Maxim Integrated公司即将推出采用sub-100nm模拟制程技术制造的第一代模拟产品,并进一步推动其整合策略。Maxim Integrated公司执行长Tunc Doluca在接受专访时深入探讨该新制程的策略方向,并分享他对于英特尔(Intel)、三星(Samsung)与中国的个人看法。
事实上,模拟设计并未从更先进的制程技术中获益,甚至还面临着许多问题,因此目前许多设计仍采用250nm和350nm制程制造。Doluca指出,Maxim目前的主力在于支援70-80V电晶体的180nm制程。Gartner公司模拟分析师Stephan Ohr表示,这对于德州仪器(TI)与安森美半导体(On Semiconductor)等其他竞争厂商来说也是一样的。
相较于TI与凌力尔特(Linear Technology)等竞争对手采用标准模拟建构模组的方式,Maxim的目标在于透过打造特定应用的整合模拟与数位元件来实现差异化。Maxim的新制程看来就是针对这两种设计而实现的。
Ohr推测,Maxim公司的新制程可用更薄的垂直单元结构来减少晶片面积;此外,它也可能是一种平面制程,因而无需使用太多晶片面积来维持更高的电流。
请谈谈Maxim的新制程
Doluca:我们正致力于90nm范围内的下一个节点。这是内部自行开发的制程技术,但也将与合作伙伴共同提升产能。尽管目前以300mm晶圆供应商力晶科技(Powerchip)为主导的合作伙伴佔Maxim约1/3的生产,但该新制程的合作伙伴将与其有所区隔。Maxim的策略之一是在300mm晶圆制造专为行动装置所用的晶片,这一类元件通常需要300mm晶圆的高产能以及低成本结构优势。
这项新制程具有多项新要求,所以你必须确定哪些代工厂最适合进行生产。我们想充分利用别人现有的条件。从目前代工合作伙伴的晶片产能来看,我们已经达到40亿美元的销售额以及25亿美元的营收了,但我们仍有成长的空间。新制程将可支援高电压和更密集的数位设计。
MEMS制造仍必须采用不同的制程,才能让元件整合于封装中。我们预计在明年出货首款采用新制程的元件,因此,目前正着手进行设计,但还得花费一些时间才能使其合乎制程要求。
还有其他公司在研究sub-100nm模拟制程吗
Doluca:我想关注于行动方面的供应商应该都会研究这项制程,预计至少应该有TI、高通和Dialog等公司,但每家公司都对技术开发保持高度机密,我们也一样,因为这就是差异所在。
Doluca的办公室墙上挂着一幅300mm晶圆
Maxim最新的整合策略是什么?
Doluca:过去五年来我们为这项技术投入许多资源,但在逐渐进步的过程中也遭遇不少阻力。Maxim在2000年中期时的销售数字仅10+%,而今已经超过40%了。我们持续改善设计方法,每个部门都以不同的速度进展,但数位相关部门的进步更迅速。例如我们的智慧电錶产品是由微控制器人员加入模拟模组而实现的。今年最主要的计划在于确保每个部门都站在同一阵线上。不过这并不容易,不但必须完全以市场需求为导向,而且所用的工具也不像数位领域那么先进。
Maxim透过更先进的模拟制程推动整合--随着每一代产品导入更多功能,晶片面积更精简,平均每项功能的佔位空间也大幅缩减。
工具带来了什么挑战
Doluca:在数位领域中所用的工具是相当完善的,你可用高标准依据需求来编写。大多数的数位工程师可能不知道什么是电晶体,他们其实也没必要知道。数位具有确定性,但模拟则否。这意味着设计验证着重于你的建模技术,以及使用这些建模实现模拟的表现。
随着设计奱得更加复杂,验证正成为一项重大挑战。例如,运算放大器(OP)就有5项规格要检查,而对于整合ADC、MCU与DAC等元件以驱动致动器与放大器的大型晶片来说,就更困难了。
因应这些挑战,您认为EDA社群应该展开什么样的行动?
Doluca:简言之,就是验证。让工具变得更快,让制造和测试开发能够更有效互动与结合。大多数情况下,现有的工具都不够好,但持续改善中。此外,问题也不只在于工具,工程师如何有效利用的心态与习惯也很重要,这就必须从管理层面加以改变了。
Maxim会继续制造标准模拟建构模组吗
Doluca:是的。建构模组层级必须具有根本的创新,客户仍然需要高性能的解决方案,因此必须开发这些模组。
感测器是讯号链的一大关键,因此我们也将大量投入。感测器和模拟融合将是实现进一步互连世界的关键。用于行动、医疗、触控、照明与手势的各种感测器都将出现更大的进展。Maxim在2011年7月收购SensorDynamics公司,象徵我们进入了运动感测与MEMS领域。
我们很快就可看到采用这项技术的产品出样,客户也告诉我们这是他们见过最小、最精确的产品。运动感测和陀螺仪的结合使其更具有强大性能。我们也开发光学感测器,同时在手势感测器产品开发中更取得了多项突破,目前已获三星Galaxy S4手机采用。
未来我们还将看到更多的医疗感测器广泛应用于智慧型手机中。我们已经拥有所需的各种基础技术了,包括心律计、血压感测器等,可满足大多数的医疗电子应用。
目前Maxim约20%的业务都来自于三星手机,华尔街曾担心Maxim可能面对像诺基亚带给TI的风险?
Doluca:如果你想要成长,就不能忽视这个成长中的行动市场。为了紧跟市场的步伐,业界开发多种新技术以期领先市场,而我们可将这些技术扩展至其他市场领域。所以,这是一种成长,也是技术创新的驱动力。我们在六年前决定进军行动市场,虽然这一市场存在风险,但我们始终保持警觉性。
市场的本质是两大赢家共存。我们的策略是赢得更多的客户。除了拥有最大客户的支持以外,我们还期望使这一客户基础更加多元化。我们已经从三星取得电源方面的订单了,现在又增加了一些感测器产品,接下来将在这一基础上实现多元化。
我们在MEMS方面也提供了很好的行动产品,但还未开始取得营收,因此未来的潜力无穷,此外,我们在音讯方面也有吸引人的技术,但收入看来还不乐观。
您认为英特尔为其第四代Haswell处理器中新增电压调节器,可能影响约3亿美元以上的市场规模吗?
Doluca:在1990年代中期,Maxim在笔记型电脑晶片市场占据重要地位。但在5、6年前我们开始意识到这个市场的改变不足,已经成为一种商品了,因此我们逐渐转移市场重点,现在这已经不是我们的最大市场了。几年前我们预见这种整合的到来,其中明显存在技术挑战,而我不确定Haswell是否能够有效解决这个问题。我并不是因为英特尔带来威胁才这么说,这其实是工程上的问题。它在CPU整合增加了更多的不必要的电源与热耗散。
高通也在晶片组中增加更多电源功能,可能影响Maxim的模拟业务市占率吗?
Doluca:像高通和博通这样的晶片公司都有很多的模拟设计。有些电源管理模组和应用程式或基频处理器是紧密耦合的,其他元件则否。每位客户都希望找到最适合自己智慧型手机的解决方案,每个人对子系统的建立途径都有不同的看法,因此商机是无止境的。
Doluca为Maxim开发笔记型电源管理晶片
还有哪些整合设备存在强大的潜力
Doluca:资料中心内部的通讯系统比外部通讯系统更多,这需要相当专业的模拟和混合讯号电路来实现,当然也是具有发展前景的领域。此外,我们相信将会看到分佈式小型蜂巢式基地台采用高度整合的收发器来实现讯号覆盖。但服务供应商能使其多快普及还不确定──他们正在进行场测但未部署小型基地台,所以目前还只是大量测试的早期阶段。我们现正销售这种收发器,但大多数产品都用于3G,目前还在进行4G收发器的开发中。
此外,汽车也是Maxim的一个巨大成长领域,汽车电子的兴起,带动对于丰富的资讯娱乐系统、更安全的碰撞侦测感测器以及清洁能源汽车的需求增加,推动对于汽车电子市场的巨大需求。此外,为了让汽车也变得更安全可靠,事故率与汽车元件数间接形成正比,所以整合元件越多,汽车就越安全可靠。这就是我们持续推动的发展方向。
中国同样对Maxim带来了市场与威胁吗?
例如, Maxim前员工Gary Yang为上海英联(Union Semi)打造4,000万美元的业务,透过制造低成本模拟元件直接销售给中国ODM?
Doluca:这些公司当然可在一些目标产品上取得成功,并从与邻近元件客户建立密切关係中受益。但许多这样的公司欠缺广泛的IP,只能推出几项特定的方案。这是我看到即将出现的业务模式,因此我就是为什么我认为必须脱离制造简单元件的业务(如针对笔记型电脑的元件)之故。如果你只做设计简单的晶片,那可能很快地陷于麻烦中。如果你开发更先进复杂的产品,你就能赢得成功并保有市场地位。这并不是竞争对手在短短六个月内就能达到的成就。
从市场角度来看,我们看到中国存在巨大发展商机,吸引大量的投资。但它比起美国更加分散──中国只有几家大公司,如华为(Huawei)和联想(Lenovo),但也有一些相对较小的公司,因此想完全采用直接销售团队的力量进军中国市场,还面对巨大的挑战。“
Doluca的办公桌上放着一则‘Never, but never question the engineer‘s judgement’的标语
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