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文｜半導體産業縱橫
最近，美國半導體工業協會（SIA）發布的數據顯示，2022 年全球芯片銷售中，模拟芯片銷售額同比增長了 7.5%，達到 890 億美元，是所有芯片種類中銷售額增幅最大的品類。模拟芯片在一波又一波風潮中，持續保持增長。
在曆史上的半導體周期中，模拟芯片由于其型号豐富、使用廣泛，一次又一次扛住了行業寒潮。在生産模式中，模拟芯片與數字芯片有很大不同，IDM 是目前模拟芯片廠商比較傾向的模式，以德州儀器和亞德諾爲代表的全球前十的模拟廠商均采用 IDM 模式。
由于模拟芯片和數字芯片對于晶圓制造的要求不盡相同，模拟芯片的制造更加在意芯片産品性能指标。IDM 模式中，模拟廠商可以針對産品需求來調試自身的工藝，讓設計和工藝的結合度更緊密。此外，IDM 公司還可以同步開展産品設計和工藝研發工作，研發設計部門和制造部門快速溝通，縮短開發時間。
曾有業内人士表示：" 一般來說，數字芯片的成功有 70% 在于設計，30% 則在于工藝平台的助力。而對于模拟芯片而言，工藝平台的貢獻度遠高于 30%。" 這凸顯了工藝平台對于模拟芯片的重要性。正是這些因素，IDM 模式盛行于國際模拟芯片廠商之中。
不過，IDM 模式的門檻較高，全流程的芯片設計、制造對于國内企業來說仍舊是一筆巨大的支出，因此，國内甚少有 IDM 模式的企業，更遑論 IDM 模式的模拟芯片企業。随着 IDM、Foundry、Fabless 三大模式的發展，現在也有不少人開始探索新的芯片制造模式。
虛拟 IDM
虛拟 IDM（Virtual IDM）是目前模拟廠商探索的一種新方式。這種模式中，相關的企業不僅專注于集成電路設計環節，亦擁有自己的工藝平台。能夠要求晶圓廠商配合其導入特有的制造工藝和專有設備，但産線本身不屬于設計廠商。
這種方式有三大優勢。第一，相較于 IDM 模式，虛拟 IDM 降低了集成電路設計企業的初始進入成本，因無需自身組織晶圓制造等生産加工環節，企業固定資産投入較少，可專注于集成電路設計與銷售環節，自身運行更加輕便靈活。
第二，相較 Fabless 廠商，虛拟 IDM 公司能夠持續提升工藝平台的性能，使工藝制造水平與芯片開發需求相匹配，以實現芯片最優性能、更高可靠性與效率，更能夠打入通訊電子、汽車電子等新興應用領域。
第三，能夠更好地進行設計工藝協同優化，加快産品叠代，增強市場競争能力。一般芯片設計公司基于晶圓廠通用的公共工藝平台進行産品設計，因晶圓廠工藝平台叠代周期相對滞後，平台相關指标、參數及性能相比于國際先進設計廠商的自有工藝平台存在一定差異，導緻産出産品在性能、可靠性和效率等方面存在一定競争劣勢。虛拟 IDM 公司憑借自研工藝平台，能夠進一步加快更新叠代芯片産品，持續在市場上保持産品的先進性。
但是，虛拟 IDM 同樣有其發展壁壘，一方面，晶圓廠需要相信芯片設計公司有能力調整虛拟 IDM 的工藝，并且需要保證所調的工藝是市場主流工藝，能夠貢獻足夠的收入。另一方面，調整工藝難度大、周期長，這對于參與其中的芯片設計公司提出更高的要求。
虛拟 IDM 并非今年提出，早在 2017 年時，TrendForce 旗下拓墣産業研究所就表示，預計 2017 年中國大陸半導體産業在制造、設計、封測三大領域以 " 虛拟 IDM" 式進行整合的态勢将更爲明顯。
國内方面，目前已經上市并且自稱采用虛拟 IDM 的模拟廠商僅有傑華特一家。傑華特在模式上采用虛拟 IDM 模式，與主要合作晶圓廠均合作開發了國際先進的自有 BCD 工藝平台。
此外，尚未上市的廣州粵芯半導體同樣實行虛拟 IDM ( Virtual IDM ) 爲營運策略，爲用戶提供微處理器、電源管理芯片、模拟芯片、功率分立器件等産品，滿足物聯網、汽車電子、人工智能、5G 等創新應用的模拟芯片需求。最近，粵芯半導體已經宣布完成 B 輪戰略融資。
共享 IDM 模式
除去虛拟 IDM 模式，共享 IDM（CIDM）模式也被曾提及。
CIDM 最早是由海外公司所創，整套模式在新加坡、美國和我國台灣等多地都有實踐，TECH 就是比較有名的 CIDM 公司，它由德州儀器 ( TI ) 、新加坡政府經濟發展局 ( EDS ) 、佳能 ( Cannon ) 、惠普 ( Hewlett-Packard ) 四家公司共同投資而成，以生産存儲器爲主，計劃在滿足自需 DRAM 的基礎之上實現盈利。
張汝京曾介紹："CIDM 與虛拟 IDM 不太一樣，CIDM 是由數家設計公司共同投資成立 Fab，實際擁有代工工廠，可以根據各設計公司的實際需求合理規劃産能結構。這就是共享、共有式的 IDM 公司。而虛拟 IDM 指的是一家設計公司将産品委托給代工廠加工生産，但是代工廠的産能專門用于滿足設計公司的需要，這部分的産能不能給其他公司使用。所以，CIDM 的優點是大家共同擁有的，資源共享了，風險分擔了，協同能力大增，有很多好處。"
國内第一家 CIDM 企業是芯恩（青島）集成電路有限公司，由 10 多家單個企業進行聯合出資半導體企業。2019 年 12 月，芯恩 6 棟主樓封頂，8 英寸廠設備開始搬入。2021 年 8 月，芯恩于青島舉辦誓師大會。會上正式宣布 8 英寸廠投片成功，投片産品爲功率器件，良率達 90% 以上，光罩廠也于同期完成了産品交付。
芯恩研發副總季明華表示，芯恩采用的是歐洲 IDM 大廠的 PDK ( 工藝套件 ) ，它不會與晶圓代工廠競争。
季明華強調：" 各個代工廠的 PDK 都是不一樣的，在當今的商業模式下，由于資源是孤立的，所以會存在較多的壁壘，整個産業系統的運行效率也不高。CIDM 的目标就是要逐步打破這些壁壘，實現資源共享最大化。而理想的狀态是，Fab 之間，包括代工廠之間都可以共享自己的 PDK，這樣就可以加速研發進度，提高效率。"
Fablite 之辯
虛拟 IDM、共享 IDM，都是半導體行業面對晶圓制造問題嘗試的新方式，但有另一種 " 舊 " 模式目前已經被衆多模拟企業采用—— Fablite。
Fablite 同樣由 IDM 演變而來，是企業爲減少投資風險，" 資産輕量 " 的一種策略。即 IDM 企業将部分制造業務轉由協力廠商代工（如 Qorvo、Skyworks 等等），自身則保留一部份制造業務。
在一次采訪中，談到 IDM 模式時，台積電創始人張忠謀表示：" 我不同意歐洲有幾家大型的 IDM 公司，大型這兩個字我不太同意，全世界現在沒有一個真正的 IDM，IDM 已經都變成 Fablite。"
實際上，10 年前，Fablite 模式已經被提出。歐洲的模拟芯片企業先知先覺，如恩智浦、當初的飛思卡爾、ST 和英飛淩等較早的執行 Fablite 策略。比如，2015 年恩智浦收購飛思卡爾後，就鮮少再發起其他大的收購，反而更多的是不斷的剝離一些業務；瑞能半導體，恩智浦也在一開始參與了出資建設，後來全部退出。譜隆（合肥）有限公司也是收購恩智浦射頻事業部而成立的；2019 年 8 月 16 日，彙頂科技收購恩智浦旗下語音及音頻應用解決方案業務 ( VAS ) 。
模拟芯片巨頭德州儀器同樣也選擇性地采用 Fablite 模式，在 32nm 制程及以下，采用外協合作，自己不再投資建晶圓廠。矽片尺寸在 6 英寸和 12 英寸上，德州儀器則積極地進行擴産。在 2017 年時，德州儀器将 65nm 芯片委外聯華電子生産，中芯國際爲德州儀器生産 130nm 芯片，但是，晶圓最後的金屬鍍層還在德州儀器自己的工廠進行。
日本的模拟芯片企業，如東芝、瑞薩、索尼和富士通等都陸續的加入了 Fablite 的陣營。瑞薩高管 Sailesh Chittipeddi 表示，雖然公司依然堅持芯片自主制造計劃，但先進工藝節點會選擇外包給台積電等代工廠。他說：" 從長遠來看，更先進的節點我們将不得不依賴第三方，對于任何比成熟工藝的 40 納米更高級的芯片，我們都必須依賴代工合作夥伴。"
目前國内也有不少模拟廠商在探索 Fab-Lite 經營模式，如卓勝微開始自建濾波器産、思瑞浦開始自建測試中心、聖邦微電子也對外成立了全資子公司來建立測試項目。
不過，無論是模拟大廠從 IDM 向 Fablite 模式的精簡（精簡晶圓廠并不等同于無晶圓廠），還是模拟設計企業探索虛拟 IDM、共享 IDM，都說明了模拟芯片中制造對于芯片的重要性。IDM、Foundry、Fabless 三大模式已經由來已久，在未來是否能夠有更加靈活、更加适合不同企業自身制造的分配方式，都需要模拟廠商不斷嘗試、不斷創新。
