Podręcznik

4. Jak się wytwarza układy scalone i ile to kosztuje

4.15. Modele biznesowe mikroelektroniki

We współczesnej mikroelektronice wyróżnić można dwa modele biznesowe: 

  • model „projektowanie i produkcja pod jednym dachem”, gdy producent sam projektuje produkowane układy (Integrated Device Manufacturer, w skrócie IDM), 
  • model, w którym projekt powstaje w firmie nie posiadającej linii produkcyjnych („fabless”), a produkcja jest zlecana producentowi wyspecjalizowanemu w wytwarzaniu układów na zamówienie („silicon foundry”, dosłownie „odlewnia krzemu”).

Pierwszy model jest charakterystyczny dla producentów układów standardowych. Obecnie na świecie pozostało niewielu takich producentów, najbardziej znanym jest Intel. Drugi model jest związany z układami specjalizowanymi (ASIC), których projekty powstają w firmach produkujących sprzęt finalny lub są zlecane do wykonania wyspecjalizowanym firmom projektowym. Od pewnego czasu ten model został zaadaptowany również przez niektóre firmy dostarczające na rynek układy standardowe. Firmy te zajmują się tylko projektowaniem, zaś produkcję zlecają producentom typu silicon foundry. Wyprodukowane układy są dostarczane jako produkt firmy, która je zaprojektowała, a odbiorca zazwyczaj nie wie, kto był faktycznym producentem. Producenci działający wg modelu IDM optymalizują swoje procesy technologiczne i organizację produkcji pod kątem wielkoseryjnej produkcji własnych wyrobów. Producenci typu silicon foundry muszą wykazać znacznie większą elastyczność, aby móc obsługiwać klientów zlecających różne rodzaje układów i zapewnić ekonomicznie uzasadnioną produkcję również w przypadku wytwarzania prototypów i niewielkich serii produkcyjnych. Produkcja prototypowa i małoseryjna jest realizowana przy wykorzystaniu płytek wieloprojektowych. Model fabless/silicon foundry umożliwia dostęp do projektowania i produkcji układów specjalizowanych także firmom małym i średnim, o niewielkim budżecie. Zatem ten model znakomicie wspiera innowacyjność. Większość firm typu silicon foundry nie potrzebuje najbardziej zaawansowanych technologii i nimi nie dysponuje, bo z technicznego punktu widzenia większość układów specjalizowanych ich nie wymaga. Są i tacy producenci, którzy równocześnie produkują własne układy i oferują usługi typu silicon foundry, jednak w tym przypadku usługi te są oferowane firmom zamawiającym układy produkowane w wielkich seriach (tu przykładem może służyć Samsung, który produkuje własne układy procesorów, a równocześnie w tej samej technologii produkuje procesory dla firmy Apple).

Producenci układów na ogół nie chcą się zajmować kontaktami z setkami drobnych klientów zamawiających niewielkie ilości układów specjalizowanych. Dlatego powstały instytucje pośredniczące. Mają one zawarte umowy z producentami, zbierają projekty od klientów, sprawdzają czy projekty te są prawidłowe (w sensie zgodności z wymaganiami producenta), łączą zebrane projekty ze sobą i wysyłają do producenta. Producent wykonuje maski wieloprojektowe, wytwarza płytki i odsyła. Instytucja pośrednicząca organizuje montaż: wysyła płytki do firmy, która tnie płytki na poszczególne struktury i montuje w obudowach. Po kilku miesiącach od wysłania projektu klient otrzymuje zamówione układy. Zamawia się zazwyczaj najpierw prototyp układu (10 - 50 egzemplarzy). Gdy prototypowe układy spełniają wymagania, zamawia się potrzebną liczbę układów. Jeśli jest ona niewielka, zostanie wyprodukowana w technice płytek wieloprojektowych. Przy dużej serii (zwykle od kilkudziesięciu tysięcy układów wzwyż) producent może uznać, że celowe jest wykonanie indywidualnego kompletu masek dla zamówionego układu i przeznaczenie na ten układ całych płytek lub nawet całych partii produkcyjnych.

W Europie najważniejszą instytucją pośredniczącą między klientami zamawiającymi układy specjalizowane, a ich producentami jest EUROPRACTICE (http://www.europractice-ic.com).