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第 32 屆 VLSI 設(shè)計/CAD 研討會剛剛以視頻會議的形式舉行。今年活動的主題是“集成電路驅(qū)動智能生活創(chuàng)新”。在模擬和射頻、EDA 和測試、數(shù)字和系統(tǒng)以及新興技術(shù)方面有許多出色的演講。除了各個具體的技術(shù)領(lǐng)域，研討會上還有一些很棒的主題演講，這就是我想關(guān)注的地方。臺積電的 Suk Lee 發(fā)表了題為“摩爾定律和半導體行業(yè)的第四個時代”的主題演講。任何試圖從半導體行業(yè)傳奇而動蕩的歷史中發(fā)掘出一些意義的事情都會引起我的注意。正如臺積電所解釋的那樣，半導體行業(yè)第四個時代的主旨就是合作。讓我們來仔細看看這個演講的內(nèi)容。
這份主題演講是臺積電設(shè)計技術(shù)平臺副總裁 Suk Lee 發(fā)表的。我認識他很長一段時間了，于公于私，這次演講對我來說都是必看的。當年我在Zycad而Suk在 LSI Logic 時，我就認識了他。和他交朋友是具有挑戰(zhàn)性的，因為 Suk 是個不容易被打動的主兒。后來，我們雙雙入職Cadence，在那里我和Suk合作很愉快，也共同取得了一些不錯的成果。他對技術(shù)抑制抱有卓越的高標準，這對我們的工作很有幫助。自 Cadence 以后，我曾在 Suk 主管的臺積電設(shè)計技術(shù)平臺部門中擔任過一些工作。他對卓越技術(shù)的高標準再一次提升了我們各自的水平?，F(xiàn)在，讓我們跟著臺積電和 Suk Lee 的說法，看一看半導體行業(yè)的歷史。
半導體的第一個時代——IDM
最初，晶體管是在貝爾實驗室發(fā)明的，緊接著，德州儀器 (TI) 做出了第一個集成電路。當仙童半導體開發(fā)出第一個單片式集成電路時，事情開始變得非常有趣了?？匆豢聪旅孢@張由計算機歷史博物館提供的照片，它展示了一些參與這一開創(chuàng)性工作的早期先驅(qū)。你會認出他們的名字來的。請注意，照片中的每個人都穿著夾克，打著領(lǐng)帶，這可是當年半導體弄潮兒的標配。這可能會給您計劃返回辦公室時的著裝提供一些參考：
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圖 | 仙童半導體的先驅(qū)者
于是，第一個半導體時代誕生了——集成器件制造商時代，簡稱IDM。在這個時代，IDM包攬所有工作—芯片設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)施、芯片的實現(xiàn)和制造工藝。我是在一家面向IDM 的基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域、名為 RCA 的公司開始自己的職業(yè)生涯的。Suk 在演講中指出，在 IDM 時代，集成和發(fā)明是相輔相成的。創(chuàng)造一些全新事物的機會，總是非常令人興奮。作為設(shè)計人員出身的我擁有第一手經(jīng)驗，對Suk的論斷深表贊同。定制芯片是 IDM 的主要領(lǐng)域。他們擁有完成這項工作所需的所有基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)和人員。因此，定制芯片這個工作僅限于 IDM 或有足夠資金資助 IDM 進行大規(guī)模開發(fā)的公司。后來，當我們開始進入第二個半導體時代時，這一切都改變了。
第二個半導體時代——ASIC
LSI Logic 和 VLSI Technology 等公司是這一歷史階段的先驅(qū)。現(xiàn)在，ASIC 供應(yīng)商向所有人提供了設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)施、芯片實施和工藝技術(shù)。在這個階段，半導體行業(yè)開始出現(xiàn)分化。有了設(shè)計限制，出現(xiàn)了一個更廣泛的工程師社區(qū)，它們可以設(shè)計和構(gòu)建定制芯片。技術(shù)開始變得民主化、大眾化，世界從此變得不一樣了。
半導體的第三個時代——代工
從本質(zhì)上來看，第三個時代是第二個時代成熟的必然結(jié)果。集成電路設(shè)計和制造的所有步驟都開始變得相當具有挑戰(zhàn)性。建立起一個生態(tài)系統(tǒng)，讓每家公司都能夠?qū)Ｗ⒂谒麄兊暮诵母偁幜?，這是管理復雜性的一個好方法。這就是第三個時代所發(fā)生的事情。芯片的設(shè)計和實施由無晶圓廠半導體公司負責，設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)施由 EDA 公司負責，工藝技術(shù)則交給代工廠來開發(fā)和交付。臺積電是這一階段的關(guān)鍵先驅(qū)。
半導體的第四個時代——開放式創(chuàng)新平臺
仔細觀察一下，我們又要回到原點了。隨著半導體行業(yè)的不斷成熟，工藝復雜性和設(shè)計復雜性開始呈爆炸式增長。在工藝技術(shù)、EDA、IP 和設(shè)計方法之間深奧而微妙的相互作用下，將分解的供應(yīng)鏈進行協(xié)調(diào)變得非常具有挑戰(zhàn)性。臺積電也是這個時代的先驅(qū)。
臺積電意識到，分解了生態(tài)系統(tǒng)的各個部分，需要大量的協(xié)調(diào)和溝通。需要一種將各個部分更緊密地結(jié)合在一起以促進更好協(xié)作的方法。因此，臺積電開發(fā)了開放式創(chuàng)新平臺?，或稱OIP。他們很早就開始了這項工作，剛開始這項工作時， 65 nm 還是前沿工藝。今天，OIP已經(jīng)成長為一個強大而充滿活力的生態(tài)系統(tǒng)。
臺積電提供的基礎(chǔ)設(shè)施為改進協(xié)作和協(xié)調(diào)鋪平了道路，在其成員之間創(chuàng)建了一個虛擬的 IDM。對臺積電的客戶來說，開放式創(chuàng)新平臺提供了整合模型和分解模型中最好的選擇。它改變了半導體行業(yè)的軌跡，為臺積電提供了實質(zhì)性的競爭優(yōu)勢。
這種模式有很多好處。執(zhí)行設(shè)計技術(shù)協(xié)同優(yōu)化 (DTCO) 的能力非常有用。下圖展示了臺積電 OIP 的覆蓋廣度。先進的半導體技術(shù)需要一個生態(tài)村，一個大生態(tài)村。為了幫助您理解一些首字母縮略詞，DCA 代表設(shè)計中心聯(lián)盟，VCA 代表價值鏈聚合器。
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圖 | 臺積電OIP
好了，這堂半導體歷史課，我們已經(jīng)到了結(jié)尾的階段。半導體一路走來，走到現(xiàn)在這個階段，是非常具有挑戰(zhàn)性和令人興奮的。 Suk Lee 在解釋歷史方面做得很好。臺積電引領(lǐng)了兩個半導體時代，我們的生活也因此變得更好了。我期待著半導體增長的下一階段以及它可能帶我們走向何方?，F(xiàn)在，請記住，半導體的第四個時代的主旨就是協(xié)作。
作者：Mike Gianfagna
編譯：與非網(wǎng)
