El modelo de fundición es un modelo de negocio de fabricación e ingeniería microelectrónica que consta de una planta de fabricación de semiconductores , o fundición, y una operación de diseño de circuito integrado , cada una de las cuales pertenece a empresas o filiales independientes. [1] [2] [3] [4]
Los fabricantes de dispositivos integrados (IDM) diseñan y fabrican circuitos integrados. Muchas empresas, conocidas como empresas de semiconductores sin fábrica , solo diseñan dispositivos; Las fundiciones comerciales o pure play solo fabrican dispositivos para otras empresas, sin diseñarlos. Ejemplos de IDM son Intel , Samsung y Texas Instruments , ejemplos de empresas sin fábrica son Qualcomm , Nvidia y AMD , y ejemplos de fundiciones de puro juego son TSMC , Globalfoundries y UMC .
Las instalaciones de producción de circuitos integrados son caras de construir y mantener. A menos que se puedan mantener casi a pleno rendimiento, se convertirán en una carga para las finanzas de la empresa propietaria. El modelo de fundición utiliza dos métodos para evitar estos costos: las empresas sin fábrica evitan costos al no poseer tales instalaciones. Las fundiciones comerciales, por otro lado, encuentran trabajo en el grupo mundial de empresas sin fábrica y, mediante una cuidadosa programación , fijación de precios y contratación, mantienen sus plantas en plena utilización.
Historia
Originalmente, los dispositivos microelectrónicos fueron fabricados por empresas que diseñaron y produjeron los dispositivos. Estos fabricantes participaron tanto en la investigación y el desarrollo de procesos de fabricación como en la investigación y desarrollo del diseño de microcircuitos .
La primera empresa de semiconductores puramente pura es Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation , una escisión del Instituto de Investigación de Tecnología Industrial del gobierno , que dividió sus divisiones de diseño y fabricación en 1987, [5] un modelo defendido por Carver Mead en los EE. UU., Pero se considera demasiado costoso de seguir. La separación del diseño y la fabricación se conoció como el modelo de fundición, con la subcontratación de la fabricación sin fábrica a las fundiciones de semiconductores . [6]
Las empresas de semiconductores sin fábrica no tienen ninguna capacidad de fabricación de semiconductores; y producción por contrato de un fabricante de fundición comercial. La empresa sin fábricas se concentra en la investigación y el desarrollo de un producto IC; la fundición se concentra en fabricar y probar el producto físico. Si la fundición no tiene ninguna capacidad de diseño de semiconductores, es una fundición de semiconductores de juego puro.
No es necesaria una separación absoluta entre empresas sin fábricas y empresas de fundición. Siguen existiendo algunas empresas que realizan ambas operaciones y se benefician de la estrecha combinación de sus habilidades. Algunas empresas fabrican algunos de sus propios diseños y subcontratan la fabricación o el diseño de otros, en los casos en que ven valor o buscan habilidades especiales. El modelo de fundición es una visión empresarial que busca optimizar la productividad.
MOSIS
Las primeras fundiciones comerciales formaron parte del servicio MOSIS . El servicio MOSIS otorgó acceso limitado a la producción a diseñadores con medios limitados, como estudiantes, investigadores universitarios e ingenieros en pequeñas empresas emergentes . [7] El diseñador presentó diseños y estas presentaciones se fabricaron con la capacidad adicional de la empresa comercial. Los fabricantes podían insertar algunas obleas para un diseño MOSIS en una colección de sus propias obleas cuando un paso de procesamiento era compatible con ambas operaciones. La empresa comercial (que funcionaba como fundición) ya estaba ejecutando el proceso, por lo que MOSIS les pagaba efectivamente por algo que ya estaban haciendo. Una fábrica con exceso de capacidad durante períodos lentos también podría ejecutar diseños MOSIS para evitar tener costosos equipos de capital inactivos.
La subutilización de una costosa planta de fabricación podría llevar a la ruina financiera del propietario, por lo que vender el excedente de capacidad de obleas era una forma de maximizar la utilización de la fábrica. Por tanto, los factores económicos crearon un clima en el que los operadores de fábricas querían vender el excedente de capacidad de fabricación de obleas y los diseñadores querían comprar capacidad de fabricación en lugar de intentar construirla.
Aunque MOSIS abrió las puertas a algunos clientes sin fábrica , obteniendo ingresos adicionales para la fundición y brindando un servicio económico al cliente , administrar un negocio en torno a la producción de MOSIS fue difícil. Las fundiciones comerciales vendían capacidad de obleas sobre una base de excedentes, como actividad comercial secundaria. Los servicios a los clientes eran secundarios al negocio comercial, con pocas garantías de apoyo. La elección del comerciante dictaba el diseño, el flujo de desarrollo y las técnicas disponibles para el cliente sin fábrica. Las fundiciones comerciales pueden requerir pasos de preparación patentados y no portátiles. Las fundiciones interesadas en proteger lo que consideraban secretos comerciales de sus metodologías podrían estar dispuestas a divulgar datos a los diseñadores solo después de un oneroso procedimiento de no divulgación .
Fundición dedicada
En 1987, abrió sus puertas la primera fundición comercial dedicada del mundo: Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) . [8] La distinción de "dedicado" se refiere a la fundición comercial típica de la época, cuya actividad comercial principal era la construcción y venta de sus propios productos IC. La fundición dedicada ofrece varias ventajas clave a sus clientes: primero, no vende productos IC terminados en el canal de suministro ; por lo tanto, una fundición dedicada nunca competirá directamente con sus clientes sin fábrica (obviando una preocupación común de las empresas sin fábrica). En segundo lugar, la fundición dedicada puede escalar la capacidad de producción a las necesidades de un cliente, ofreciendo servicios de lanzadera de baja cantidad además de líneas de producción a gran escala . Finalmente, la fundición dedicada ofrece un "flujo COT" (herramientas propiedad del cliente) basado en sistemas EDA estándar de la industria , mientras que muchos comerciantes de IDM requieren que sus clientes utilicen herramientas de desarrollo patentadas (no portátiles). La ventaja COT le dio al cliente un control total sobre el proceso de diseño, desde el concepto hasta el diseño final.
Líderes de ventas de fundición por año
- La fundición de semiconductores Pure-play es una empresa que no ofrece una cantidad significativa de productos de circuitos integrados de diseño propio, sino que opera plantas de fabricación de semiconductores centradas en la producción de circuitos integrados para otras empresas. [9]
- La fundición de semiconductores del fabricante de dispositivos integrados (IDM) es donde empresas como Texas Instruments, IBM y Samsung se unen para proporcionar servicios de fundición siempre que no haya conflicto de intereses entre las partes relevantes.
2017
Rango | Empresa | Tipo de fundición | País / Territorio de origen | Ingresos (millones de USD ) | |
---|---|---|---|---|---|
2017 | 2017 | 2016 | |||
1 | TSMC | Juego limpio | Taiwán | 32.040 | 29.437 |
2 | Globalfoundries | Juego limpio | Estados Unidos | 5.407 | 4.999 |
3 | UMC | Juego limpio | Taiwán | 4.898 | 4.587 |
4 | Samsung Semiconductor | IDM | Corea del Sur | 7.398 | 4.284 |
5 | SMIC | Juego limpio | porcelana | 3,099 | 2,914 |
6 | TowerJazz | Juego limpio | Israel | 1,388 | 1.249 |
7 | PowerChip | IDM | Taiwán | 1.035 | 870 |
8 | Vanguardia (VIS) | Juego limpio | Taiwán | 817 | 801 |
9 | Hua Hong Semi | Juego limpio | porcelana | 807 | 721 |
10 | Dongbu HiTek | Juego limpio | Corea del Sur | 676 | 666 |
2016-2014
Rango | Empresa | Tipo de fundición | País / Territorio de origen | Ingresos (millones de USD ) | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
2016 | 2015 | 2016 | 2015 | 2014 | |||
1 | 1 | TSMC | Juego limpio | Taiwán | 29,488 | 25,574 | 25,138 |
2 | 2 | Globalfoundries | Juego limpio | Estados Unidos | 5.545 | 5,019 | 4.355 |
3 | 3 | UMC | Juego limpio | Taiwán | 4.582 | 4.464 | 4.331 |
4 | 4 | SMIC | Juego limpio | porcelana | 2,921 | 2,236 | 1.970 |
5 | 5 | PowerChip | Juego limpio | Taiwán | 1,275 | 1,268 | 1,291 |
6 | 6 | TowerJazz | Juego limpio | Israel | 1.249 | 961 | 828 |
7 | 7 | Ruselectronics [13] [14] | Juego limpio | Rusia | 971 | 774 | 800 |
8 | 8 | Vanguardia (VIS) | Juego limpio | Taiwán | 800 | 736 | 790 |
9 | 9 | Hua Hong Semi | Juego limpio | porcelana | 712 | 650 | 665 |
10 | 10 | Dongbu HiTek | Juego limpio | Corea del Sur | 672 | 593 | 541 |
11 | 12 | X-Fab | Juego limpio | Alemania | 510 | 331 | 330 |
12 | 13 | Crocus Nano Electronics (CNE) | Juego limpio | Rusia | - | - | - |
Otros | Juego limpio | 2,251 | 2.405 | 2.280 |
2013
Clasificación 2013 | Clasificación 2012 | Empresa | Tipo de fundición | País / Territorio de origen | Ingresos (millones de $ USD ) |
---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | TSMC | Juego limpio | Taiwán | 19,850 |
2 | 2 | Globalfoundries | Juego limpio | Estados Unidos | 4.261 |
3 | 3 | UMC | Juego limpio | Taiwán | 3.959 |
4 | 4 | Samsung Semiconductor | IDM | Corea del Sur | 3.950 |
5 | 5 | SMIC | Juego limpio | porcelana | 1.973 |
6 | - | Ruselectronics [16] | Juego limpio | Rusia | 1200 |
7 | 8 | PowerChip | Juego limpio | Taiwán | 1,175 |
8 | 9 | Vanguardia (VIS) | Juego limpio | Taiwán | 713 |
9 | 6 | Gracia Huahong | Juego limpio | porcelana | 710 |
10 | 10 | Dongbu | Juego limpio | Corea del Sur | 570 |
11 | 7 | TowerJazz | Juego limpio | Israel | 509 |
12 | 11 | IBM | IDM | Estados Unidos | 485 |
13 | 12 | MagnaChip | IDM | Corea del Sur | 411 |
14 | 13 | Gana semiconductores | Juego limpio | Taiwán | 354 |
15 | 14 | Crocus Nano Electronics (CNE) | Juego limpio | Rusia | - |
2011
Rango | Empresa | Tipo de fundición | País / Territorio de origen | Ingresos (millones de USD ) |
---|---|---|---|---|
1 | TSMC | Juego limpio | Taiwán | 14,600 |
2 | UMC | Juego limpio | Taiwán | 3.760 |
3 | Globalfoundries | Juego limpio | Estados Unidos | 3,580 |
4 | Samsung Semiconductor | IDM | Corea del Sur | 1.975 |
5 | SMIC | Juego limpio | porcelana | 1.315 |
6 | TowerJazz | Juego limpio | Israel | 610 |
7 | Vanguardia (VIS) | Juego limpio | Taiwán | 519 |
8 | Dongbu HiTek | Juego limpio | Corea del Sur | 500 |
9 | IBM | IDM | Estados Unidos | 445 |
10 | MagnaChip | IDM | Corea del Sur | 350 |
11 | SSMC | Juego limpio | Singapur | 345 |
12 | Hua Hong NEC | Juego limpio | porcelana | 335 |
13 | Gana semiconductores | Juego limpio | Taiwán | 300 |
14 | X-Fab | Juego limpio | Alemania | 285 |
2010
Rango | Empresa | Tipo de fundición | País / Territorio de origen | Ingresos (millones de USD ) |
---|---|---|---|---|
1 | TSMC | Juego limpio | Taiwán | 13,332 |
2 | UMC | Juego limpio | Taiwán | 3.824 |
3 | Globalfoundries | Juego limpio | Estados Unidos | 3,520 |
4 | SMIC | Juego limpio | porcelana | 1,554 |
5 | Dongbu HiTek | Juego limpio | Corea del Sur | 512 |
6 | TowerJazz | Juego limpio | Israel | 509 |
7 | Vanguardia (VIS) | Juego limpio | Taiwán | 505 |
8 | IBM | IDM | Estados Unidos | 500 |
9 | MagnaChip | IDM | Corea del Sur | 410 |
10 | Samsung Semiconductor | IDM | Corea del Sur | 390 |
2009-2007
En 2009, las 17 principales fundiciones de semiconductores eran: [19]
Rango | Empresa | Tipo de fundición | País / Territorio de origen | Ingresos (millones de USD ) | ||
---|---|---|---|---|---|---|
2009 | 2009 | 2008 | 2007 | |||
1 | TSMC | Juego limpio | Taiwán | 8,989 | 10,556 | 9,813 |
2 | UMC | Juego limpio | Taiwán | 2.815 | 3,070 | 3.430 |
3 | Colegiado (1) | Juego limpio | Singapur | 1,540 | 1,743 | 1,458 |
4 | GlobalFoundries | Juego limpio | EE.UU | 1,101 | 0 | 0 |
5 | SMIC | Juego limpio | porcelana | 1.075 | 1,353 | 1,550 |
6 | Dongbu | Juego limpio | Corea del Sur | 395 | 490 | 510 |
7 | Vanguardia | Juego limpio | Taiwán | 382 | 511 | 486 |
8 | IBM | IDM | EE.UU | 335 | 400 | 570 |
9 | Samsung | IDM | Corea del Sur | 325 | 370 | 355 |
10 | Gracia | Juego limpio | porcelana | 310 | 335 | 310 |
11 | HeJian | Juego limpio | porcelana | 305 | 345 | 330 |
12 | Semiconductor de torre | Juego limpio | Israel | 292 | 252 | 231 |
13 | HHNEC | Juego limpio | porcelana | 290 | 350 | 335 |
14 | SSMC | Juego limpio | Singapur | 280 | 340 | 359 |
15 | Instrumentos Texas | IDM | EE.UU | 250 | 315 | 450 |
dieciséis | X-Fab | Juego limpio | Alemania | 223 | 368 | 410 |
17 | MagnaChip | IDM | Corea del Sur | 220 | 290 | 322 |
(1) Ahora adquirido por GlobalFoundries
2008-2006
En 2008, las 18 principales fundiciones de semiconductores puros fueron: [20]
Rango | Empresa | País / Territorio de origen | Ingresos (millones de USD ) | ||
---|---|---|---|---|---|
2008 | 2008 | 2007 | 2006 | ||
1 | TSMC | Taiwán | 10,556 | 9,813 | 9,748 |
2 | UMC | Taiwán | 3.400 | 3.755 | 3.670 |
3 | Alquilado | Singapur | 1,743 | 1,458 | 1,527 |
4 | SMIC | porcelana | 1,354 | 1,550 | 1,465 |
5 | Vanguardia | Taiwán | 511 | 486 | 398 |
6 | Dongbu | Corea del Sur | 490 | 510 | 456 |
7 | X-Fab | Alemania | 400 | 410 | 290 |
8 | HHNEC | porcelana | 350 | 335 | 315 |
9 | HeJian | porcelana | 345 | 330 | 290 |
10 | SSMC | Singapur | 340 | 350 | 325 |
11 | Gracia | porcelana | 335 | 310 | 227 |
12 | Semiconductor de torre | Israel | 252 | 231 | 187 |
13 | Semiconductor de Jazz | Estados Unidos | 190 | 182 | 213 |
14 | Silterra | Malasia | 175 | 180 | 155 |
15 | ASMC | porcelana | 149 | 155 | 170 |
dieciséis | Semiconductor polar | Japón | 110 | 105 | 95 |
17 | Mosel-Vitelic | Taiwán | 100 | 105 | 155 |
18 | CR Micro (1) | porcelana | - | 143 | 114 |
Otros | 140 | 167 | 180 | ||
Total | 20,980 | 20,575 | 19,940 |
(1) Fusionada con CR Logic en 2008, reclasificada como fundición IDM
2007-2005
En 2007, las 14 principales fundiciones de semiconductores incluyen: [21]
Rango | Empresa | Tipo de fundición | País / Territorio de origen | Ingresos (millones de USD ) | ||
---|---|---|---|---|---|---|
2007 | 2007 | 2006 | 2005 | |||
1 | TSMC | Juego limpio | Taiwán | 9,813 | 9,748 | 8.217 |
2 | UMC | Juego limpio | Taiwán | 3.755 | 3.670 | 3,259 |
3 | SMIC | Juego limpio | porcelana | 1,550 | 1,465 | 1,171 |
4 | Alquilado | Juego limpio | Singapur | 1,458 | 1,527 | 1,132 |
5 | Instrumentos Texas | IDM | Estados Unidos | 610 | 585 | 540 |
6 | IBM | IDM | Estados Unidos | 570 | 600 | 665 |
7 | Dongbu | Juego limpio | Corea del Sur | 510 | 456 | 347 |
8 | Vanguardia | Juego limpio | Taiwán | 486 | 398 | 353 |
9 | X-Fab | Juego limpio | Alemania | 410 | 290 | 202 |
10 | Samsung | IDM | Corea del Sur | 385 | 75 | - |
11 | SSMC | Juego limpio | Singapur | 350 | 325 | 280 |
12 | HHNEC | Juego limpio | porcelana | 335 | 315 | 313 |
13 | HeJian | Juego limpio | porcelana | 330 | 290 | 250 |
14 | MagnaChip | IDM | Corea del Sur | 322 | 342 | 345 |
Para clasificar en todo el mundo: [22]
Rango | Empresa | País / Territorio de origen | Ingresos (millones de USD ) | 2006/2005 cambios | ||
---|---|---|---|---|---|---|
2006 | 2005 | 2006 | 2005 | |||
6 | 7 | TSMC | Taiwán | 9,748 | 8.217 | + 19% |
21 | 22 | UMC | Taiwán | 3.670 | 3,259 | + 13% |
2004
A partir de 2004, las 10 principales fundiciones de semiconductores puros fueron: [ cita requerida ]
Puesto 2004 | Empresa | País / Territorio de origen |
---|---|---|
1 | TSMC | Taiwán |
2 | UMC | Taiwán |
3 | Alquilado | Singapur |
4 | SMIC | porcelana |
5 | Dongbu / Anam | Corea del Sur |
6 | SSMC | Singapur |
7 | HHNEC | porcelana |
8 | Semiconductor de Jazz | Estados Unidos |
9 | Silterra | Malasia |
10 | X-Fab | Alemania |
Problemas financieros y de propiedad intelectual
Como todas las industrias, la industria de los semiconductores se enfrenta a los próximos desafíos y obstáculos.
El costo de mantenerse a la vanguardia ha aumentado constantemente con cada generación de chips. La tensión financiera la están sintiendo tanto las grandes fundiciones comerciales como sus clientes sin fábulas. El costo de una nueva fundición supera los mil millones de dólares. Estos costos deben repercutirse en los clientes. Muchas fundiciones comerciales han entrado en empresas conjuntas con sus competidores en un esfuerzo por dividir los gastos de investigación y diseño y los gastos de mantenimiento de la fábrica.
Las empresas de diseño de chips a veces evitan las patentes de otras empresas simplemente comprando los productos de una fundición autorizada con amplios acuerdos de licencia cruzada con el propietario de la patente. [23]
Los datos de diseño robados también son motivo de preocupación; los datos rara vez se copian directamente, porque las copias flagrantes se identifican fácilmente por las características distintivas del chip, [24] colocadas allí para este propósito o como un subproducto del proceso de diseño. Sin embargo, los datos, incluidos cualquier procedimiento, sistema de proceso, método de operación o concepto, pueden venderse a un competidor, que puede ahorrar meses o años de tediosa ingeniería inversa .
Ver también
- Fabricación sin fábulas
- Fabricante por contrato
- Fabricante de dispositivos integrados
- Fabricación de semiconductores
- Fabricante de diseño original
- Fabricante Original de Equipo
- Líderes de ventas de fábricas de semiconductores por año
- Líderes de ventas de equipos de semiconductores por año
Referencias
- ^ M. Liu (14 de mayo de 2021). "Taiwán y el modelo de fundición" . Nature Electronics 4 : 318–320. doi : 10.1038 / s41928-021-00576-y .
- ^ SK Saha (25 a 27 de junio de 2012). "El papel de las fundiciones de semiconductores en el desarrollo de productos de circuitos integrados avanzados". Actas de la IEEE International Technology Management Conference (ITMC) : 32–35.Mantenimiento CS1: formato de fecha ( enlace )
- ^ FC Tseng (8 a 11 de diciembre de 1996). "Tecnologías de fundición". Actas de la reunión internacional de dispositivos electrónicos (IEDM) : 19–24. doi : 10.1109 / iedm.1996.553030 .Mantenimiento CS1: formato de fecha ( enlace )
- ^ JY-C. Sol (1998). "Tendencia de la tecnología de fundición". Actas de SPIE 3506 : 19–24. doi : 10.1117 / 12.323970 .
- ^ "Perfil de la empresa" . TSMC . Consultado el 6 de diciembre de 2020 .
- ^ Brown, Clair; Linden, Greg (2011). Fichas y cambio: cómo la crisis reconfigura la industria de los semiconductores (1ª ed.). Cambridge, Mass .: MIT Press. ISBN 9780262516822.
- ^ Suzanne Berger; Richard K. Lester (12 de febrero de 2015). Taiwán global: Construyendo fortalezas competitivas en una nueva economía internacional . Routledge. págs. 142–. ISBN 978-1-317-46970-4.
- ^ Hitoshi Hirakawa; Kaushalesh Lal; Shinkai Naoko (2013). Modelos de servitización, informática e innovación: teoría de clústeres industriales en dos etapas . Routledge. págs. 34–. ISBN 978-0-415-63945-3.
- ^ "Mercado de fundición Pure-Play en camino de crecimiento más fuerte desde 2014" . Noticias EPS . Consultado el 6 de enero de 2021 .
- ^ "Centro de prensa: TrendForce informa sobre las 10 principales fundiciones de semiconductores mundiales de 2017, TSMC ocupa el primer lugar con una cuota de mercado del 55,9% | TrendForce: investigación de mercado, tendencia de precios de DRAM, flash NAND, LED, TFT-LCD y energía verde, fotovoltaica" . TrendForce . Consultado el 1 de julio de 2020 .
- ^ McGrath, Dylan (23 de enero de 2017). "X-Fab es la fundición de más rápido crecimiento" . EE Times . Consultado el 10 de mayo de 2017 .[ enlace muerto ]
- ^ Clarke, Peter (16 de enero de 2017). "SMIC, Tower, X-Fab son las fundiciones puramente crecientes más fuertes" . eeNews Analógico . Consultado el 29 de enero de 2021 .
- ^ "Base de datos de empresas RBK" . rbc.ru . Consultado el 20 de febrero de 2018 .
- ^ "Historia del tipo de cambio en el año 2014 de Dólar estadounidense (USD) y Rublo ruso (RUB)" . Consultado el 20 de febrero de 2018 .
- ^ IC Insights: Las 13 fundiciones principales representan el 91% de las ventas totales de fundición en 2013
- ^ http://itar-tass.com/en/economy/727118
- ^ semimd.com: 2011 Major IC Foundries Archivado el 26 de mayo de 2013 en Wayback Machine .
- ^ dongbuhitek.com: Ranking de fundición 2010 (citando a Gartner) (PDF).
- ^ IC Insights, "2009 importantes fundiciones de IC" marzo de 2009 .
- ^ IC Insights, "Principales empresas de fundición Pure-Play" Marzo de 2009 Archivado el 19 de julio de 2011 en la Wayback Machine .
- ^ IC Insights, "2007 importantes fundiciones de IC" .
- ^ IC Insights, "Líderes de ventas de semiconductores Top 25 en todo el mundo 2006" .
- ^ RH Abramson (28 de febrero - 4 de marzo de 1994). "Cuando los pollos vuelven a casa para dormir: la defensa de fundición con licencia en casos de patentes". Compcon Spring '94, Recopilación de artículos. : 348–354. doi : 10.1109 / CMPCON.1994.282907 . ISBN 978-0-8186-5380-3. S2CID 2957002 .
- ^ Carol Marsh y Tom Kean. "Un esquema de etiquetado de seguridad para diseños ASIC y núcleos de propiedad intelectual" . Diseño y reutilización .
enlaces externos
- Compound Semiconductor.net: "El modelo de fundición podría ser clave para el futuro de la industria InP"