随着各种类产品的生命周期逐渐缩短,因此如何在利用最少的资源,在最短的时间内将产品上市,创造最大利润,这已成为各公司成功的关键要素。半导体产业自不免于此趋势之影响,因此IC设计业者必须有效分配公司资源来创造最有效益的核心价值部分,其他费工、耗时的工作则希望能以最少的人力与工时来达成,而外包这些工作就成为一种潮流,IC设计服务也就应运而生。
目前芯片的设计较过去复杂许多,一般设计公司若要完全自行开发芯片,除了公司专精的技术部份之外,尚要耗费许多资源在其他较不专精的设计工作上,例如Interface、Bus,以及Layout、Placement等,此外还可能必须在公司外部寻找需要的IP来源,将之将以整合,最后再加上晶圆制造、封装、测试等代工流程,如此繁琐的工作需求必定耗费许多公司资源。
设计服务公司的角色是针对客户(IC设计业者或系统厂商)的需求来完成整体的IC设计工作,并提供设计完成后Tape out至晶圆代工厂的服务,因此完整地包办设计工作完成以及晶圆制造、封装、测试代工等需耗费大量人力与时间的繁琐工作,如此一来其客户便能够更专注于特定专业设计技术能力的提升,对市场的开发也能投注更多的公司资源。因此设计服务公司所提供完整的服务流程可使IC设计与制造的间的流程衔接顺畅,并因此大幅节省客户在上述项目的投资,对提高IC设计公司之竞争力有相当大的帮助。
全球IC设计服务市场经过2001年半导体的不景气,在2002年之后因应市场需求的增加而呈现稳定成长;而在台湾的设计服务产业虽然不能免于景气谷底的影响,但是由于看好未来市场的需求,所以即是再不景气时新的IC设计服务公司也有如雨后春笋般出现。
《图一 全球设计服务市场〈数据源:Dataquest (2002/02);工研院经资中心ITIS计划(2002/04)〉》 |
|
《图二 台湾IC设计服务发展历程〈数据源:工研院经资中心ITIS计划(2002/04)〉》 |
|
IC设计服务业在全球委外设计趋势形成,以及台湾IC设计业蓬勃发展、接近晶圆代工厂及完整产业链等的环境下,近几年来国内投入设计服务公司的家数成长相当快,迄今国内共计有二十家左右的设计服务公司,且各自依附在台积电或联电制程体系之下。台湾的IC设计服务公司多属中、小型规模,资本额多半介于1~3亿元间,仅有智原的资本额超过十亿;而公司员工总数在50人以下的公司数目为最多(占约八成比例),而规模最大的智原所属员工总数超过三百人。就营收规模来看,智原以24亿营业额遥遥领先群伦,而营收在一亿元以下者占大多数。因此整体看来国内设计服务公司的规模大小差异仍大。
台湾IC设计服务发展特色与未来趋势,分析如下:
(一)以ASIC设计为主要营收项目
随着芯片设计复杂程度迅速提高,且系统产品也需以独特的功能来扩大市场,因此客户端对于ASIC设计服务的比重也逐渐增加,特别是来自于系统厂商的ASIC设计订单,所以ASIC目前是设计服务业的主要营收来源。以智原为例,预估在ASIC业务比重将由2001年的75%提高至2002年的80%,显示ASIC设计订单是目前带动公司今年营收成长的重要项目,而其他的设计服务公司的业务比重也有类似的情况。
(二)积极争取海外客户以扩大市场
对国内的设计服务业者而言,目前所承接的订单以国内客户为主,而在市场有限且逐渐形成杀价抢单的的情况下,各业者便须积极拓展海外市场,而大陆市场虽然尚在起步阶段,但基于布局的考虑,所以业者纷纷赴大陆设据点,但大陆市场与其他欧美公司不同,故须因不同的诉求来争取订单。
来自欧、美、日本订单的技术要求相当高,相对地利润也较高,因此国内业者须以高阶SoC级的设计服务技术来打开国际市场。另方面大陆市场的技术层级不高且需求量大,因此也吸引众多IC设计服务公司赴大陆设据点。大陆市场的虽然很大,但多数大陆厂商缺乏系统整合的能力,加上大陆产业并未建立知识产权的观念,因此各设计服务公司在大陆市场的经营仍相当辛苦。
(三)积极取得核心技术、扩充IP数据库以提供全方位的设计服务
提供客户所需要的制程需求是设计服务业所必须具备的能力,因此建立完整研发团队是设计服务业者的必要发展条件,除提升在发展高附加价值的产品技术能力之外,并应改良在先进制程之设计流程;因此要加强自行开发技术与IP的能力,一方面可随时提供客户完整的IP与相关技术服务,另方面也可掌握关键IP与技术,以保持技术领先的优势,提升公司的竞争力。虽然全球设计服务的市场规模仍持续扩大,但设计服务业的进入技术门坎并不高,因此在激烈竞争下,业者找唯有加强提升本身的技术层级,使其有能力承接利润较高的高阶产品订单,因此各设计服务业者无不积极扩充IP数据库,发展独特的设计技术以求在市场胜出:
智原
智原取得ARM授权的RISC CPU core,并以低于ARM相同平台的报价切入中低价位的市场外,在网络产品的布局,不排除透过并购国外业者方式取得模拟式核心技术,也有计划在美国硅谷成立研发团队,除积极寻求技术来源,并可就近服务国际大厂客户,有利于开拓国际一线大厂的订单。
巨有
巨有目前以通讯IA、数字消费性电子商品为主力市场,未来则将逐步切入无线通信以及数据传输应用,并积极争取欧洲与日本的订单,所以必须加强在0.13微米以及0.1微米制程及系统单芯片解决方案,并持续充实内部IP数据库,如:USB 2.0、DSC、PDA、IA以及 Smart Phone、WLAN、XDSL,及蓝芽等相关IP都是巨有的目标。
亮发
亮发获得Adamya的协助,完成蓝芽低耗电的蓝芽软件基频产品,再结合Tensilica微处理器,可提供相当具效益的蓝芽解决方案。另外创杰蓝芽基频技术已取得BQB认证,未来将提供客户包括软件及韧体的蓝芽解决方案。而科雅合并飞科使公司的IP数据库以及技术层级扩大,因此科雅的设计能力更为完整。
(四)晶圆代工业者加强设计服务
由于芯片的复杂程度较以往倍增,不但使设计、制造流程更复杂,也会使测试、封装等后段成本大为增加,因此晶圆代工厂的设计服务部门的角色变日渐吃重,不但要考虑制造时所可能遭遇的问题,还要协助将各段流程生产整合,使客户可避免问题产生,并节省成本。而除了本身的设计服务部门之外,各晶圆代工厂也与各IC设计服务公司合作,提供客户解决设计生产上所可能遭遇的问题。例如台积电目前已与7家设计服务公司结盟,成立所谓的DCA (Design Center Alliance),包含创意、巨有、源捷、科雅、世纪创新、虹晶、新思等公司,台积电希望藉由DCA成员的力量,协助客户,特别是系统厂商完成芯片的开发与制作。另一方面,联电除了本身的设计服务部门之外,与智原的密切关系也使可客户可以适时获得必要的协助。
(五)大力推广设计平台、提高普及率
由于芯片设计中不同来源的IP各自采用相异的设计架构与准则,造成IP整合困难,因此使系统单芯片的发展受到限制。为解决此一困境,各公司以及半导体相关机构无不大力推广共通的设计平台,不但可一举解决IP整合的困难,加速系统单芯片的发展,而若在此一平台争霸战中的胜出者亦可因此获得广大的市场,因此各公司无不积极推广各自的设计平台。智原将公开自行开发的先进制程组件设计平台架构,并将积极推广提供客户与业界使用,如此不但使IP不兼容问题降至最低、加速产品上市时程,而此举亦有助于推动智原的设计架构成为产业标准。
亮发自行研发的InPlat平台可提供客户进行无线局域网络及多媒体产品的开发,可大幅缩客户产品设计开发时间外,亦可有效协助厂商快速整合各种IP。虹晶的SOC平台将包括ARM及MIPS的32-bit RISC core,并提供相关的IP、软件、韧体,对产品的即早上市,将是一大助力。
(六)设计服务业者积极建立与晶圆代工厂之密切合作关系
除了公司本身的技术能力之外,设计服务业者对晶圆生产的掌握度,包含产能的配合以及良率的提高,都深深影响了客户下单的意愿,因此IC设计服务业者必须与晶圆代工业者建立良好且稳定的合作关系。而在提供先进制程设计服务时,晶圆代工厂的生产能力与良率是否同步提升也深深影响了IC设计服务业者的表现,因此晶圆代工业与设计服务业的关系必然会愈来愈密切。智原成为国内最大的IC设计服务公司,其与联电密切合作为重要因素之一。
另一方面IC设计服务业者也往往扮演着为晶圆代工厂探路的角色。台积电藉由与创意等公司在大陆市场的合作,提供大陆客户训练服务,除对大陆IC设计具有正面提升效果,并且有着替台积电争取订单的意味存在,此种合作关系的建立不但可加强竞争力,并能有效分散市场风险。而得诣科技(AbleLink)以中芯产能策略伙伴的身分积极为中芯在台湾寻找客户,也是有着同样的策略考虑。
结论
在竞争者日众的市场中,IC设计服务业者必须累积本身的技术发展能量,提供高效率的差异化加值IC设计服务,有效扩大业务范围,方能在未来国际半导体市场中占有一席之地。而国内业者已具备产业链完整的优势,下一步仍需在设计平台上寻求更高的互操作性,以解决IP整合的困难,加速系统单芯片的发展;此外,在与晶圆代工业者建立良好且稳定的合作关系的基础上,如何共同推展如处女地的对岸市场,也会是IC设计服务业者必须关注的一大课题。