Maxim Integrated公司即將推出采用sub-100nm模擬制程技術制造的第一代模擬產品,并進一步推動其整合策略。Maxim Integrated公司執行長Tunc Doluca在接受專訪時深入探討該新制程的策略方向,并分享他對于英特爾(Intel)、三星(Samsung)與中國的個人看法。
事實上,模擬設計并未從更先進的制程技術中獲益,甚至還面臨著許多問題,因此目前許多設計仍采用250nm和350nm制程制造。Doluca指出,Maxim目前的主力在于支援70-80V電晶體的180nm制程。Gartner公司模擬分析師Stephan Ohr表示,這對于德州儀器(TI)與安森美半導體(On Semiconductor)等其他競爭廠商來說也是一樣的。
相較于TI與凌力爾特(Linear Technology)等競爭對手采用標準模擬建構模組的方式,Maxim的目標在于透過打造特定應用的整合模擬與數位元件來實現差異化。Maxim的新制程看來就是針對這兩種設計而實現的。
Ohr推測,Maxim公司的新制程可用更薄的垂直單元結構來減少晶片面積;此外,它也可能是一種平面制程,因而無需使用太多晶片面積來維持更高的電流。
請談談Maxim的新制程
Doluca:我們正致力于90nm范圍內的下一個節點。這是內部自行開發的制程技術,但也將與合作伙伴共同提升產能。盡管目前以300mm晶圓供應商力晶科技(Powerchip)為主導的合作伙伴佔Maxim約1/3的生產,但該新制程的合作伙伴將與其有所區隔。Maxim的策略之一是在300mm晶圓制造專為行動裝置所用的晶片,這一類元件通常需要300mm晶圓的高產能以及低成本結構優勢。
這項新制程具有多項新要求,所以你必須確定哪些代工廠最適合進行生產。我們想充分利用別人現有的條件。從目前代工合作伙伴的晶片產能來看,我們已經達到40億美元的銷售額以及25億美元的營收了,但我們仍有成長的空間。新制程將可支援高電壓和更密集的數位設計。
MEMS制造仍必須采用不同的制程,才能讓元件整合于封裝中。我們預計在明年出貨首款采用新制程的元件,因此,目前正著手進行設計,但還得花費一些時間才能使其合乎制程要求。
還有其他公司在研究sub-100nm模擬制程嗎
Doluca:我想關注于行動方面的供應商應該都會研究這項制程,預計至少應該有TI、高通和Dialog等公司,但每家公司都對技術開發保持高度機密,我們也一樣,因為這就是差異所在。
Doluca的辦公室墻上掛著一幅300mm晶圓
Maxim最新的整合策略是什么?
Doluca:過去五年來我們為這項技術投入許多資源,但在逐漸進步的過程中也遭遇不少阻力。Maxim在2000年中期時的銷售數字僅10+%,而今已經超過40%了。我們持續改善設計方法,每個部門都以不同的速度進展,但數位相關部門的進步更迅速。例如我們的智慧電錶產品是由微控制器人員加入模擬模組而實現的。今年最主要的計劃在于確保每個部門都站在同一陣線上。不過這并不容易,不但必須完全以市場需求為導向,而且所用的工具也不像數位領域那么先進。
Maxim透過更先進的模擬制程推動整合--隨著每一代產品導入更多功能,晶片面積更精簡,平均每項功能的佔位空間也大幅縮減。
工具帶來了什么挑戰
Doluca:在數位領域中所用的工具是相當完善的,你可用高標準依據需求來編寫。大多數的數位工程師可能不知道什么是電晶體,他們其實也沒必要知道。數位具有確定性,但模擬則否。這意味著設計驗證著重于你的建模技術,以及使用這些建模實現模擬的表現。
隨著設計奱得更加復雜,驗證正成為一項重大挑戰。例如,運算放大器(OP)就有5項規格要檢查,而對于整合ADC、MCU與DAC等元件以驅動致動器與放大器的大型晶片來說,就更困難了。
因應這些挑戰,您認為EDA社群應該展開什么樣的行動?
Doluca:簡言之,就是驗證。讓工具變得更快,讓制造和測試開發能夠更有效互動與結合。大多數情況下,現有的工具都不夠好,但持續改善中。此外,問題也不只在于工具,工程師如何有效利用的心態與習慣也很重要,這就必須從管理層面加以改變了。
Maxim會繼續制造標準模擬建構模組嗎
Doluca:是的。建構模組層級必須具有根本的創新,客戶仍然需要高性能的解決方案,因此必須開發這些模組。
感測器是訊號鏈的一大關鍵,因此我們也將大量投入。感測器和模擬融合將是實現進一步互連世界的關鍵。用于行動、醫療、觸控、照明與手勢的各種感測器都將出現更大的進展。Maxim在2011年7月收購SensorDynamics公司,象徵我們進入了運動感測與MEMS領域。
我們很快就可看到采用這項技術的產品出樣,客戶也告訴我們這是他們見過最小、最精確的產品。運動感測和陀螺儀的結合使其更具有強大性能。我們也開發光學感測器,同時在手勢感測器產品開發中更取得了多項突破,目前已獲三星Galaxy S4手機采用。
未來我們還將看到更多的醫療感測器廣泛應用于智慧型手機中。我們已經擁有所需的各種基礎技術了,包括心律計、血壓感測器等,可滿足大多數的醫療電子應用。
目前Maxim約20%的業務都來自于三星手機,華爾街曾擔心Maxim可能面對像諾基亞帶給TI的風險?
Doluca:如果你想要成長,就不能忽視這個成長中的行動市場。為了緊跟市場的步伐,業界開發多種新技術以期領先市場,而我們可將這些技術擴展至其他市場領域。所以,這是一種成長,也是技術創新的驅動力。我們在六年前決定進軍行動市場,雖然這一市場存在風險,但我們始終保持警覺性。
市場的本質是兩大贏家共存。我們的策略是贏得更多的客戶。除了擁有最大客戶的支持以外,我們還期望使這一客戶基礎更加多元化。我們已經從三星取得電源方面的訂單了,現在又增加了一些感測器產品,接下來將在這一基礎上實現多元化。
我們在MEMS方面也提供了很好的行動產品,但還未開始取得營收,因此未來的潛力無窮,此外,我們在音訊方面也有吸引人的技術,但收入看來還不樂觀。
您認為英特爾為其第四代Haswell處理器中新增電壓調節器,可能影響約3億美元以上的市場規模嗎?
Doluca:在1990年代中期,Maxim在筆記型電腦晶片市場占據重要地位。但在5、6年前我們開始意識到這個市場的改變不足,已經成為一種商品了,因此我們逐漸轉移市場重點,現在這已經不是我們的最大市場了。幾年前我們預見這種整合的到來,其中明顯存在技術挑戰,而我不確定Haswell是否能夠有效解決這個問題。我并不是因為英特爾帶來威脅才這么說,這其實是工程上的問題。它在CPU整合增加了更多的不必要的電源與熱耗散。
高通也在晶片組中增加更多電源功能,可能影響Maxim的模擬業務市占率嗎?
Doluca:像高通和博通這樣的晶片公司都有很多的模擬設計。有些電源管理模組和應用程式或基頻處理器是緊密耦合的,其他元件則否。每位客戶都希望找到最適合自己智慧型手機的解決方案,每個人對子系統的建立途徑都有不同的看法,因此商機是無止境的。
Doluca為Maxim開發筆記型電源管理晶片
還有哪些整合設備存在強大的潛力
Doluca:資料中心內部的通訊系統比外部通訊系統更多,這需要相當專業的模擬和混合訊號電路來實現,當然也是具有發展前景的領域。此外,我們相信將會看到分佈式小型蜂巢式基地臺采用高度整合的收發器來實現訊號覆蓋。但服務供應商能使其多快普及還不確定──他們正在進行場測但未部署小型基地臺,所以目前還只是大量測試的早期階段。我們現正銷售這種收發器,但大多數產品都用于3G,目前還在進行4G收發器的開發中。
此外,汽車也是Maxim的一個巨大成長領域,汽車電子的興起,帶動對于豐富的資訊娛樂系統、更安全的碰撞偵測感測器以及清潔能源汽車的需求增加,推動對于汽車電子市場的巨大需求。此外,為了讓汽車也變得更安全可靠,事故率與汽車元件數間接形成正比,所以整合元件越多,汽車就越安全可靠。這就是我們持續推動的發展方向。
中國同樣對Maxim帶來了市場與威脅嗎?
例如, Maxim前員工Gary Yang為上海英聯(Union Semi)打造4,000萬美元的業務,透過制造低成本模擬元件直接銷售給中國ODM?
Doluca:這些公司當然可在一些目標產品上取得成功,并從與鄰近元件客戶建立密切關係中受益。但許多這樣的公司欠缺廣泛的IP,只能推出幾項特定的方案。這是我看到即將出現的業務模式,因此我就是為什么我認為必須脫離制造簡單元件的業務(如針對筆記型電腦的元件)之故。如果你只做設計簡單的晶片,那可能很快地陷于麻煩中。如果你開發更先進復雜的產品,你就能贏得成功并保有市場地位。這并不是競爭對手在短短六個月內就能達到的成就。
從市場角度來看,我們看到中國存在巨大發展商機,吸引大量的投資。但它比起美國更加分散──中國只有幾家大公司,如華為(Huawei)和聯想(Lenovo),但也有一些相對較小的公司,因此想完全采用直接銷售團隊的力量進軍中國市場,還面對巨大的挑戰。“
Doluca的辦公桌上放著一則‘Never, but never question the engineer‘s judgement’的標語
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