摩尔压力 半导体制造新经济模式

　　[计世网独家] 摩尔定律给半导体界带来了越来越大的经济压力，尤其是对规模较小、经常生产小批量产品的半导体厂商更是如此。一种新型的模块化设计理念有望重塑半导体制造业的经济模式。

　　■ Clayton M. Christensen等

　　编译 沈建苗

　　丰田生产体系（TPS）已经应用于芯片制造业，电子行业可能会因此发生巨变。

　　半导体制造业的成本挑战

　　半导体行业正在经历一场巨大的变化。它将分化成贫富两极; 每家厂商想获得利润变得极其困难。从来没有那么多的聪明人在为那么少的利润如此拼命地工作。

　　步入一家耗资数十亿美元兴建的芯片制造厂，你很可能会有这样的想法: 这个行业即将迎来大灾难。首先跃入眼帘的是两个篮球场大小的车间，堆满了把光刻图案投射到圆片上的设备。还会在旁边看到一只高大的箱子（又叫储料箱），里面摆满了等待这些设备来处理的晶圆。这些晶圆片价值1千万到1亿美元——但它们都是闲置库存。

　　为什么？一家芯片制造厂的50亿美元投资分摊到五年生产期，每天的成本算下来超过300万美元。传统观点认为，为了获得这么多的收入，就得让所有设备一直处于运转状态; 哪怕这意味着生产的闲置晶圆堆积如山。另外，为了证明搞这么大的规模是值得的，半导体产品每月产量至少要达到5000块到10000块晶圆。

　　导致成本如此高昂的最主要因素是摩尔定律。需要巨额资金，才能支撑让摩尔定律保持发展的持续不断的投资与淘汰周期。这种快速循环可以解释为什么半导体公司的宝贵生产线会在短短五年后变成鸡肋。

　　虽然英特尔和三星等业界巨头们从事大规模生产，因而能让这些巨额投资为自己创造效益，但比较小的公司（甚至有些主权国家）再也玩不起这游戏了。行业的大规模重组正在迫使它们进行合并或者外包生产，旨在获得足够大的规模来参与竞争。

　　几乎每个月都会传出有公司达成联盟和剥离资产的新闻，这恰恰证实了这种趋势。2006年，德州仪器公司宣布，它将与多家芯片代工厂合作，共同开发基于线宽（芯片的最小特征）长度不到65纳米的未来工艺技术。2003年和2006年，摩托罗拉和飞利浦这两家堪称行业典范的公司，分别完全把各自的半导体业务分离出来。2006年，LSI逻辑公司（现名为LSI Corp.）收购了杰尔公司，继续在苦苦挣扎。2006年，AMD公司收购了ATI技术公司，但其现金流和竞争力一直受到此影响。批量生产的曙光

　　所有这些战略举动都旨在重现昔日的发展速度和盈利能力，但无一例外地遭到了失败。

　　不过，现在出现了一线希望，而这线希望居然来自与半导体行业毫不相干的丰田汽车公司。30多年来，丰田采用的生产体系让它得以提高质量、产能翻番、生产品种更广的车型，并且灵活改变产品组合。去年，丰田生产的汽车比其他任何一家公司都要多，超过了通用汽车公司。

　　更重要的是，丰田的批量生产方法带来了可观的利润。2005年，它赚到的利润比全球其他所有汽车生产商的利润总和还要多。不过，虽然许多学者和公司主管细细研究了丰田的工厂和生产方法，通用汽车公司甚至在加州与丰田开了一家合资企业，但还没有哪家厂商能够完全复制它取得的成功。

　　2007年年初，半导体业界不仅有机会仿效丰田的生产体系，还有机会把其原则运用到隶属集成设备制造商（IDM）的一家逻辑芯片制造厂。这家工厂通过遵循摩尔定律求得了生存，并且业务蒸蒸日上，总是处在技术和经营方面的前列。但摩尔定律把这家芯片制造厂的宝贵生产线变成了鸡肋，尽管其生产设备仍比较新。

　　短短七个月后，这家公司把每块晶圆的制造成本降低了12%，并把生产周期（空白硅圆片加工成嵌满逻辑芯片的成品晶圆所用的时间）缩短了67%。这一切是在没有投资新设备，或者改变产品设计或产品规格的情况下实现的。而这个短暂试验揭露的只是冰山一角。这些早期结果指明了半导体制造业的新经济——这会对行业带来持久而深远的影响，还会创造新的发展机会。