ФЕНОМЕН FABLESS

Г.Келл
опубликовано в журнале ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ №4/1999

"Первичное вторично"
       В.Войнович. "Москва 2042"

Много лет нас небезуспешно убеждали в приоритете производства над всеми остальными видами деятельности, для пущей убедительно вкладывая колоссальные средства в строительство гигантов индустрии. Электронная промышленность не была исключением - десятки НПО с многотысячными коллективами наглядно демонстрировали мощь отечественной электроники. Справедливости ради следует признать, что и мировая электроника шла тем же путем наращивания производственных мощностей, только постепенно перемещая большинство из них в страны третьего мира. В результате, в Калифорнии, в знаменитой Кремниевой Долине, сосредоточены штаб-квартиры и офисы сотен электронных фирм, в которых трудятся "белые" воротнички, а их "синие" коллеги занимаются своей работой в Сингапуре, Малайзии, Мексике, Таиланде и других экзотических странах. Все это благозвучно называется мировым разделением труда. Однако радует то, что электроника, являясь наиболее динамично развивающейся отраслью мировой экономики, неизбежно становится полигоном испытания и новых моделей организации разработки и производства электронных комплектующих. Наряду с очевидными процессами оптимизации организационных структур, слияниями или разделениями, появляются и новые организационные формы, одна из которых завоевывает все большую популярность. Это fabless-фирмы.

Означает это просто фирму без производственных мощностей (без фабрики) или дизайн-центр. Идея достаточно проста - коллектив специалистов в области разработки интегральных схем с помощью стандартных САПР создает некий проект и передает его на свободные производственные мощности крупной электронной компании, либо специализированной wafer foundry (цех кремниевых пластин). Корпусирование готового изделия может осуществляться там же, либо на другом специализированном предприятии. Готовая микросхема имеет, как правило, маркировку и товарный знак fabless-фирмы, является ее полной собственностью и продвигается на рынок собственными маркетинговыми службами. Такая технология очень удачно удовлетворяет растущие потребности в заказных и полузаказных ИС (ASIC) и не удивительно, что fabless-фирмы специализируются именно на ASIC для самых динамичных отраслей нашей информационно-электронной эпохи - связь, видео, графика, обработка сигналов.

Официальная fabless-история берет свое начало в сентябре 1994 года, когда около 100 американских электронных фирм создали Fabless Semiconductor Association (FSA) [www.fsa.org] с целью стимулирования технологии и координации усилий по наращиванию объемов производства. И хотя, еще в 1990 году в США существовало семь публичных (т.е. выпустивших котируемые на бирже акции) fabless-компаний с объемом продаж $1.6 млрд, их расцвет пришелся на середину 90-х. Уже в 1996 году насчитывалось 40 публичных и 79 частных fabless-фирм. На сегодняшний день 31 публичная компания, входящая в FSA, обеспечивает объем продаж $22.7 млрд и показала суммарную прибыль за 1997 год в $6.3 млрд., что составило 5% всего рынка полупроводников.

Знакомство со списком членов FSA сулит массу открытий для человека, воспитанного в понимании того, что крупная электронная фирма - это НПО (для тех, кто не застал советских времен - научно-производственное объединение), состоящее из НИИ, завода и отдела сбыта. По правилам FSA голосующим членом (voting member) может стать любая фирма, получающая не менее 75% кремниевых пластин со своими чипами от внешних производителей, т.е. только 25% продукции может быть произведено (на уровне кремниевых пластин) на собственных заводах. Так вот, в числе голосующих членов такие хорошо и давно известные фирмы: ACTEL, CIRRUS LOGIC, EXAR, LEVEL ONE, XILINX, ZORAN. Не менее известны фирмы появившиеся на волне спроса на мультимедийные и связные ИС:

Всего в список FSA входит около 80-ти фирм - постоянно появляются новые игроки, а кто-то сходит с дистанции. Нельзя не отметить, что fabless-фирмы являются не только самыми эффективными с точки зрения получения прибыли - темпы ее роста почти вдвое превышают средние по отрасли, но и зарекомендовали себя как "двигатели" самых современных полупроводниковых технологий. Большинство fabless-фирм уже перешли с шести- на восьми-дюймовые пластины и используют технологию лучше 0.35 мкм. Огромное преимущество fabless-фирм заключается в присущей им динамичности, отзывчивости к спросу и специализации на самых перспективных направлениях.

Честно говоря, для российских электронщиков продукция fabless-фирм не более чем экзотика, и не только из-за практической недоступности, а, в большей мере, из-за слишком высокого для нашего понимания функционального уровня. Как ни прискорбно, едва ли кто в России возьмется применять продукцию перечисленных в таблице фирм, будь то графические акселераторы или PC чипсеты. Но есть и свои исключения - микросхемы для связи фирмы LEVEL ONE, ПЛИС ACTEL и XILINX достаточно широко применяются в России. Есть и другие потенциальные кандидаты из fabless-фирм, продукция которых может быть с успехом востребована в России. К примеру, фирма Melexis [www.melexis.com] выпускает широкую номенклатуру магниточувствительных датчиковых микросхем с элементами Холла для применения в автомобильной промышленности.

Само собой, российская электроника не могла не найти адекватного ответа на западный fabless-вызов, и в начале 90-х, когда в СССР прекратилось производство очень многих микросхем, а о новых просто не думалось, стали появляться микросхемы с неизвестными логотипами и нестандартной маркировкой, но реализующие весьма популярные в то время функции, например, декодеров PAL-SECAM. По слухам, некие коллективы МЭПовских разработчиков создавали эти микросхемы и договаривались о выпуске небольших серий на подмосковных предприятиях отрасли. Возросший импорт стандартных микросхем положил конец этому бизнесу. Чуть позже на сцену вышли фирмы, предлагающие изготовление полузаказных ИС в базисе стандартных советских БМК серий К15хх, либо изготовление заказных ИС на полупроводниковых производствах Европы. К числу таких фирм относятся НИИМА Прогресс, НПФ Форм (www.form.ru), ОЭС Электроникс. Самым успешным примером fabless-фирмы в России стало создание цифрового сигнального процессора (ЦПС) NeuroMatrix® NM6403 московским НТЦ "Модуль" (www.module.ru). Этот сертифицированный фирмой Fujitsu дизайн-центр разработал свой прибор с помощью САПР CADENCE и изготавливает его по КМОП технологии 0,5 мкм на заводе фирмы Samsung Semiconductor. Подробное описание NM6403 и истории его создания приводятся в [1].

Конечно, как и каждое явление нашей действительности, феномен Fabless не лишен определенных недостатков. Основной из них - это относительно большая уязвимость fabless-фирм по сравнению с традиционными производителями электронных компонентов, обусловленная, как правило, "малыми размерами" первых. То, что является главным залогом динамичности - небольшой коллектив и отсутствие капитальных вложений в условиях частых кризисов и спадов активности может привести к печальному финалу. Очевидно, что риск потребителя, заложившего в свою продукцию ИС от fabless-фирмы выше, чем у тех, кто использует ИС известных и крупных фирм, тем более имеющих вторых производителей. В то же время нельзя не заметить, что уменьшение сроков жизни конечных изделий и систем гражданского назначения понижает значимость этого фактора, позволяя разработчику так часто менять элементную базу, как это допускают его способности к восприятию нового и финансовые возможности.

Закончить эту статью хочется словами Чарльза Бочера, (Charles Boucher) вице-президента фирмы UBS Securities - "Индустрия fabless уже миновала начальный этап и ее значение в главном русле полупроводниковой промышленности будет только усиливаться". Очень хочется надеяться, что этот вывод в ближайшие годы станет справедлив и для российской электроники.

    Литература:
  1. И.Шахнович. Отечественный процессор цифровой обработки сигналов NM6403 - чудо свершилось. ЭЛЕКТРОНИКА:НТБ, 2/99, с.30