除了手機前端市場爆發(fā)，基站的數(shù)量也開始劇增。秦磊表示，5G與4G區(qū)別最大的地方就是基站覆蓋范圍變小，在此情況下， 基站的數(shù)量就比以往要多。而基站與基站之間都是靠光通信的電纜在通訊，所以光通信芯片在5G基站應用中也開始爆發(fā)。

TowerSemi在光通信芯片代工方面目前主流的工藝平臺包括SBC18H3和SBC18H5，兩個平臺的區(qū)別在于Bipolar管子的頻率不同，SBC18H3的Ft能達到240GHz，而SBC18H5的Ft則能達到300GHz。

秦磊透露，由于目前低于100GHz光通信芯片產(chǎn)品仍然是出貨量的主力，所以大多數(shù)客戶都會選擇TowerSemi的SBC18H3平臺。目前，在100GHz以下的光通信芯片晶圓生產(chǎn)領域，TowerSemi擁有60%以上的市占率。

在電源模擬芯片代工方面，TowerSemi是第一個直接從0.18μm轉(zhuǎn)到65nm工藝的代工廠?！按蠹铱赡軙J為65nm會比0.18μm更貴，實際上由于mask 層次與0.18um基本保持一致，加上Rdson的降低，芯片成本會比0.18um更加具有優(yōu)勢?！鼻乩谌缡钦f。

在傳感器芯片代工方面，秦磊著重提到了身份識別領域。他表示，無論是帶光學鏡頭的光學指紋識別模組、超薄方案的光學指紋模組，還是用于人臉識別的結(jié)構光和ToF模組，TowerSemi的CIS工藝都可以為客戶提供解決方案。

除了介紹TowerSemi的專業(yè)工藝平臺，秦磊還談到了最近十分火熱的產(chǎn)能問題。據(jù)秦磊介紹，目前TowerSemi在全球有7座工廠，以往公司經(jīng)常會出現(xiàn)一個廠滿載而另一個廠產(chǎn)能利用率不足的問題，因此公司近兩年把所有主要工藝平臺覆蓋到2~3個工廠，來增加產(chǎn)能調(diào)配的靈活性。

探尋模擬芯片發(fā)展之路

近幾年，TowerSemi中國區(qū)的業(yè)務成長率排在全球的第一位。秦磊表示，中國區(qū)業(yè)務對于公司而言已經(jīng)是舉足輕重的地位。

盡管國內(nèi)模擬芯片廠商已經(jīng)取得了長足的進步，但仍然與國外廠商還有較大差距。目前，模擬芯片市場規(guī)模大約為1000億美元，占全球半導體市場的22%。中國模擬IC年需求量超過2000億人民幣，占全球整個模擬IC市場的60%，但國產(chǎn)率低于15%。

秦磊告訴集微網(wǎng)，中國模擬芯片的發(fā)展主要面臨產(chǎn)品性能不足和高端人才欠缺兩大痛點。

“就終端用戶而言，他們對于模擬芯片的選擇仍然是產(chǎn)品性能指標，目前國內(nèi)產(chǎn)品的性能和國際大廠的高端產(chǎn)品還是有一定差距。譬如射頻PA產(chǎn)品，最重要的是效率、最大輸出功率、線性度等指標的比拼。”秦磊說，“產(chǎn)品性能之所以有差距，正是因為高端人才的欠缺。國內(nèi)不是沒有人才，而是沒有太多的具有多年經(jīng)驗的高端人才。做高端數(shù)字芯片研發(fā)需要上百上千的研發(fā)工程師，但設計模擬芯片往往更需要兩三個經(jīng)驗豐富的高端人才。”

值得一提的是，國內(nèi)一些模擬芯片廠商開始選擇IDM的模式，針對產(chǎn)品需求來調(diào)試自身的工藝，讓設計和工藝的結(jié)合度更緊密，靠工藝來彌補設計參數(shù)上的劣勢。

對此，秦磊表示，IDM模式確實具有一定優(yōu)勢，但眼下模擬芯片更為成功的模式就是Fabless，近期國內(nèi)模擬芯片上市公司或者準上市公司幾乎都是Fabless企業(yè)。設計與制造分工是國際半導體行業(yè)的趨勢之一，這樣可以為產(chǎn)品公司擺脫晶圓生產(chǎn)工廠的巨大的投資以及后期工廠營運的財務壓力。當然，相比數(shù)字芯片公司而言，模擬芯片公司需要與Foundry在技術上保持更加緊密的聯(lián)系。

針對模擬芯片設計公司的代工需求，秦磊指出，TowerSemi不單單是強調(diào)工藝平臺，而是以市場需求為導向，針對具體應用的產(chǎn)品來衍生到工藝的優(yōu)化。因此，盡管不能做到為所有客戶定制化調(diào)整工藝，但TowerSemi基于與各個產(chǎn)品領域的全球領先模擬芯片F(xiàn)abless企業(yè)的多年合作，也能用標準化工藝為客戶提供符合市場需求的專業(yè)模擬芯片代工能力。

秦磊還表示，模擬芯片領域的產(chǎn)品研發(fā)周期十分重要，而TowerSemi專業(yè)的Design Enablement能力能幫助模擬芯片設計公司快速地推出產(chǎn)品，這將幫助國內(nèi)廠商提升產(chǎn)品競爭力，搶奪市場份額。由于模擬芯片的仿真比數(shù)字芯片難度更高，TowerSemi仿真模型的高精準度和PDK文件的全面度，收到了所有用戶的高度認同，為新產(chǎn)品第一次試生產(chǎn)成功起到了強有力的幫助，這一點對于國產(chǎn)模擬芯片在市場中突圍也至關重要。

“一般來說，數(shù)字芯片的成功有70%在于設計，30%則在于工藝平臺的助力。而對于模擬芯片而言，工藝平臺的貢獻度遠高于30%?！鼻乩谡f，“盡管TowerSemi這樣的代工廠可以一定程度上給予幫助，但國內(nèi)模擬芯片廠商想要迅速縮小與國際大廠的差距，還需要通過自身多方面的補強。”

秦磊強調(diào)，國內(nèi)廠商補強的第一大因素是公司的研發(fā)能力。模擬芯片公司在研發(fā)上必須要持續(xù)投入，盡量使產(chǎn)品線完整化，而不依靠單獨一到二顆產(chǎn)品打天下。同時，把產(chǎn)品性能真正做上去。而補強的第二大因素就是與大的系統(tǒng)廠商進行深層次的合作。首先，產(chǎn)品性能一定要得到系統(tǒng)廠商的認可，而不是僅僅停留在demo測試結(jié)果。第二，大的系統(tǒng)廠商可以從用戶端對產(chǎn)品提出更高要求的指標，這樣可以幫助模擬芯片公司對新產(chǎn)品進行定義，以及快速提升一條產(chǎn)品線的綜合性能。另外，芯片公司也可以持續(xù)穩(wěn)定的得到訂單。
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