Schnelle Markteinführung durch Anpassung

Laut Hu liegt der Schlüssel für die Zukunft der Halbleiterfertigung in den Design-Methoden für Systems-on-Chip. Die Standardisierung könnte entscheidend dazu beitragen, Single-Chip-Lösungen in kurzer Zeit effektiv realisieren zu können. Da sich derzeit die gesamte Industrie auf die 0,10-mm-Technik zubewegt, ist das Unternehmen überzeugt, dass dies der richtige Zeitpunkt ist, um mit den Bemühungen um eine Standardisierung zu beginnen. Nach Ansicht von Hu könnten Anpassungen der Prozesstechniken dazu führen, dass fast identische Prozessschritte entstehen, die wiederum die Voraussetzung dafür wären, zu gemeinsamen Design-Regeln, gemeinsamen elektrischen Parametern und identischen Eigenschaften der Transistoren zu gelangen. Schon erfreut sich die Anpassung der Prozesstechniken der Unterstützung von einigen Integrated-Device-Manu-facturers (IDMs).

Laut Hu gibt es mehrere treibende Faktoren für eine Standardisierung: Erstens besagt dasGesetz von Moore, dass sich die Integrationsdichte der Chipsalle 18 Monate verdoppelt. Zweitens hat die Halbleiterindustrie heute mit der sich ständig verbreiternden Kluft zwischen denFähigkeiten der Design-Tools und der bereits möglichen, enormen Anzahl der Transistoren auf den Chips zu kämpfen. Die fortschrittlichen Prozesstechniken stellen heute mehrere Millionen Transistoren pro Chip zur Verfügung. Die Fähigkeit, diese schnell und effektiv zu einer komplexen Schaltung zu verbinden, hinkt heute hinter den Möglichkeiten der Prozesstechniken zurück. Drittens kommen die kurzen Produktlebenszeiten hinzu, die die Halbleiterhersteller dazu zwingen, in immer schnellerer Abfolge neueChips zu entwickeln und zu produzieren. Diese drei Faktoren lassen sowohl den IC-Herstellern ohne eigene Fertigungsstätten als auch den IDMs nur eine Wahl: Die Entwicklungszeiten zu verkürzen, indem sie standardisierte, bereits vorgefertigte Funktionsblöcke (Intellectual-Property), standardisierte Bibliotheken und demnächst auch standardisierte Prozesstechniken einsetzen.

Standardisierte Prozesse bringen der Halbleiterindustrie abernoch weitere Vorteile. Mit einer geringeren Anzahl untereinander konkurrierender Prozesstechniken können sich die Entwickler von Intellectual-Property auf den schnelleren Entwurf einer größeren Vielfalt von wiederverwendbaren Funktionsblöcken (Halbleiter-IPs) konzentrieren. Auch die Entwickler von Bibliotheken, in denen die grundlegenden Elemente für den Aufbau von integrierten Schaltungen enthalten sind, hätten die Möglichkeit, sich auf einen einzigen Zielprozess zu konzentrieren. Dadurch entfallen die Kosten, die bisher dazu erforderlich sind, die Bibliothekselemente auf mehrere Prozesse auszulegen, was oft mit einem eher bescheidenen Return-of-Investment verbunden war.

Hu sagte weiterhin, dass sich über die letzten zehn Jahre gezeigt hat, dass dem Foundry-Modell innerhalb der Halbleiterindustrie eine immer wichtigere Rolle zukommt. IP-Firmen,die Entwickler von Bibliotheken und EDA-Unternehmen gingen dazu über, ihre Produkte von TSMC in Silizium umsetzen und verifizieren zu lassen, bevor sie diese Produkte auf dem Markt anbieten. Mehr als 50 % der IC-Hersteller ohne eigene Fertigungsstätten und die Mehrheit der IDMs unterhielten bereits Geschäftsbeziehungen zu dem Unternehmen, sowohl für die Prototypenfertigung als auch für die Fertigung von ICs in hohen Stückzahlen. Bisher habe sich die Firma darauf konzentriert, die Fertigungs- und Service-Organisation aufzubauen, um ihre Erfahrung und die bestmögliche Qualität zur Verfügung zu stellen. Man gehe davon aus, dass das Unternehmen mit der Infrastruktur, die bis jetzt aufgebaut wurde, die SOC-Plattform für die Zukunft zur Verfügung stellen kann.

Die Fertigungstechnologie war traditionell ein wichtiger Differenzierungsfaktor unter den Halbleiterherstellern. Jetzt aber lässt die Notwendigkeit, in rascher Folge immer neue Prozesstechniken entwickeln und über die jeweils modernsten Fertigungseinrichtungen verfügen zu müssen, diese Vorgehensweise als nicht mehr vorteilhaft erscheinen. Daher werden nur noch wenige Halbleiterhersteller weltweit eigene 0,1-mm-Prozesse entwickeln. IDMs und IC-Hersteller ohne eigene Fertigung können sich zwar immer noch auf der Technikebene über die Zusammenarbeit auf der 0,1-mm-Plattform differenzieren. Der größte Teil der Differenzierung wird aber auf der SOC-Ebene stattfinden. Hier können sich die innovativen Entwickler auf die Systeme konzentrieren und den Produkten Eigenschaften verleihen, die sie von denen des Wettbewerbs deutlich abheben.