當摩爾定律超越了市場需求,芯片廠家就到了重新考慮新的商業(yè)策略的時候了......

芯片換代：加速進步,還是加速崩潰？

Geoffery James/文   曉丹/譯

    更快、更廉、更好。芯片上的晶體管數(shù)量每兩年翻番一次——高登.摩爾這句著名的金科玉律,似乎將和牛頓重力定律一樣,橫亙時空、永遠不老。英特爾、IBM和其他巨頭已經(jīng)在研制比現(xiàn)有技術超前三代的芯片集成技術了;而在實驗室里,科學家正在試圖研制可以單片容納一萬億個晶體管的芯片。此時,這些年來不時浮出的、聲稱“摩爾定律將逐漸死亡”的預言,聽上去就成了陳腐的笑話。

    摩爾定律是在高登.摩爾擔任仙童半導體研發(fā)實驗室主管時提出的。明年是這條定律40歲生日。40年來,市場對芯片的需求總是超過芯片的生產(chǎn)能力,半導體行業(yè)都認定芯片的更新?lián)Q代不僅可以帶來更快、更廉、更好,還能帶來更多的利潤。但是,這一假設并不總是對的。如今,市場對新型芯片的需求正在史無前例地減弱。VISL研究機構的副總裁Risto Puhakka指出,“半導體需求量通常每年增加15％－17％,但是現(xiàn)在這個數(shù)字變成11％－13％�！比绻�這一趨勢繼續(xù),那些花巨資投資高密度芯片的廠家將發(fā)現(xiàn)自己根本找不到那么大的市場。

    當摩爾定律在技術上勝利、而在效益上遭挫的時候,半導體行業(yè)將如何面對？當市場上充斥著大量賣不出去的芯片的時候,半導體企業(yè)應該如何應對這一糟糕的境遇？

昂貴的進步

    更快、更廉、更好,這一振奮人心的口號其實含有輕率冒失的一面。芯片的更新?lián)Q代,意味著建廠和設計的費用越來越多地擠占企業(yè)利潤。據(jù)VLSI研究機構的數(shù)據(jù),從上世紀80年代早期到90年代早期,每次芯片換代時的建廠費用都隨之翻番。這之后,建廠費用的增長幅度逐漸減緩,即從幾何增長變成線性增長。但是勿庸置疑,只有那些財力雄厚的企業(yè)才能做建廠的打算。德州儀器負責全球生產(chǎn)的高級副總裁Kevin Ritchie說,和前些年相比,建廠費用增加了差不多2倍,達到了30億美金�！斑@是因為更大的硅片和更密集的集成需要更復雜的技術。”

    膨脹的還不只是建廠費用。SMIC設計支持部門的主管Meyrick Chan舉例說,即使是一個130納米級芯片的設計和流片都要耗資300萬美金。如果上升工業(yè)標準到90納米級的話,設計費用還要急劇攀升,因為如此高的集成度要求使用全新的工具和技術。IBM的技術專家Bernie Meyerson解釋說,“過去,每一次芯片的升級實際上是對以往芯片的尺寸進行縮減,但是現(xiàn)在,當縮減的空間越來越小的時候,必須有全新的設計技術來保障芯片功能的正常發(fā)揮�！�Gartner研究員Gary Smith說,新的設計概念如片上系統(tǒng)（SOC）和電子系統(tǒng)級設計（ESL）都將增加設計費用的開支。

    幸運的是,當計算單個芯片的生產(chǎn)成本時,新一代芯片的研發(fā)生產(chǎn)費用就變得不那么昂貴了。比如,雖然300毫米硅片的建廠費用比200毫米硅片的建廠費用要貴25％,但是300毫米硅片上容納的芯片數(shù)卻比200毫米的要多225％。同理,如果運用SOC或