毫无疑问的,去(2005)年是国内模拟IC设计业者的丰收年,无论就营收或股价来看都有绝佳的表现。然而在丰收之后,面对现有与未来又当如何因应与准备?本文以下将针对此一议题进行更多的讨论与探析。
现况
首先,让我们来了解模拟(中国称之为仿真)IC设计的国内外现况,先就国内而言,虽然新竹科学园区是全球仅次于美国硅谷的第二大IC设计聚落(以家数来计),但长久以来、绝大多数都是从事数字IC设计,仅有百分之个位数的业者是从事模拟IC设计(包括混讯IC,即模拟数字共混),即便今日国内的模拟设计风气开始起飞,投入模拟设计的业者家数开始增多,但也依然无法超越总数中的一成比例,更简单地说,国内约有200多家的IC设计业者,然从事模拟设计者仅有20多家,勉强近一成,而更早的数年前甚至连5%都不足。
在这20多家的业者中,目前较具市占与知名者主要有立锜科技(RichTek)、致新科技(Global Mixed-mode Technology;GMT)、崇贸科技(System General)、沛亨半导体(Analog Integrations Corporation;AIC)、迅杰科技(ENE)等。
然在此之外,也还有富鼎先进(Advanced Power Electronics Corporation;APEC)、茂达电子(Anpec)、台湾模拟科技(Advanced Analog Technology;AAT)、易亨电子(Anachip)、安茂微电子(Analog Micro-Electronics;AME)、富晶半导体(Fortune Semiconductor)、圆创科技(Aimtron)、远翔科技(Feeling Tech)、擎力科技(SyncPower)等多家业者的相继投入。
接着是国外(全球)部分,2005年全球前10大的模拟IC业者排名分别是:TI德仪、ST意法半导体、Philips飞利浦、Infineon英飞凌、ADI亚德诺、NS美国国家半导体、Maxim美信、LTC凌特、Freescale飞思卡尔、Toshiba东芝等。除此之外,其他较具知名与代表性的还有Fairchild快捷、ON安森美、IR、Intersil、Semtech、Vishay,以及SiGe、Zetex等。
事实上模拟IC的全球版图相当稳固,2005年的排名与2004年全然一致,仅有市占率的消长差异。更明白地说,模拟IC相当讲究芯片的稳定性表现,营销手法与应用话题等技术外的强化,也难对其有加值推助之效。
也因为模拟IC相当重视深厚功力,不似数字应用IC那么具立竿见影之效,所以近年来才积极投入也难在全球市场上获得太多斩获,全球模拟IC市场依旧是外商的天下,短时间内难有突破。
再从产品属性来看,国内业者明显集中在电源转换(电压调整、电压参考)用途的模拟IC,部分扩展延伸到电源管理型IC,少数才跨入驱动用IC,极少进入有线、无线通信所用的收发器IC,同时也缺乏基础型的模拟IC,如放大器(运算放大、音效放大)、数字模拟转换器(ADC、DAC)等。相对的外商的模拟IC在产品在线的阵容就较为整齐,发展上也较均匀,或各自有其所诉求的专精领域。
优势
若要说国内模拟IC设计业者的优势在何处?那么也等于可以部分回答这个问题:为何国内的模拟IC集中在电源转换、电源管理的相关领域?
关于此的答案是:国内为PC(个人计算机)、IA(信息家电)、CE(消费性电子)的生产要地,今日PC机内的CPU、GPU等用电量愈来愈大,且随着半导体制程的提升而需要使用愈来愈低的工作电压,加上IC用量极大,遂使国内IC设计业者投入CPU、GPU所需的电源IC。
另一方面,由于IA/CE产品多为手持型、掌上型的行动运用设计,在电池技术难以大幅提升蓄电容量的情况下,手持应用的类型与用电需求又在持续地增加,迫使手持设计必须相当讲究用电的精省,从而使电源IC的需求增加。
所以,国内的模拟IC发展取向还是会跟随PC、IA、CE的量产生态需求而存,也等于是原有制造优势的延续、提升,不太可能转往与此过度相左的领域,如工业控制用的大功率切换IC,或航天军事用的高精度、高效率ADC/DAC转换IC等。
当然!电源用模拟IC对国内产业而言也最易跨入,无线通信用模拟IC多要牵涉到非CMOS的芯片制程,设计复杂度也较高,对国内的芯片设计、制造业者而言都不易切进。
再者,长久以来国内IC设计业者的优势就是:更低廉的价格、更高的弹性服务与供货配合度,包括更快的芯片交期、更多的相关支持、更快依据反应而变更调整设计,这在国内过往的数字IC市场中就已积极运用,相信模拟IC也会相同,甚至是更高度倚赖,原因是国内的模拟IC在短时间内难以在实质技术表现上凸显价值(与外商芯片相较),只好更仰仗上述的惯用优势来加值。
此外,另一个优势必须从一体两面来看待,由于国内的半导体是以「专业分工」、「环节完整但可弹性快速反应的产业生态」而在国际间取得一席之地,「专业分工」在数字IC的领域较可行,晶圆代工厂公布标准的数字制程,而数字IC的设计业者就依据公布的制程来设计电路,透过此一明确的界定作法,使设计与制造间的相依度降至最低,如此可达到并行操作的最大化,且可轻松容易地换替新制程或换替代工业者。
然而,过往的数字成功模式将不易复制、挪套在模拟IC上,理由是模拟IC对制程细节的倚赖度、相依性极高,在芯片的开发过程中必须不断透过制造部门的试产来验证、检讨并调修设计,否则将难以产生表现特性良善的模拟IC,这也是为何国外的杰出模拟IC业者多属IDM的经营型态,IDM同时具有设计与制造部门,相互间可紧密协同合作,这时以专业分工模式来发展模拟IC反是不利。
不过,若往更高层次看,专业分工的生态环境也比较有可能造就出模拟IC的硅智财业者(IP House)、模拟IC的设计代工服务(Design House)、模拟IC的设计自动化工具(EDA Tool),特别是现正积极推倡的「硅导计划」,即希望国内的半导体产业从「制造生态的社群优势」升级到「设计生态的社群优势」,所以专业分工将有可能是「短空长多」的潜在优势。
另外,也呼应之前所提的「灵活弹性」优势,目前有些标准及应用是需要以电源IC技术为基础的,如HomePlug、PoE(Power over Ethernet)、WLED Driver等,这些具时机性、领域性的模拟应用IC就很适合国内模拟IC业者的延伸投入,相对的国外IDM大厂多把主要心力放在基础、长久、高用量的模拟IC,反不易兼顾时机、应用性的模拟IC。
前景
最后让我们来谈谈前景,老实说往后最令人担忧的就是「没有前景」。
过去国内业者之所以多数都选择投入发展数字IC的设计,原因在于多年来数字IC的发展、成长都较模拟IC快速强劲,在市场不断扩增与大好的情况下,数字IC设计在投资回收与获利上都能较快见效,也因过于集中与偏重数字IC,结果便是长久以来未能让国内的模拟IC设计发展获得奠基,如今也是因电源相关的模拟IC兴起,才让国人对模拟IC有所重视、关心。
然而,模拟IC却又最注重设计与制造的紧密搭配性,以及长久多年累积的实务细节、经验法则等。既然国内业者多属中途抢进,抱着过去惯有的「顺风财」、「时机财」心态来投入,其发展与获利必有其限,日后若收益不如预期便会求去。所以,眼前的大敌莫过于心态的调整改变,尽可能不再「短见速收」,进行先期投资投入与摸索尝试,否则将难有后续可期。
倘若能做到这些,进一步的再去强化耕耘芯片本体外的关连生态,包括搭配的设计工具与软件、预先性的培植教育(校园推广与赞助活动)、协力业者(Third Party)的支持呼应、知识库(Knowledge Base)及应用说明(Application Notes)与参考设计(Reference Design)等的累积,以整体价值优势让用户优先考虑采用该业者的模拟IC,而非一味地降价与弹性配合,此才是最具前景的上上之策。