ОАО ИНТЕГРАЛ


Аналитика/Прогнозы

Борьба с контрафактом путем контроля цепочки поставок


Попытки использования контрафактных изделий являются серьёзной проблемой при производстве систем обеспечения безопасности авиаперевозок, военной техники, оборудования для АЭС и т.п.
В декабре 2011 года президент США Барак Обама подписал закон о финансировании национальной обороны США на 2012 год. Бюджет закона также предусматривает осуществление процедур для минимизации возможности использования контрафактных компонентов. Закон также определяет, что все участники цепочек поставки для нужд обороны США несут ответственность за поставку контрафактных компонентов. Значение термина «контрафактный» в этом контексте включает подделки, некачественные, поврежденные или немаркированные компоненты.
Осенью 2011 года впервые в истории федеральные суды США начали преследование лиц за торговлю поддельными ИС, многие из которых были предназначены для использования в американской военной технике. Другие ИС предназначались для использования в тормозных системах высокоскоростных поездов и инструментах, используемых пожарными для обнаружения радиоактивного излучения. Администратор компании, который продал компонент, был приговорен к 38 месяцам тюремного заключения и штрафу в размере 166,141 тыс долл. за продажу п/п-компонентов, ошибочно помеченных для применения в военных, коммерческих или промышленных приложениях, на сумму почти 16 млн долл.
Все эти новости выглядят как прогрессивный шаг вперед в борьбе с контрафактными п/п-компонентами в цепочках поставок в США, но это только начало борьбы. По оценкам экспертов, около 2% всех полупроводников, проданных в прошлом году, были поддельными. Эта цифра не выглядит слишком угрожающей до тех пор, пока не приведён ещё один аргумент: оценочная стоимость поддельных деталей, которые проделали свой путь в цепочке поставок США в 2011 году, составляла более 5 млрд долл.
Но контрафактные компоненты не только угрожают жизни людей, они вызывают огромные негативные финансовые последствия для производителей п/п-компонентов, дистрибьюторов, производителей электронного оборудования и конечных пользователей. Считается, что фактическая стоимость контрафактного полупроводника, который движется по цепочке поставок – в любой отрасли – может более чем в 100 раз отличаться от стоимости оригинального компонента. Это позволяет продать контрафактное изделие по «выгодной цене» – часто на 70% ниже реальной цены. Но потребитель получает не то, что ему надо, ибо невозможно обойти старую пословицу: вы получите ровно столько, сколько вы заплатили.

Силовые полупроводники — ахиллесова пята производителей светодиодов


По данным IMS Research, объем глобального рынка силовых полупроводников для светодиодного освещения в 2016 г. составит 3 млрд долл.
По мнению аналитиков этой компании, быстрый рост рынка светодиодного освещения, обусловленный спросом на более эффективные источники света и запретами на использование ламп накаливания, приведет к тому, что объем рынка силовых полупроводниковых модулей увеличится к 2016 г. до 3 млрд долл.
Согласно аналитическому отчету, в результате выпуска светодиодных ламп, предназначенных только для замены снятых с производства ламп накаливания, объем рынка силовых полупроводников вырастет более чем на 2 млрд долл.
Разумеется, что широкий диапазон светодиодных ламп с разными электронными схемами, требованиями и спецификациями лишь увеличит возможности производителей силовых полупроводников. Поскольку в светодиодном освещении задействована сложная электроника, производители традиционных источников света испытывают растерянность, т.к. не обладают соответствующим опытом изготовления новой продукции.
Хотя некоторые крупные производители светодиодной техники имеют возможность самостоятельно проектировать и изготавливать продукцию, им не хватает знаний и опыта в области силовых полупроводников.
Предполагается, что рынок светодиодных ламп вырастет к 2016 г. более чем на 1,5 млрд долл. за счет спроса на AC/DC- и DC/DC-контроллеры и МОП-транзисторы.
Рост рынка светодиодных светильников – еще одна возможность для производителей силовых полупроводников увеличить свои доходы. Например, рынок светодиодных светильников мощностью выше 60 Вт (для уличного и промышленного освещения) станет одним из крупнейших рынков в 2016 г.
Источник: Electronics News
www.russianelectronics.ru/engineer-r/news/19.03.2012


Тенденции рынка аналоговых компонентов


Что происходит с такими стандартными аналоговыми компонентами как усилители и преобразователи данных? Они совершенствуются или уже достигли своего предела развития?
Чтобы ответить на эти вопросы, следует проанализировать, какую новую продукцию предложили в прошлом году крупные компании, специализирующиеся на аналоговых полупроводниковых компонентах. В целом, этот анализ касается прошлогодней продукции таких компаний как Analog Devices, Texas Instruments, Linear Technology, Maxim Integrated Products и Intersil.
Предположение об усложнении новых изделий
Новая продукция на рынке аналоговых компонентов свидетельствует о масштабных изменениях в типах ИС, которые компании производят и приобретают. Оффшорное производство, в частности, и глобализация, в целом, вынудили традиционные аналоговые компании пойти по пути снижения усилий на разработку новых стандартных компонентов, в т.ч. операционных усилителей и преобразователей данных, занявшись специализированными аналоговыми и цифро-аналоговыми устройствами. В то же время в Северной Америке и Европе число начинающих компаний, специализирующихся на мелко- и среднесерийной продукции для конечного пользователя, уменьшилось.
Большая часть специалистов по аналоговой продукции, которые прежде работали на эти стартапы, перешли на работу в крупные полупроводниковые компании в качестве проектировщиков кристаллов или инженеров по применению.
Как бы то ни было, проектирование внешнего интерфейса, который идеально обеспечивал бы сопряжение датчика с АЦП, всегда было непростой задачей. Поскольку требования к конечной продукции и стандартным аналоговым компонентам становятся жестче с каждым поколением приборов, эта задача только усложняется. Вот почему получили широкое распространение компании, специализирующиеся на интеграции множества функций в одном кристалле.
Метод анализа пресс-релизов
Для проверки предположения о том, что проектирование кристаллов с высокой степенью интеграции вытесняет разработку традиционных аналоговых компонентов, были проанализированы пресс-релизы о новой продукции за период с января по ноябрь 2011 г. пяти производителей полупроводников – Analog Devices, Intersil, Linear Technology, Maxim Integrated Products и Texas Instruments.
На веб-сайтах этих компаний хранятся архивы пресс-релизов новой продукции. Автор исследования свел эти данные в пять таблиц, указав даты выпуска, номера компонентов, основные параметры и описания. Данные об устройствах с «традиционной» функциональностью представлены на синем фоне, а все «новые» компоненты – на желтом фоне.
В таблицах указаны только те изделия, выпуск которых сопровождался пресс-релизом. Например, в прошлом году TI произвела 600 новых компонентов, 75 из которых были преобразователями данных. В таблицу новой продукции этой компании вошли только те продукты, о которых сообщалось в соответствующих пресс-релизах. 
Отдельный случай – продукция Linear Technology. Архив пресс-релизов на ее сайте не старше полугода, поэтому для восстановления полной картины данные были экстраполированы на недостающий промежуток времени.
В таблице новой продукции TI не учтены изделия National Semiconductor, которую TI приобрела в сентябре прошлого года. В то же время, согласно данным Data Beans, аналоговая продукция National добавила всего 3% к 22% TI, поэтому исключение этих изделий заметно не исказило общей картины.
Может возникнуть вопрос о том, что считать «аналоговыми» ИС. В указанные таблицы вошли все компоненты, которые относятся к категории классических «аналоговых» компонентов: микросхемы для промышленного применения (в т.ч. для автомобильной электроники и медицинских приборов), а также РЧ-устройства, исключая некоторые цифровые понижающие преобразователи и т.д.
В таблицы не вошли микросхемы управления питанием, хотя можно, например, считать, что LDO-регулятор выполняет аналоговую функцию. В результате была отчасти недооценена продукция компании Linear Technology, у которой имеется явно выраженная специализация на устройствах по управлению питанием. С другой стороны, такой подход, в котором не было учтено множество компаний со специализацией исключительно на ИС управления питанием, упростил задачу выборки. 
В таблицах достаточно полно отражена та продукция пяти полупроводниковых компаний, считающихся самыми крупными игроками на рынке аналоговых и цифро-аналоговых компонентов, которую они сочли наиболее значимой в 2011 г.
TexasInstruments
В 2011 г. компания Texas Instruments выпустила 22 пресс-релиза, посвященных аналоговой продукции (см. табл. 1). К стандартной категорию изделий можно отнести 13 продуктовых семейств, а 9 новых изделий – к нестандартной и высокоинтегрированной продукции. В число стандартных компонентов вошло 4 операционных усилителя, 3 ЦАП, 5 АЦП и датчик температуры с цифровым выходом.  
Новая продукция Texas Instruments в 2011 г.

К наиболее сложным изделиям относятся усилитель класса G с цифровым входом для наушников; усилитель класса D для телевизоров с большим экраном и комплексов акустических систем; аудиокодек, в который интегрированы блоки ЦАП, АЦП и ФАПЧ; комплект разработчика для 2,4-ГГц чипсетов беспроводных наушников; семейство устройств субгигагерцового диапазона с трансивером, приемником и передатчиком; еще один комплект разработки ячеистых сетей субгигагерцового диапазона; субгигагерцовый РЧ-усилитель; NFC-приемник для контроля беспроводной зарядки аккумуляторной батареи;  для увеличения эффекта пространственного разделения динамиков планшетов и ТВ с большими экранами.
Analog Devices
Из 35 анонсов Analog Devices о новой продукции 17 относятся к стандартным аналоговым компонентам, а 18 – к более сложным и заказным изделиям для специализированных приложений (см. табл. 2). Среди новой продукции – 8 инструментальных усилителей и усилителей датчиков, 2 ЦАП, 4 АЦП, семейство МЭМС-гироскопов, активный выпрямитель и 2 РЧ-трансивера для систем промышленного контроля.
Новая продукция Analog Devices в 2011 г.

Сложная заказная продукция оснащена HDMI-передатчиком и двухканальным приемником для переносных устройств, а также внешним аудио/видео-интерфейсом HDMI, МЭМС-микрофоном, широкополосными смесителями, работающими в диапазоне 700–2800 МГц, двухосевым МЭМС-акселерометром повышенной прочности для применения в скважинах, радиоприемниками системы с разнесением ПЧ, АЦП, оптимизированными для работы с базовыми станциями сотовой связи, и внешним интерфейсом АЦП с полосой пропускания 5 ГГц и др.
Уникальность компании Analog Devices – в ее специализации на МЭМС. Следует заметить, что для создания прецизионного МЭМС-гироскопа используется высокочувствительная электроника.
Linear Technology
В пресс-релизах об аналоговой продукции Linear Technology сообщается о 17 стандартных изделиях, в т.ч. 14 АЦП, ОУ, шинных буферах и идеальных диодах (см. табл. 3). К изделиям с высокой интеграцией относятся синтезатор, работающий с целочисленным коэффициентом деления, и токочувствительные усилители с внутренним источником опорного сигнала и компаратором. Компания также выпустила такой инновационный продукт как высоковольтную систему мониторинга батарей – микросхему LTC6803.
Новая продукция Linear Technology в 2011 г.

Диапазон «силовых» устройств компании простирается от выравнивающих устройств для мтекп батарей до устройств для сбора энергии и DC/DC-модулей. Специализация Linear Technology указывает на то, что большая часть аналоговой продукции переходит из категории «стандартная» в категорию «усовершенствованная». Linear, у которой гораздо меньше ресурсов, чем у Analog Devices и TI, специализируется на микросхемах, характеризующихся высокой рентабельностью и длительным жизненным циклом.
По словам Роберта Свонсона (Robert Swanson), основателя Linear, компания и в дальнейшем будет работать в сегменте автомобильной электроники и связи (оборудование для базовых станций 3G, 4G, LTE).
MaximIntegrated Products
Maxim призывает работать инженерные коллективы с такой интенсивностью, чтобы еженедельно производить одно новое изделие. Однако не обо всей новой продукции этой компании становится известно из пресс-релизов.
К шести классическим аналоговым изделиям Maxim образца 2011 г. относятся токочувствительный усилитель, 3 ОУ, малошумящий усилитель для GPS и трансивер IO-Link (см. табл. 4). 5 усовершенствованных изделий компании включают стереоаудиокодек; внешний интерфейс/модем для PLC-систем стандарта P1901.2; датчики общего освещения; чипсет SERDES для передачи видео- и аудиоданных по витой паре; СнК для измерения расхода электроэнергии в системах промышленного контроля.
Новая продукция Maxim в 2011 г.
 
Некоторые из перечисленных изделий предназначены для генерации, передачи и распределения электроэнергии в интеллектуальных энергосистемах. Специализация Maxim в этом сегменте напоминает приверженность Linear рынку автомобильной электроники.
Intersil
Intersil являет собой наиболее удивительный пример компании, которая внимательно следит за появлением новых рынков аналоговой продукции, выпуская соответствующие заказные кристаллы. Это не значит, что руководство компании делает ставку на данные изделия. Но если Intersil получает хорошую возможность, она ее использует на все 100%. Примером тому может служить чипсет, выпущенный этой компанией для передачи аналогового видеосигнала с камер наблюдения по сети Ethernet на витой паре или чипсет для отправки видеоданных с IP-камер по коаксиальному кабелю.
В 2012 г. появятся и другие необычные изделия от этой компании, поддерживающие передачу видеоданных в системах безопасности. Однако в 2011 г. Intersil стала активно заниматься стандартными аналоговыми компонентами, включая ИОН, ОУ, аудиоусилители класса D и АЦП (см. табл. 5).
Новая продукция Maxim в 2011 г.
 
Выводы
Таким образом, 62 из всех пресс-релизов компаний относятся к стандартной аналоговой продукции с привлекательными характеристиками, 36 пресс-релизов – к компонентам с высокой степенью интеграции, выполненных на заказ для вертикальных сегментов. Это значит, что на рынке имеется достаточно большой спрос на «классическую» аналоговую продукцию.
Однако многие из этих новых стандартных компонентов имеют меньшие размеры, энергопотребление и более низкую стоимость по сравнению с давно существующими устройствами, которые обеспечивают примерно ту же производительность.
В целом можно утверждать, что закон Мура не распространяется на аналоговые изделия до тех пор, пока разработчик кристаллов не добавляет цифровые блоки обработки сигнала в аналоговую цепь. Более половины новой продукции, анонсированной в прошлом году, возможно, указывает именно на такой путь ее дальнейшего совершенствования.
http://www.elcomdesign.ru/market/18.01.2012
Дрезденские фабрики Globalfoundries освоят 14 нм технологию
В текущем году Globalfoundries собирается потратить на капитальное строительство и перевооружение производства не менее $3 млрд., и основная часть этих средств будет инвестирована в строящуюся в штате Нью-Йорк фабрику. Последняя уже осваивает выпуск кремниевых пластин при поддержке IBM, а к середине года будет запущено массовое производство полупроводниковых изделий. Представители Globalfoundries выразили уверенность, что Fab 8 освоит выпуск микросхем по 20 нм технологии уже в текущем году.
Как признался в интервью сайту EE Times генеральный директор Globalfoundries Аджит Маноча (Ajit Manocha), компания позаботится и модернизации дрезденских фабрик. Здесь будут выпускаться микросхемы по технологическим нормам 32 нм и 28 нм, а в перспективе будет освоен и 14 нм техпроцесс. Переход с 28 нм на 20 нм таит в себе некоторые технологические сложности, поэтому Globalfoundries может на этом этапе столкнуться с некоторыми проблемами. Беспокоит руководство компании и перспектива перехода на использование кремниевых пластин диаметром 450 мм.
Этот же ресурс сообщает, что отношения между AMD и Globalfoundries могут охладиться. Некогда контролировавшая Globalfoundries компания AMD теперь владеет лишь 8,8% акций этого совместного предприятия. Отказ от выпуска 28 нм изделий (Krishna и Wichita) некоторые аналитики трактуют как потерю компанией AMD уверенности в своём производственном партнёре. По версии некоторых экспертов, после 32 нм техпроцесса AMD будет более плотно сотрудничать с TSMC, а не с Globalfoundries. Пока это лишь слухи, но дальнейшие события вполне могут развиваться по принципу "бизнес есть бизнес, ничего личного".
www.overclockers.ru/29.01.2012

Аналитическое агентство IMS Research провело исследование рынка NFC-контроллеров безопасности


Согласно этому исследованию доля компании Infineon на рынке NFC-контроллеров безопасности составила 51,5%. На долю NXP приходится 31,8%, Samsung – 8,6% и STMicroelectronics – 5,6%.
По данным IMS Research, количество поставленных в 2011 г. мобильных телефонов с функцией NFC составило 35 млн. Ожидается, что эта цифра вырастет до 80 млн к концу 2012 г. Этому будут способствовать такие мероприятия, как, например, летние Олимпийские игры в Лондоне. По прогнозам, к 2016 г. мобильные платежи станут самым популярным NFC-приложением.
В отчете IMS Research “The World Market for NFC – 2012 Edition” прогнозируется значительный рост рынка NFC-микроконтроллеров для систем безопасности до 2016 г. Доля всех мобильных телефонов с функцией NFC составит 44% в 2016 г.
Источник: Infenion
http://www.russianelectronics.ru/engineer-r/news/23.01.2012


Топ-25 мировых дистрибьюторов электронных компонентов по итогам 2011 г

.
Мировая сеть поставок продолжает расти и развиваться. Тенденции, захватившие США и Европу, перешли на рынок Азии и Японии. Мировая консолидация — основной тренд 2011 г. и ближайших нескольких лет.
Исследование по этому вопросу подготовило американское издание EE Times. Мы предлагаем вам квинтэссенцию этого цикла статей.
Центральное место в цепи поставок электронных компонентов (ЭК) занимают дистрибьюторы, которые подобно регулировщику дорожного движения динамично управляют потоком компонентов между поставщиками и контрактными производителями.
Часто дистрибьюторов винят в ошибках производителей. Так, дефицит ЭК происходит по причине «недальновидности» дистрибьютора, наличие контрафактных изделий – из-за желания сэкономить и т.п. В итоге компаниям приходится защищать честное имя и внедрять технологии контроля изделий, проводить мониторинг спроса, обеспечивать службу тех. поддержки.
Каналы распространения ЭК представляют собой децентрализованную систему. Она достаточно развита в США и Европе, однако до сих пор остается сильно фрагментированной и неструктурированной в остальных частях мира. В США вследствие слияний и поглощений осталось несколько сильных игроков, занимающих практически весь рынок. В Японии сеть дистрибьюторов жестко контролируется. Крупнейшие японские производители сами выбирают, какие дистрибьюторы будут процветать, а каким никогда не перейти в разряд средних, не говоря уже о мировых. Китайский рынок еще более хаотичен. Здесь присутствуют тысячи дистрибьюторов, каждый из которых стремится стать первым. Очевидно, что такая ситуация не может держаться долго, и рано или поздно выделятся компании-лидеры, с которыми сольются мелкие игроки.

Почему полупроводниковым компаниям комфортно в Сингапуре?


Власти Сингапура нашли очень эффективную модель взаимодействия с бизнесом, научными и исследовательскими компаниями, осуществляющими в Сингапуре свою деятельность.
По качеству жизни Сингапур признан лучшим городом в Азии, а по условиям личной безопасности он находится на третьем месте в мировом рейтинге.
Сяо Цзян Нг, исполнительный директор компании Contact Singapore, дала интервью изданию Electronics Weekly, рассказав о полупроводниковой промышленности в городе и ответила на главный вопрос: почему 9 из 10 лучших мировых компаний по производству полупроводников проводят исследования и конструкторские работы в Сингапуре.
Доля промышленных предприятий, расположенных в Сингапуре и принадлежащих глобальным производителям полупроводников, растет год от года. В чём вы видите причины этого успеха?
Сегодня, каждый десятый полупроводниковый компонент, который изготавливается в мире, производится в Сингапуре. Я считаю, что мы создали тесные связи с глобальными производителями полупроводниковых компонентов и так внесли свой вклад в этот успех.
В Сингапуре есть много возможностей для компаний, которые хотят здесь работать — стабильная политическая обстановка, эффективная инфраструктура, профессиональная культура бизнеса и высококвалифицированные специалисты. Всё это позволяет компаниям эффективно работать здесь.
Как бы Вы охарактеризовали развитие электроники в стране?
В течение последних четырех десятилетий в Сингапуре образовалось сообщество высококвалифицированных инженеров-разработчиков в области электроники, причём развитие сообщества шло не только по пути увеличения числа инженеров, но и в направлении углубления их знаний и опыта.
В самой отрасли также наблюдается быстрый рост в таких сегментах, как аналоговые и аналого-цифровые ИС, радиочастотные ИС, а также ИС для коммуникационных приложений и систем управления электропитанием. Наши возможности по проведению исследований и проектированию новых ИС в Сингапуре привлекают 9 из 10 топ-компаний, занимающихся разработкой ИС.
Каковы возможности для проектирования и производства полупроводниковых компонентов?
Мы разработали вертикально-интегрированную «экосреду» для полупроводниковой промышленности, которая охватывает весь процесс создания нового компонента — от разработки до производства, включая тестирование, сборку и научные исследования.
Основные реализуемые проекты связаны с исследованиями, разработкой и производством ИС — аналоговых и аналого-цифровых, радиочастотных для коммутационных приложений, систем управления электропитанием. Также осуществляются работы по созданию ИС для встраиваемых систем, MEMS-компонентов и GaAs-изделий.
Компании, осуществляющие такую деятельность у нас, могут извлечь реальную выгоду, так как у нас действует лучшее в Азии законодательство по защите интеллектуальной собственности. Помимо этого, рядом с производственными площадями есть квалифицированные кадры и есть хороший доступ на региональные рынки.
Какие возможности есть для разработчиков в областях биоэлектроники и «зеленой» электроники, печатающих устройств и систем безопасности?
Большинство исследований в этих областях осуществляется через наши национальные научно-исследовательские институты, например, Агентство по науке, технологиям и исследованиям (Agency of Science, Technology and Research, сокращённо A*STAR), а также наши национальные университеты. Например, в Технологическом университете Сингапура в Наньянге (Nanyang NTU) есть инженерные школы по электротехнике и электронике, которые недавно реформировали существующие исследовательские подразделения в семь научно-исследовательских центров для осуществления межотраслевых исследований. Можно указать некоторые ключевые направления исследований: биовизуализация, биоизмерительные приборы, нанотехнологии, энергосберегающие здания и др.
Эффективные исследования и профессиональная научная среда в A*STAR
По прогнозам, в этом году электронная промышленность продолжит свой рост. Какие требования предъявляют к сотрудникам местные компании, чтобы поддержать процесс разработки новых изделий и производственную деятельность?
Прогнозы роста электронной промышленности Сингапура были многообещающими. Я полагаю, что как местные, так и международные компании активизируют свои усилия по найму и увеличению своих инженерные ресурсов. Они будут искать новых выпускников, а также опытных, высококвалифицированных специалистов, которые, благодаря высоким технологиям и интенсивным исследованиям, стремятся и дальше развивать свои навыки.
Специалисты с каким опытом работы будут наиболее востребованы в местной электронной промышленности в этом году?
Мы полагаем, что наиболее востребованы будут специалисты по разработке ИС для аналоговых и аналого-цифровых приложений, радиочастотных ИС, встроенных систем, а также разработчики современных технологий для производства кремниевых пластин. Высоко будут ценится специалисты в области MEMS- и GaAs-технологий.
Является ли знание местного языка обязательным условием для того, чтобы работать инженером в Сингапуре?
Если вы говорите по-английски, этого вполне достаточно. Английский язык используется для ведения бизнеса и получения образования в Сингапуре. Знание азиатских языков может быть преимуществом, так как эти языки часто используются в сфере услуг регионального и глобального рынков.
Как бы вы охарактеризовали жизненные преимущества у работающего в Сингапуре?
Есть много преимуществ у работающих в Сингапуре. По мнению Economist Intelligence (независимая бизнес-группа внутри компании Economist Group, часто занимается исследованиями качества жизни – прим. переводчика), которое было изложено в докладе в марте 2012 года, Сингапур является городом с самым высоким уровнем конкуренции в Азии и третьим по этому показателю в мире.
Кроме того, по качеству жизни в Азии мы продолжаем находится на первом месте. Также, в течение последних пяти лет мы находимся на первом месте по такому критерию, как самое популярное место в Азии и третье по популярности место в мире, где граждане хотели бы жить.
С точки зрения личной безопасности, мы находимся на первом месте среди стран Азиатско-Тихоокеанского региона и на восьмом месте в мировом рейтинге. У нас есть много возможностей для качественной жизни людей различного возраста. Для молодых специалистов у нас есть очень богатая артистическая жизнь и сфера развлечений. Для тех, кто живёт с детьми в Сингапуре, у нас есть отличные образовательные и медицинские системы, которые делают жизнь и воспитание детей удобным и комфортным.
Источник: Electronics Weekly
www.russianelectronics.ru/engineer-r/2.05.2012


Fabless Chip-China: в чем секрет успеха китайской микроэлектроники?


Китайские производители, даже не имея собственных фабрик по производству высокотехнологичных чипов, успешно вытеснили мировых гигантов со своего рынка. Как им это удалось и каковы причины неудач мировых гигантов на китайском рынке микроэлектроники? И почему Россия не в состоянии пойти тем же путем?
В китайской микроэлектронной отрасли нет четких лидеров, таких как Intel, Qualcomm или Broadcom. Вряд ли удастся найти десять компаний, которые могли бы конкурировать с мировыми гигантами. Рынок очень фрагментирован, есть множество мелких компаний, и их количество продолжает стремительно расти. Такая ситуация не может продолжаться. В этом уверен и глава Synopsys. Когда его спросили о том, как долго китайские производители, не имеющие собственных мощностей, смогут «держаться на плаву», он ответил: «Пять лет». И сразу же поправил себя: «Возможно, еще 10 лет».
Аналитики предвещают передел рынка в течение ближайших лет. Скорее всего, его разделят четыре компании: Spreadtrum, RDA Microelectronics, GalaxyCore и GigaDevice.
Слияния – ключ к успеху
Большинство «историй успеха» для китайских компаний выглядят одинаково: удачное приобретение или слияние с партнером.
Именно так случилось с Spreadtrum в конце 2007 г. Она приобрела американского производителя радиочастотных приемопередатчиков Quorum Systems. В прошлом году она получила 48,4% акций MobilePeak Holdings, занимающейся разработкой чипсетов для модемов UMTS/HSPA+. Spreadtrum позиционирует себя как «американская компания с китайским расположением» и требует, чтобы именно так ее видели другие.
Другой пример – RDA Microelectronics. Она заключила соглашение с Trident Microsystems на использование ее интеллектуальной собственности – Trident SX5 Digital TV SoC. Это позволило компании RDA быстро закрепиться на рынке ТВ-приставок.

Динамика роста продаж RDA Microelectronics (черным) и чистая прибыль (зеленым)

В то же время нельзя говорить о монолитности китайского рынка микроэлектроники – за последние 20 лет ряд компаний, в т. ч. хорошо известных на Западе, имели неоднозначную динамику развития. Взлеты сменялись падениями. Некоторым из них не удалось удержаться на рынке, другие преуспевали.

Полупроводниковая отрасль неизбежно станет расти


В последнее время приобретение перспективных начинающих компаний происходит по очень невысокой цене, что настораживает многих участников рынка. По мнению автора заметки, это обстоятельство связано с адаптацией полупроводниковой отрасли к новым экономическим реалиям.
Многие участники рынка задаются вопросом, что происходит с полупроводниковой отраслью, если такие многообещающие компании как SiliconBlue Technologies и PicoChip продаются по цене, не превышающей тех инвестиций, которые были вложены в них несколько лет тому назад.
Главная причина этого явления заключается не в ухудшении состояния полупроводниковой отрасли, а в изменении взглядов на рынок и технологии, а также в смене ожиданий инвесторов.
До недавнего времени многие полупроводниковые компании пытались отличиться от своих конкурентов за счет производственных решений, а не оригинальных разработок.
При этом экономический успех той или иной компании был обусловлен возможностью дальнейшей миниатюризации компонентов: чем быстрее производителю удавалось перейти на следующую технологическую норму, тем большим успехом пользовалась его продукция при меньшей стоимости на фоне экспоненциального роста мирового рынка полупроводников.
Однако дальнейшие возможности уменьшения геометрических размеров элементов микросхем вот-вот исчерпаются, а единовременные затраты на проектирование и производство на предельных технологических нормах начинают превышать рентабельность предприятий. Исключением является массовое производство памяти, процессоров, ПЛИС и некоторых серийно выпускаемых кристаллов.
В этих изменившихся условиях IDM- и фаблесс-компании стремятся создавать добавленную стоимость, в первую очередь, на этапе проектирования, а не производства, чтобы выгодно отличаться от конкурентов.
Итак, следование закону Мура приводит к уменьшению функциональных преимуществ системы и рентабельности на фоне экспоненциального роста затрат на проектирование. Все чаще венчурные фирмы, вложившие в новую компанию 100–500 млн долл. и более, имеют возможность выручить не более 50 млн долл. Неудивительно, что венчурный капитал стал менее охотно вкладываться в полупроводниковую отрасль.
Для большинства производителей электроники настало время прекратить погоню за все меньшими нормами проектирования, воспользовавшись подходом, который получил название More-than-Moore («больше, чем Мур»). Международный комитет International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) разработал план, в соответствии с которым ряд медицинских, транспортных приложений и систем управления электропитанием будут совершенствоваться в соответствии с принципом More-than-Moore, а не за счет дальнейшей миниатюризации полупроводников.
Таким образом, для большинства начинающих компаний ключевой стратегией должна стать та, которая обеспечивает преимущество в затратах не за счет самых передовых производственных технологий или применения широко распространенных коммуникационных стандартов, а благодаря инновационным разработкам и совершенствованию функционала на системном уровне.
Как пример можно привести такую компанию как InvenSense, которая успешно работает на рынке МЭМС-компонентов для навигации, или компанию Nintendo, разработавшую игровую приставку Wii, или компанию PrimeSense, создавшую систему оптического и ИК-видения, которая является «сердцем» популярной системы Microsoft Kinetic. Именно такие разработки позволяют выигрышно отличиться на фоне конкурентов и не опасаться оскудения инвестиций в полупроводниковую индустрию. Ряд стартапов, специализирующихся на создании МЭМС-компонентов, был приобретен по достаточно высоким ценам. Так, например, Murata Manufacturing Co. договорилась о покупке финской компании VTI Technologies Oy за 260 млн долл., а компания SensorDynamics AG вошла в состав Maxim Integrated Products за 130 млн долл.
Несмотря на совокупное сокращение объемов венчурных инвестиций, которое наблюдается со второй половины прошедшего десятилетия, очевидно и то, что хорошие идеи, поддерживающие полупроводниковую отрасль, не иссякают, а спрос на инновационную электронику на мировом рынке не падает.
www. EETimes/10.01.2012


3-D ИС, 14-нм процесс и дуализм 20-нм технологии: мнения ведущих экспертов


На саммите Global Semiconductor Alliance выяснилось, что производители ИС сомневаются насчет дальнейших путей совершенствования технологий микроэлектронного производства.
В ходе состоявшегося недавно саммита Global Semiconductor Alliance (GSA) представители производителей ИС высказали свои суждения и сомнения по поводу дальнейших путей совершенствования технологий производства ИС. Руководители ряда компаний высказали соображение, что 3-D ИС будут хитами продаж уже к 2014 году, несмотря на имеющиеся неразрешённые проблемы. И хотя масштабирование КМОП-технологии замедляется, тем не менее, существует возможность совершенствования, как минимум, вплоть до технологических норм 7нм.
Быть ли двум вариантам 20-нм техпроцесса?
По словам эксперта компании IBM, кристаллы, произведённые по технологии 20 нм, смогут поддерживать разные оптимизированные версии технологии — для низкопотребляющих и для высокопроизводительных микросхем. Компания GlobalFoundries, являющаяся одним из крупнейших производителей полупроводниковых пластин, в августе примет решение, будет ли она предлагать рынку указанные версии.
В своей вступительной речи Субраманиан Айер (Subramanian Iyer), главный технолог в отделе микроэлектроники IBM, сказал: «В последнее время официальные лица TSMC заявляли, что при использовании 20-нм технологии нет существенной разницы в оптимизации технологических процессов, но я этому не верю. Я считаю, что для одной и той же технологической нормы возможны вариации технологии».
Поднятая GlobalFoundries тема относительно необходимости создания низкопотребляющей и высокопроизводительной вариаций в рамках 20-нм технологии, действительно, уже стоит на повестке дня.
В своём кратком интервью журналу EE Times Субрамини Кенгери (Subramani Kengeri), руководитель подразделения передовой технологической архитектуры компании GlobalFoundries, сказал: «Мы всё еще ведем переговоры с ведущими клиентам, чтобы принять решение, нужно ли нам работать в этом направлении и есть ли заметный  интерес к вариациям технологии для экономичных и производительных схем. Возможные вариации при 20-нм технологии лежат в относительно узком диапазоне и работа в этом направлении может быть неоправданна по экономическим критериям».
Айера соглашается, что решение TSMC предложить единственный вариант 20-нм технологии может иметь больше экономические, нежели технические причины.
Однако по мнению Кенгери последующий 14-нм технологический процесс с использованием FinFET (т. н. 3D-транзисторов) откроет гораздо больше возможностей для версии техпроцесса для высокопроизводительных систем при напряжении питания 0,9 В и для, одновременно, для техпроцесса для маолмощных устройств пр напряжении 0,6 В. Кроме того, переход к 14-нм техпроцессу может предложить удвоение преимуществ по сравнению с предыдущей технологией.
Айер, между тем, полагает, что каждое изменение базового процесса требует дополнительного уникального комплекса мер, и нужно постоянно помнить, что малейшее изменение, которое мы вносим в базовый процесс, подобно лекарству, от которого мы не можем отказаться без серьёзных последствий.
3-D ИС поступят на рынок в 2014 г.
По словам руководителей ряда компаний, в 2014 г. начнётся производство нескольких типов трёхмерных ИС с использованием технологии TSV (с вертикальным электрическим соединением).
По словам Марка Брилхарта (Mark Brillhart), эксперта по корпусированию и вице-президента по технологиям и качеству компании Cisco, это изменит правила игры. Он полагает, что появление на рынке 3-D ИС будет существенным новшеством, которое будет использоваться во множестве приложений.
«Я никогда не думал, что вопросы корпусирования снова будут актуальными, как было в 1996 году с технологией flip chip (дословно — «перевернутый кристалл» — метод монтажа кристалла непосредственно на плату, — прим. переводчика)», – заявил Марк Брилхарт.
По мнению Ника Ю (Nick Yu), вице-президента по инжинирингу компании Qualcomm, «компания очень довольна плотностью монтажа 2,5-D для ПЛИС Xilinx. Наша работа напоминает лабораторные исследования с прототипом будущего продукта». Ник Ю считает, что процессоры для таких мобильных приложений, как смартфоны, будут хитом продаж в этом или следующем году благодаря использованию TSV-каналов для соединения с различными типами памяти.
«3-D технологии являются очень мощным инструментом, и мы вскоре увидим применение этих технологий в различных приложениях, – заявил Субраманиан Айер из IBM. — Мы уже изготовили работающие прототипы серверных процессоров с TSV-каналами для связи с чипами DRAM. Сейчас в процессорах используется 8-12 ядер с тенденцией масштабирования до 24 ядер. 3-D технология позволит соединить модули ИС с DRAM и теплоотводами. IBM также заинтересована в «промежуточных системах», например, в виде 2,5-D модулей, которые окружают процессор с ИС памяти на кремниевой подложке с развязывающими конденсаторами для улучшения теплоотвода. Много хороших новостей сулит использование 3-D технологии, и если эту технологию распространить и на мобильные приложения, то мы и там получим аналогичные преимущества».
Но при создании 3-D ИС также возникает большое количество сложных проблем. ИС выделяют тепло, и инженеры до сих пор не знают, как это тепло рассеивать. Объемные ИС требуют новых стратегий тестирования и инструментальных средств. Новые изделия требуют от разработчиков ИС формирования новых видов цепочек поставок, которые должны взаимодействовать между собой на очень подробном техническом уровне и на бизнес-уровне.
По словам Ника Ю из Qualcomm, сейчас большой проблемой для 3-D ИС является их стоимость. Ю не уверен, что TSMC, не так давно предложившая полный 3-D сервис, обеспечит минимальную стоимость на свои услуги, как обещала ранее. Рынку для различных 3D-продуктов будут необходимы различные цепочки поставок.
«Затраты на оборудование являются важным фактором в определении стоимости единицы продукции», — сказал Рич Райс (Rich Rice), старший вице-президент по инженерным вопросам и продажам компании ASE Group, специализирующейся на решении «пограничных» проблем кремниевых пластин, уменьшении толщины пластин и других проблем — так называемых средних шагов 3-D процесса. «Даже для более традиционных технологий у нас возникают проблемы, когда мы начинаем пытаться расширить существующие возможности», — заметил Райс.
Один из участников дискуссии отметил, что необходимость в новом оборудовании для 3-D-систем наступит как раз тогда, когда производители основного оборудования начнут свои попытки подготовиться к производству 450-мм пластин для 20-нм и 14-нм технологий.
Марк Брилхарт из Cisco сказал, что он обеспокоен тем, что некоторые конкурирующие компании не могут договориться, вместо того чтобы собраться вместе и найти выгодные пути сотрудничества для 3-D ИС. «Я видел слишком много примеров таких программ, в которых одному из партнеров в цепочке поставок сотрудничество становилось невыгодным и все усилия становились напрасным трудом», — сказал он.
Закон Мура действует всё медленнее
«Хорошей новостью является то, что эксперты не видят никаких фундаментальных препятствий на пути масштабирования технологического процесса, по крайней мере, до уровня 7 нм, — подчеркнул Субраманиан Айер из IBM. — Плохая же новость заключается в том, что по мере того как уменьшается технологический шаг, одновременно уменьшаются и преимущества масштабирования».
Причиной этого является отсутствие новых методов литографии. Сегодня оборудованию иммерсионной литографии с длиной волны УФ-света в 193 нм поручают изготовить 22-нм и даже 14-нм изделия. «Решение подобных задач не находится бесплатно, расходы становятся весьма существенными. – сказал Айер — Поиск и нахождение комплексных решений являются причиной наших забот».
По словам Субрамини Кенгери из GlobalFoundries, «необходимо осознать, что стоимость литографических работ для 20-нм продуктов вырастет значительно, а для 14-нм изделий она станет заоблачной. Дополнительные сложности, особенности технологического процесса и расходы на разработку — это только некоторые из причин удлинения традиционной двухлетней каденции между технологическими этапами. Всё происходит медленнее, подготовка промышленных помещений при переходе от 32- к 28-нм технологии заняла на три четверти больше времени, чем обычно. На четверть больше времени ушло на технологические вопросы и т.д.».
«По данным отчета Merrill Lynch, стоимость одного проекта «система на кристалле» (SoC) может увеличиться на 250 млн долл. США для 14-нм изделия, — заявил Роуэн Чен (Roawen Chen), вице-президент по производству компании Marvell Semiconductor. — Только расходы на изготовление масок составят около 7 млн долл. США, а время от финальной стадии разработки до первого промышленного кристалла может увеличиться до шести месяцев. Начальный этап создания нового изделия становится очень дорогим».
Хорошей новостью стало выступление одного исследователя из IBM, который показал пути создания устройств из 25 атомов, что открывает дверь в 7-нм процесс. «Пока мы не дошли до 7-нм изделий, поэтому у нас нет никаких очевидных фундаментальных вопросов», – сказал в заключение Субраманиан Айер.
Источник: EE Times
www.russianelectronics.ru/engineer-r/review/15.05.2012

Рынок аналоговых ИС вырастет на 3% в 2012 г.


Согласно прогнозу Databeans, суммарный объем продаж аналоговых микросхем вырастет до 43,8 млрд долл. в 2012 г., что на 3% больше прошлогоднего показателя.
Объем рынка специализированной аналоговой продукции увеличится в текущем году до 26 млрд долл., тогда как в 2011 г. этот показатель составил 25,2 млрд долл. Сложный годовой темп роста (CAGR) в течение ближайших пяти лет рынка аналоговых изделий для специализированных приложений составит 8%.
По данным Databeans, рынок аналоговых ИС общего назначения вырастет незначительно – его объем составит 17,5 млрд долл. (17,1 млрд долл. в 2011 г.). В ближайшие пять лет темпы роста рынка аналоговых микросхем общего назначения будут выше темпов рынка специализированных аналоговых ИС.


Прогноз развития мирового рынка на период 2012–2017 гг. (доход, млн долл.; кол-во шт.; средняя продажная цена). Источник: Databeans

Аналитики Databeans прогнозируют, что к 2016 г. совокупный объем рынка аналоговых полупроводников превысит отметку в 60 млрд долл.
По данным Databeans, этот рост в течение ближайших пяти лет будет, в первую очередь, наблюдаться в сегментах связи и потребительской электроники, где имеется существенный спрос на мобильные телефоны и портативные устройства, а также велика потребность производителей Азиатско-тихоокеанского региона. Доля этого региона на мировом рынке продолжает увеличиваться по мере дальнейшего перемещения производства из Америки.


Потребление сегментов мирового рынка аналоговых ИС. Источник: Databeans

Согласно данным Databeans, рынок аналоговых микросхем остается одним из самых разнообразных и прибыльных в полупроводниковой отрасли. Сегмент ASSP приносит самый большой доход. При этом наибольшими темпами роста характеризуются секторы высокопроизводительных силовых ИС и преобразователей данных.


Список первой пятерки поставщиков аналоговых ИС в 2010–2011 гг. Источник: Databeans

Новый отчет о рынке аналоговых полупроводников опубликован на сайте Databeans.
Источник: EE Times
www.russianelectronics.ru/engineer-r/news/15.05.2012

22-нм технология FinFET от Intel: официальные и неофициальные подробности

В начале мая компания Intel анонсировала свое очередное достижение в области эволюции транзистора — основы основ современных микросхем.

Впервые с момента изобретения планарных кремниевых транзисторов полвека назад были запущены в серийное производство транзисторы с трехмерной структурой. О своем решении приступить к разработке объемной транзисторной структуры Tri-Gate компания Intel известила общественность еще в 2002 г. Однако кристаллы с такими транзисторами, изготовленные по 22-нм технологии, корпорация начала продавать только в апреле: новые процессоры Intel носят кодовое имя Ivy Bridge.

Новый стратегический план развития полупроводниковых технологий (ITRS)


Что будет с микроэлектроникой в ближайшей (до 2018 г.) и отдаленной (до 2026 г.) перспективе? Какие технологии будут доминировать? Об этом специалисты думают уже сейчас.
Ассоциация Semiconductor Industry Association (SIA) опубликовала план ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors – «Международный проект развития полупроводниковых технологий»), который был представлен в Инчхоне, Южная Корея, в декабре прошлого года. Этот проект поддерживается странами Европы, Японией, Кореей, Тайванем и США, а за его выполнением следит ассоциация SIA – рупор американских производителей полупроводников.
Значение проекта ITRS
Предусматривая решение вопросов на ближайшую (до 2018 г.) и отдаленную перспективу (2019–2026 гг.), а также инновационное развитие отрасли, этот план представляет видение того, в каком направлении пойдет проектирование и производство полупроводников до 2026 г. Цель этого плана – предвидеть возможные трудности, чтобы позволить отрасли и сообществу разработчиков своевременно с ними справиться. Одной из главных проблем, стоящих перед индустрией, является её способность идти в ногу с законом Мура (см. рис.), т.е. обеспечить соответствующее увеличение производительности систем при снижении размеров полупроводниковых элементов.


Закона Мура пока ещё работает
Каждая рабочая группа ITRS координирует работу коллективов специалистов, которые составляют отчеты о текущем состоянии технологии, проблемах ее реализации, перечисляют насущные потребности, предлагают потенциальные решения и области инновационного развития. В этих отчетах даются общие направления развития всей индустрии с точки зрения технологических перспектив, но без учета коммерческой составляющей. Проект ITRS служит руководством для разработки корпоративных стратегических планов и программ развития бизнес-подразделений. Он позволяет оценить время на освоение планов по созданию оборудования, освоению производственных технологий и разработке материалов с учетом показателей производительности и рентабельности, тенденций развития производства, отраслевых циклов и экономических моделей.


Типичные этапы разработки и производства микроэлектронной продукции. От идеи до выхода на коммерческое производство может уйди до 10 лет (120 месяцев по горизонтальной шкале этого графика).
Главные задачи на краткосрочный период (до 2018 г.)
Проект ITRS должен учитывать требования новой эпохи, когда будут достигнуты теоретические пределы масштабирования КМОП-структуры. В связи с этим отрасли предстоит решить такие проблемы как формирование рисунка на пластинах, усовершенствованные материалы, проектирование непланарных структур, токи утечки через переход, управление техпроцессом и технологичность.
Масштабирование планарных КМОП-структур будет сопряжено со значительными трудностями, т.к. стандартные методы уменьшения изолирующего слоя затвора, его длины и повышение концентрации примесей в канале скоро не будут отвечать требованиям приложений по таким показателям как производительность и энергопотребление. Для решения этой задачи помимо совершенствования управления техпроцессом потребуется создание новых архитектур устройств.
В ближайшей перспективе в области методов проектирования останутся такие задачи как управление питанием, проектная производительность и проектирование с учетом технологических требований. Проектная производительность продолжает оставаться в центре внимания стратегического плана развития отрасли, т. к. экономические показатели масштабирования зависят, главным образом, от возможности вывести новую электронную продукцию на рынок с низким риском за меньшее время. С точки зрения вариативности производственных технологий и надежности схем, проектная производительность неразрывно связана с необходимостью совершенствования дизайна с учетом технологических требований. В то же время энергопотребление стало ключевым техническим параметром, который определяет возможность масштабирования полупроводников. Вопрос управления питанием электронных устройств стал настолько важным, что стратегия совершенствования технологий проектирования энергоэффективных устройств была включена в раздел проекта ITRS Design. Помимо того, концепция More-Than-Moore (период времени после прекращения действия закона Мура – новая область микро- и наноэлектроники, которая реализуется с помощью методов, отличающихся от традиционных полупроводниковых технологий и приложений) становится необходимым компонентом масштабирования полупроводниковой продукции. Наконец, в документе ITRS большее внимание стало уделяться гетерогенным системам, в т. ч. РЧ- и аналого-цифровым блокам.


Текущие планы по освоению производства чипов на 450-мм кремниевых пластинах
Главные задачи на долгосрочный период (после 2019 г.)
В долгосрочной перспективе потребуется, в первую очередь, решить такие задачи как снижение токов утечки. В противном случае придется отказаться от самого КМОП-процесса, как в свое время это пришлось сделать с биполярной технологией. Мощность утечки экспоненциально изменяется в зависимости от таких основных параметров как длина затвора, толщина слоя подзатворного диэлектрика и пороговое напряжение. В результате серьезно осложняется задача масштабирования технологии и увеличивается ее вариативность. Токи утечки могут возрастать на порядок с каждым новым поколением миниатюризации устройств, что побуждает совершенствовать методы проектирования.
В долгосрочной перспективе основное внимание будет уделено проектным технологиям, включая проектирование параллельно работающих программ и проектирование с учетом технологических требований и повышения отказоустойчивости. В эпоху систем на кристалле для успешной реализации схемы в равной степени важны и программное, и аппаратное обеспечение. По мере всё меньших геометрических размеров элементов и расстояния между ними, увеличения количества функций в кристалле, способность системы противостоять разрушению и ошибкам, вызванным вариациями параметров, а также длительный срок службы изделий станут определяющими требованиями приложений.
Другие разделы документа
В проекте ITRS детально рассматриваются основные вопросы совершенствования памяти, МЭМС и датчиков. Дальнейшей разработке DRAM-памяти в этом проекте уделяется особое место, поскольку её модернизация ускорит внедрение таких систем как высокопроизводительные серверы и графические процессоры высокой сложности для игровых консолей.
Флэш-памяти также отводится особая роль, т. к. она используется в мобильных устройствах – цифровых камерах, планшетах и сотовых телефонах, которые по объемам продаж уже обгоняют традиционные компьютеры. Ожидается, что флэш-память будет ускоренно совершенствоваться в течение ближайших двух лет, а появление трехмерных ИС (предположительно в 2016 г.) расширит возможности микросхем памяти для потребительских устройств.
Кроме того, в планах ITRS предусматривается дальнейшее развитие схем межсоединений, ключей, устройств и нанотехнологических материалов, а также РЧ- и аналого-цифровых технологий.
В документе ITRS рассматриваются не только вопросы масштабирования и повышения производительности, но и модели расширения возможностей сложного производства и технологий измерения для изготовления компактных и более энергоэффективных полупроводников. Должное внимание в ITRS отводится вопросам экономичного производства и сбережения ресурсов, успешное решение которых позволит в лучшей мере отвечать быстро меняющимся требованиям в области инновационного проектирования.
В ITRS рассмотрены также вопросы применения неклассических КМОП-материалов; идентификации, выбора и реализации новых структур памяти; предстоящие задачи в области РЧ- и аналого-цифровых технологий; переход от традиционного к эквивалентному масштабированию.
В разделе «Emerging research devices» представлена перспектива развития новых технологий памяти, логических устройств и устройств для обработки данных. Этот раздел является связующим между КМОП- и наноэлектронными устройствами. В разделе рассматриваются две области, определяющие технологии на перспективу: 1) расширение функционала КМОП-платформы за счет масштабирования и гетерогенной интеграции новых технологий; 2) создание новой парадигмы обработки информации. Связь между двумя этими областями схематично иллюстрируется на следующем рисунке.


Связь между областями More Moore, More-than-Moore и Beyond CMOS

Расширение КМОП-платформы за счет стандартных методов изменения геометрических размеров элементов и функционального масштабирования носит название «More Moore» (область, где закон Мура ещё работает). Далее КМОП-платформа эволюционирует в направлении технологий «More-than-Moore». Этой теме посвящена отдельная часть главы, где поясняется, что добавленная стоимость устройств обеспечивается за счет реализации функциональных возможностей, которые могут и не изменяться по закону Мура. С другой стороны, новые средства обработки данных и архитектуры, которые чаще всего относят к области технологий из области «Beyond CMOS» («за пределами КМОП»), остаются главным предметом этого раздела. Гетерогенная интеграция областей «Beyond CMOS» и «More-than-Moore» в область «More Moore» позволит расширить функционал КМОП-платформы, благодаря чему ее можно будет отнести к области «Extended CMOS» («КМОП-технология с расширенным функционалом»).


Тенденции и прогнозы по уменьшению минимальных технологических размеров на микросхемах DRAM и флеш-памяти (верхний рисунок) и вычислительных устройств (процессоров) с 1995 по 2030 гг.
В разделе «Front End Processes» рассматриваются будущие требования к технологическим процессам и возможные решения для масштабирования MOSFET, запоминающих конденсаторов DRAM и энергонезависимой памяти. Основное внимание в этом разделе направлено на определение комплексных требований и возможных решений для ключевых производственных технологий предварительной обработки кремниевых пластин, а также используемых материалов.


Ближайшая эволюция ключевых технологических решений в кремниевой микроэлектронике
В других разделах документа ITRS рассматриваются вопросы литографии, межсоединений, увеличения выхода годных, моделирования и симуляции и др.
С полным текстом отчета ITRS (на англ. языке) можно ознакомиться на сайте www.itrs.net по ссылке.
Источники: SIA, ITRS
www.russianelectronics.ru/engineer-r/review/20.02.2012


Что ждёт мировую экономику в 2012-м?


Рост мировой экономики в наступившем году, скорее всего, замедлится, однако, согласно прогнозам большинства аналитиков и объективному видению ситуации, новой рецессии миру таки удастся избежать. По планете продолжает гулять призрак нового экономического кризиса, однако не раздуты ли опасения и тревоги?
Сейчас спад наблюдается исключительно в Евросоюзе (уже в первом квартале 2012-го там, по-видимому, зафиксируют отрицательную динамику ВВП), однако все остальные – США, Китай, Россия и прочие страны – демонстрируют хоть и небольшой, но устойчивый рост. Любые макроэкономические показатели – такие как промпроизводство, мировая торговля или даже динамика продаж автомобилей – свидетельствуют о том, что нынешнее положение дел сильно отличается от того, что происходило в кризисном 2008-м. Мировой рецессии пока нет и близко, именно поэтому, кстати говоря, сохраняются высокие цены на нефть, крайне выгодные России.
Рост мировой экономики в 2010-м был на уровне 4%, в ушедшем году этот показатель составил 3%. Усреднённые прогнозы на год грядущий предрекают мировой экономике 2.5% подъёма. С высокой долей вероятности темпы роста экономики США могут даже превзойти ожидания, и последние заокеанские тренды только усиливают это предположение. А вот экономика Китая может немного притормозить, но это будет так называемый «soft landing» – сценарий стабильного замедления.
Что касается Старого Света, то здесь иллюзий нет – Европа уходит в рецессию, однако очень многие аналитики справедливо считают, что влияние европейского кризиса на общемировые тренды на сей раз будет носить ограниченный характер. Степень такого влияния будет зависеть от глубины рецессии, а также от состояния финансовых рынков ЕС. Существует несколько вероятных сценариев развития европейского кризиса.
В качестве базового сценария (на мой взгляд, наиболее вероятного) возьмём ситуацию, при которой удастся сохранить контроль на европейских долговых рынках, кои фактически являются эпицентром кризисной волны. Именно от того, в каком состоянии окажутся суверенные долги европейских государств, будет зависеть самочувствие всей мировой экономики. Безусловно, нельзя списывать со счетов и «астрономический» госдолг США, однако в 2012-м наибольшая угроза всё же исходит от долговых обязательств ЕС.
Представить себе ситуацию, когда и США, и Европа одновременно окажутся в бедственном положении, почти невозможно, ведь инвесторы, как правило, рассматривают эти масштабные рынки как строго альтернативные. Говоря простым языком, пока в Европе всё удручающе, деньги будут перетекать в экономику Штатов – этакую «гавань спасения».
Утраченное доверие финансовому рынку Старого Света придётся восстанавливать не без помощи Европейского центрального банка. Более того, программа спасения Евросоюза будет носить консолидированный характер, то бишь монетизировать долги Европы в той или иной мере будут все крупнейшие финансовые институции и, главным образом, Федеральная резервная система США.
Активное вмешательство финансовых регуляторов необходимо до тех пор, покуда не выработаны эффективные механизмы координации бюджетно-фискальной политики Евросоюза. Сегодня это – ключевой фактор возвращения доверия инвесторов к лихорадящей еврозоне.
Европа, дабы ослабить экономический спад, вынуждена проводить эмиссию (печатать евровалюту), что неотвратимо повышает инфляционные риски. Впрочем, проявится инфляция, скорее, уже после преодоления острой фазы кризиса, когда экономика вновь продемонстрирует устойчивый рост. Вообще же, по прогнозам экспертов, рост потребительских цен (инфляция) в 2012-м ощутимо снизится вследствие ослабления конечного спроса в реальном секторе экономики.
Более того, финансовые регуляторы (центробанки), скорее всего, будут спекулировать ликвидностью, дабы поддерживать давление на цены и удерживать их от снижения. Угроза дефляции сегодня вполне себе реальна. Итого можно прогнозировать снижение цен (относительно прошлого года) на основные сырьевые ресурсы, что, однако, будет серьёзно скорректировано активными эмиссионными действиями центральных банков.
Теперь попробуем смоделировать развитие ситуации при пессимистичном (наихудшем) сценарии. Главный риск для Евросоюза – затягивание переговорного процесса. Экономика ЕС неумолимо уходит в рецессию, как следствие снижаются бюджетные и долговые показатели. Однако всё же рецессия проходит достаточно благоприятно и, повторюсь, масштабы кризиса трёхлетней давности ни миру, ни Европе, скорее всего, не грозят.
При этом если падение ВВП в еврозоне ускорится, ситуация с внешними долгами может начать выходить из-под контроля. В принципе, уже сейчас кое-где ситуация близка к критической, ведь понятно, что рефинансирование двухтриллионного (!) госдолга Италии – задача почти что невыполнимая, особенно при отсутствии роста доходов бюджета. В один прекрасный день инвесторы могут прийти к мысли, что продолжать рефинансировать долги Италии – значит, зарывать деньги в песок. И инвестиции на Апеннины поступать перестанут. А что же дальше?
Очевидно, в таком случае масштабы кризиса могут быть вполне сопоставимы с пресловутым 2008-м. Почти наверняка тряхнёт всю мировую финансовую систему, парализует кредитные рынки, рухнут биржевые индексы. В этом случае неизбежно упадут котировки на чёрное золото. Если, к примеру, нефть будет стоить $50-60 за баррель (сейчас – $100), наша отечественная валюта значительно девальвирует (до 40 рублей за доллар), а рост ВВП существенно замедлится.
В сравнении с кризисным 2008-м российский бизнес готов встретить потенциальные угрозы во всеоружии. Во-первых, наш корпоративный сектор теперь не обременён краткосрочными долгами в больших количествах, а во-вторых, крупные российские компании сегодня обеспечены внушительными резервами.
Лучше подготовлен также и банковский сектор – из-за более выверенной и расчётливой политики финучреждений качество кредитных портфелей останется на нынешнем уровне. Тем не менее, отдельные банки и компании могут попасть в тяжёлую ситуацию и для их спасения вновь потребуется помощь государства.
У государства же нынче резервов заметно меньше, чем три года назад, посему можно предположить, что меры поддержки (если таковые всё же обретут необходимость) будут носить главным образом эмиссионный характер. Попросту говоря, деньги будут печатать – и в таком случае к концу года мы получим не благоприятные 5% инфляции (согласно базовому, оптимистичному сценарию), а увидим двузначный показатель роста потребительских цен.
Этот сценарий – наихудший, и он вполне может начать претворяться в жизнь. Однако куда более реалистичным выглядит первый сценарий, при котором всё обойдётся малой кровью. Самым тяжёлым для мировой (и, соответственно, российской) экономики будет первый квартал, на который выпал пик рефинансирования европейских долгов. Если январь-февраль-март пережить удастся, значит, уроки 2008-го не прошли даром.
http://www.newsland.ru/news/05.01.2012


Сенсоры и МЭМС для систем с 10 степенями свободы: общий взгляд на актуальную проблему


Проникновение датчиков во все сферы жизни во многом произошло благодаря технологии МЭМС, которая, наконец, стала массовой и недорогой. Применение решений с одновременной обработкой показаний датчиков различного типа позволяет улучшать устройства потребительской электроники.
До недавнего момента в центре дискуссий, посвященных сложным электронным приборам, например, смартфонам и ноутбукам, были в основном характеристики прикладных процессоров последнего поколения, качество дисплея, количество мегапикселов в камере или особенности новейшей версии ОС. Теперь особое внимание уделяется датчикам, особенно МЭМС (микроэлектромеханические системы), поскольку они стали неотъемлемой частью современного смартфона или ноутбука. В качестве иллюстрации в таблице 1 приведено количество датчиков, установленных в новейших портативных электронных устройствах.
Табл. 1. Количество датчиков в портативных устройствах


Тип датчика

iPhone 4S

Galaxy S3

HTC One X

Droid 4

Lava Xolo 900

Ускоритель

+

+

+

+

+

Гироскоп

+

+

+

+

+

Цифровой компас

+

+

+

+

+

Датчик близости

+

+

+

+

+

Датчик внешнего освещения

+

+

 

+

+

Барометр

 

+

 

 

 

В современных смартфонах количество датчиков приблизилось к 10 и продолжает расти. Датчики расширяют функционал таких устройств, как смартфоны, ноутбуки, ультрабуки и настольные ПК. Они применяются повсеместно, в т.ч. не в портативной электронике, например, при автоматизации производства, в автомобильной промышленности, дорожном движении, сетях интеллектуальных датчиков, системах «умный дом», приборах медицинского мониторинга, в нефтедобыче, производстве бензина, мониторинге климата. Проникновение датчиков во все сферы жизни во многом произошло благодаря технологии МЭМС, которая, наконец, стала массовой и недорогой. МЭМС-устройства стоят менее доллара, что способствует появлению новых датчиков и новых применений. По оценке группы компаний Petrov, рынок датчиков, предназначенных для смартфонов и ноутбуков, к 2015 г. превысит 15 млрд устройств.
Сочетание датчиков
Одним из актуальнейших направлений развития датчиков является измерение по нескольким осям. Если посмотреть внимательнее на тип датчиков, использующихся в смартфонах, легко увидеть, что стандартный набор датчиков включает 3D-акселерометр, 3D-гироскоп и 3D-магнитометр. Измерение по нескольким осям позволяет значительно продвинуть интерфейс пользователя. Эти три типа датчиков объединяет интересная черта: каждый их них производит базовые измерения (акселерометр – линейное ускорение по трем осям, гироскоп – угловые ускорения по углу рысканья, тангажа и крена, магнитомерт – напряженность магнитного поля по трем осям).
От точности датчика зависит точность приложения. Так, акселерометры чувствительны к вибрации и могут вырабатывать сигнал тогда, когда устройство покоится. На точность гироскопа влияет дрейф смещения нуля, на магнитометр – магнитная интерференция, которая может вызвать ложные сигналы.
Для компенсации погрешностей отдельных датчиков применяется технология, которая получила название «сочетание датчиков». Она сводится к тому, что данные с разных датчиков обрабатываются одновременно, в итоге комбинированный результат превышает сумму компонентов. Т.е. если производить выборку сигнала с акселерометра, гироскопа и магнитометра в один момент времени, а потом обрабатывать данные надлежащим образом, недостатки каждого датчика нивелируются и получается синтезированный «умный» выходной сигнал.
Как правило, при обработке применяются хитрые алгоритмы и специальные методы фильтрации, такие как Quaternion, основанный на применении фильтров Кальмана. Следует заметить, что есть компании, специализирующиеся на создании алгоритмов обработки для сочетания датчиков (Sensor Platforms, Hillcrest Labs, Movea). Такие компании, как STMicroelectronics, Freescale, InvenSense и Kionix предлагают готовые решения.
Компания Microsoft рассматривает технологию сочетания датчиков настолько важной, что поддержка сенсорных устройств является обязательной в Windows 8. Был разработан класс драйверов и определены стандарты для датчиков. Так, в 2011 г. появился стандарт для устройств интерфейса пользователя (HID - Human Interface Device). Во-вторых, была проведена оптимизация системы датчиков, и обработка данных стала возможной на аппаратном уровне. Механизм фильтрации позволяет отсылать данные с датчика в программный стек на скорости, не превышающей требуемую. Все это предусмотрено в программном модуле Windows Runtime. В отличие от Microsoft, Google предоставляет производителям думать о датчиках, не давая готовой базы.
Типичное решение, включающее в себя 3D-акселерометр, 3D-гироскоп и 3D-магнитометр, получило название системы с 9 степенями свободы (9-DoF), или 9-SFA (9 осей сочетания датчиков). Для того чтобы понять, как работает такая система, рассмотрим входные и выходные сигналы.

Структура системы с 9 степенями свободы
Из рисунка видно, что системы с 9 степенями свободы работают с двумя наборами данных: один проходит напрямую от датчика к приложению в несжатом виде (RSD), второй предварительно обрабатывается (PSD) и предоставляется в более подходящем виде. Примером данных, которые поступают напрямую, является шагомер. Компас – это типичный пример сочетания датчиков. В нем имеются дополнительные функции, такие как навигация, 3D-игры.
Сочетание датчиков не ограничивается только решениями с 9 степенями свободы. Так, добавление дополнительного сенсорного элемента увеличивает количество степеней свободы на одну (10-DoF, или 10-ASF). В качестве примера можно привести датчик местоположения в помещении. Данная функция реализуется с помощью барометра, измеряющего высоту. Атмосферное давление меняется с высотой примерно со скоростью 10 Па/м. Эта система содержит четыре датчика: акселерометр, гироскоп, магнитометр и барометр.
Можно добавить больше датчиков, тогда система станет m-DoF, где m>10. Компания Freescale представила решение с 12 степенями свободы, содержащее акселерометр, гироскоп, магнитометр, барометр, термометр и датчик внешней освещенности. Безусловно, решения с m степенями свободы являются системами будущего.
Очевидно, что технология сочетания датчиков требует значительных ресурсов микроконтроллера. На сегодняшний день пока не найдено наиболее эффективного способа выполнять обработку показаний датчиков. Многие сходятся во мнении, что следует выделить дополнительный процессор. Другие полагают, что данную задачу можно выполнять на прикладном процессоре. Некоторые компании предлагают универсальные решения, совместимые с обоими типами процессоров (встроенный и прикладной). Так, компания Sensor Platforms анонсировала Free Motion – библиотеку программных алгоритмов, поддерживающих 32-разрядные встраиваемые процессоры и 64-разрядные прикладные процессоры архитектуры ARM или x86. Данное решение поддерживает различные типы акселерометров, гироскопов, магнитометров и барометров независимо от производителя. Отсутствие привязки к набору инструкций процессора дает производителям портативных устройств свободу выбора поставщика и свободу при оптимизации характеристик и стоимости.
Технологии МЭМС для систем 10-DoF
Существует общее ожидание, что системы с 10 степенями свободы станут высшей точкой развития технологии сочетания датчиков в ближайшие несколько лет. Рассмотрим роль МЭМС в решениях с 10 степенями свободы. Три из четырех датчиков, которые используются в них, производятся по технологии МЭМС. Это акселерометр, гироскоп и датчик давления. Датчики магнитного поля теоретически могут изготавливаться по этой технологии, однако этого, как правило, не делают.
За последние 10 лет технология МЭМС сильно развилась. Датчики стали надежными и доступными по цене, что позволяет использовать их в портативных устройствах и другой потребительской электронике. Два свойства выделяют технологию МЭМС.
Во-первых, в МЭМС-датчиках имеется подвижный элемент, движение которого преобразуется в выходной сигнал. Это может быть диафрагма, консоль, балка, чувствительная масса или комбинация этих основных микромеханических структур. Второй ключевой особенностью является герметичный корпус. Подвижные структуры должны работать надежно, следовательно, их необходимо защитить. Обычно они помещаются в герметичный корпус с тем, чтобы можно было контролировать внешние условия.
Существует несколько вариантов процесса корпусирования и изготовления подвижных структур в МЭМС. Выбор технологии зависит не только от назначения конечного устройства, но и тех. процесса, который использует поставщик.
Инерциальные датчики и датчики движения
Акселерометры и гироскопы являются главными элементами инерциальных датчиков и датчиков движения. Как правило, производители используют идентичные технологии для производства МЭМС-акселерометров и гироскопов. Единственная разница заключается в геометрии подвижной структуры. В случае гироскопа она оптимизирована для измерения линейного передвижения, в случае акселерометра – для измерения вращательного. Однако сам процесс изготовления, в т.ч. корпусирование и создание КМОП, одинаковы. На сегодняшний день большинство 3D-акселерометров и 3D-гироскопов изготавливается в виде отдельных кристаллов, хотя есть и интегрированные решения, имеющие 6 степеней свободы.
Динамические структуры МЭМС, использующиеся в акселерометрах и гироскопах, выполнены в широкоформатной форме. Они изготовлены из поликремния или кремния с применением глубокого реактивного ионного травления. Широкоформатный подход превалирует сегодня, поскольку позволяет получать упругие структуры и емкостные сенсоры. Ранее мы упоминали, что техпроцесс для МЭМС имеет несколько вариаций. Они связаны в основном с технологиями поставщика и собственные технологии. Мы рассмотрим несколько примеров и выделим основные варианты.

Акселерометр и гироскоп с пассивной подложкой
Одна из моделей решения акселерометр-гироскоп изображена на рисунке 2. Имеется пассивная подложка и отдельный кристалл КМОП ИС для обработки сигнала. Элемент МЭМС изготовлен из толстого поликремния (до 30 мкм) путем глубокого реактивного ионного травления и травления т.н. жертвенного слоя (sacrificial etching). Герметизация обеспечивается низкотемпературным слоем из стеклянной фритты. Кристалл КМОП ИС в данном случае расположен над корпусом МЭМС. Данный подход используется компаниями STMicroelectronics и Bosch. Кристалл КМОП может быть расположен рядом с датчиком. Так делают ADI и Kionix/Rohm, либо, наоборот, МЭМС-датчик располагается над кристаллом КМОП, как в устройствах Freescale.

Акселерометр и гироскоп с активной подложкой
Другая модель, изображенная на рисунке 3, имеет активное покрытие. Здесь МЭМС-структура сформирована из кристаллического кремния. Между сплавленными подложками оставлена герметичная полость. Как и в первом случае, используется глубокое реактивное ионное травление и травление жертвенного слоя. Пассивной подложки нет. Герметизация обеспечивается за счет двух слоев низкотемпературного эвтектический расплава (различные комбинации металлов, например включающие AlGe, Au и Au/Sn).
Первый подход, с пассивным слоем, является более простым, однако такая конструкция занимает больше места на кристалле. С другой стороны, для выполнения металлической герметизации требуются дополнительные стадии для нанесения шаблона металлизации. Компания InvenSense является ведущим производителем МЭМС-структур с активной подложкой, которые пользуются высоким спросом у производителей смартфонов.
Кристалл КМОП ИС является неотъемлемой частью любой системы, содержащей акселерометр и гироскоп. Он обеспечивает базовые функции, такие как напряжение смещения, опорное напряжение, компенсация смещения, подстройка, самодиагностика, усиление сигнала, компенсация температурного дрейфа, возбуждение МЭМС-структуры, фильтрация, преобразование аналогового сигнала в цифровой. Кристалл КМОП может содержать процессор для обработки движения. Так сделано в решении MPU-6000/6500 InvenSense с 6 степенями свободы. Следует отметить, что 3D-акселерометр и 3D-гироскоп наряду с интегрированными решениями с 6 степенями свободы вырабатывают цифровой выходной сигнал, соответствующий стандарту I2C или PSI (или обоим). Это два наиболее распространенных в данной области стандарта.
Приведенные примеры наглядно характеризуют представленные на рынке продукты. В будущем устройства станут еще более продвинутыми. Как мы уже упоминали, продолжается работа по дальнейшей интеграции. Автономные датчики сливаются в комбинированные решения с 6 степенями свободы, выполненные на одном МЭМС-кристалле. Это возможно благодаря продвижениям в МЭМС-технологии и методах корпусирования.
Одним из замечательных примеров является намерение STMicroelectronics использовать технологию сквозных отверстий в кремнии при изготовлении корпуса. Она позволяет изготавливать активную подложку без применения связующих проводников, как показано на рисунке 4. Таким образом, структура уменьшается сразу в трех направлениях. Вместе с этим снижается стоимость решения, и улучшаются его характеристики.

Подход STMicroelectronics – в активной подложке с КМОП ИС делаются сквозные отверстия
Барометрические измерения
Вернемся к барометрам. Главным элементом данного прибора является датчик давления. Наиболее важной частью датчика давления является диафрагма.
Кремниевые диафрагмы изготавливаются несколькими способами. Частично это зависит от принципа работы датчика давления. Наиболее часто применяются два принципа: емкостной и пьезорезистивный.
В датчиках пьезорезистивного типа используется пьезорезистор, встроенный в диафрагму. Когда диафрагма колеблется, сопротивление пьезорезистора меняется, что говорит об изменении давления. В емкостных датчиках давления диафрагма является одним из электродом конденсатора. Изменение емкости говорит об изменении давления.
Рассмотрим несколько примеров наиболее распространенных датчиков давления.

Структура пьезорезистивного датчика
На рисунке 5 показан пьезорезистивный датчик. Диафрагма изготовлена из кристаллического кремния путем анизотропного травления кремниевой подложки с ориентацией (100). Скорость травления кремниевых слоев с ориентацией (111) проходит намного медленнее, чем слоев с ориентацией (100). В итоге под диафрагмой получается уникальная усеченная наклонная структура пирамидальной формы. Пьезорезисторы располагаются на краю диафрагмы. Кристалл МЭМС окружен подложкой, которая соединена с держателем и образует герметичную полость (эталонная камера) для проведения абсолютных измерений. Данный подход используется компаниями Honeywell and Freescale.

Структура пьезорезистивного датчика с подложкой из монокристаллического кремния
На рисунке 6 показан пьезорезистивный датчик с диафрагмой другого типа. При изготовлении использовалось комбинация сухого и влажного травления с выращиванием монокристаллического кремния, CMP процесс и травление жертвенного слоя. Над подложкой формируется диафрагма и герметичная полость. Необходимость соединять подложки отсутсвует. В итоге получается меньший по размеру кристалл. Пьезорезистивный элемент располагается на краю диафрагмы, где напряжение максимально. Этот подход получил название VENSENS, его использует STMicroelectronics.
Следует отметить, что барометр содержит два кристалла в одном корпусе. Один – датчик давления, STMicroelectronics и Freescale используют корпуса LGA. В LGA имеется отверстие, через которое внешнее давление достигает чувствительный элемент. Микросхема КМОП выполняет обработку сигнала и формирует цифровой выходной сигнал, совместимый с I2C и PSI.
Рассмотрим пример емкостного датчика давления. Его структура показана на рисунке 7.

Структура емкостного датчика
При изготовлении данной конфигурации использована микромеханическая обработка поверхности, нанесение толстого поликремниевого слоя (около 2 мкм) и травление жертвенного слоя. Герметичная полость и толстая диафрагма, которая служит одной из обкладок конденсатора, расположены над кристаллом МЭМС. Емкостные датчики являются главным элементом системы мониторинга давления в шине.
Наглядный пример данного класса продуктов – система мониторинга давления в шине Freescale. В нем помимо емкостного датчика и кристалла КМОП имеется РЧ-приемопередатчик для передачи данных по беспроводному каналу и микроконтроллер. Все эти элементы заключены в едином корпусе. Данное устройство часто применяется в легковых авто и грузовиках для мониторинга давления в шинах.
Заключение
Мы рассмотрели основные аспекты сочетания датчиков, в т.ч. для создания систем с 10 степенями свободы. Сочетание датчиков – мощная концепция, которая демонстрирует, как получить результат, превышающий сумму компонентов.
Далее были рассмотрены датчики движения, инерциальные датчики и барометры – ключевые компоненты систем с 10 степенями свободы. Были приведены примеры существующих решений.
При создании МЭМС-устройств часто принимаются оригинальные решения. Одни из них осторожные, другие более радикальные, но все они заслуживают внимания, потому что обладают высокой надежностью, низкой стоимостью и позволяют реализовывать новые приложения, о которых нельзя было думать пару лет назад.
Можно с уверенностью сказать, что МЭМС-датчики одинаково значимы для технологии сочетания датчиков и создания систем с 10 степенями свободы, также как и для будущих решений с m степенями свободы.

Космические державы и претенденты на это звание


Многие страны строят планы покорения космоса. Для кого-то это вопрос престижа, для кого-то — гарантия безопасности. Хотя космическая отрасль требует больших капиталовложений и наличия компетентных специалистов, задача не кажется невыполнимой. Ракетостроение активно развивается в странах Третьего мира, Азии и даже Африке.
В современном мире признанными космическими державами являются США, Россия и Китай. О своих намерениях покорить космос заявляют и правительства других стран. Их поддерживают местные компании, осуществляющие разработку и запуск космических кораблей. 

Бизнес-модель Texas Instruments по версии Petrov Group


Компания Petrov Group выпустила подробный отчет о бизнес-модели Texas Instruments ("Texas Instrument's Power Business — Edition 2012"), крупнейшего производителя ИС и бесспорного лидера рынка (TI почти в два раза превосходит ближайшего преследователя).
Компания Petrov Group занимается консалтингом и исследованиями рынка высоких технологий. Она работает уже более 15 лет и имеет обширную клиентскую базу, в которую входят компании США, Европы и Азии.
Texas Instruments – это компания, которая задает тренд в области управления мощностью. Продукция Texas Instruments охватывает все сегменты рынка силовых ИС.

Перспективы развития электронных компонентов для бортовой аппаратуры космических систем


В статье рассматривается вопрос о том, как решить проблему обеспечения электронной компонентной базой российских производителей космической аппаратуры в современных рыночных условиях.
Развитие ракетно-космической техники (РКТ) ставит перед разработчиками аппаратуры жесткие требования – улучшение габаритно-массовых характеристик, увеличение функциональных возможностей аппаратуры и повышение сроков ее активного существования. Электронная компонентная база (ЭКБ), применяемая в бортовой аппаратуре космических аппаратов (КА), должна обладать следующим набором специфических условий:
- разнообразие функциональных задач, выполняемых КА, приводит к необходимости использования широкой номенклатуры типономиналов ЭКБ при крайне малой количественной потребности;
- широкая функциональная номенклатура ЭКБ требует при производстве применения разнообразных технологий, многие из которых уникальны и отсутствуют в Российской Федерации;
- жесткие требования к сроку активного существования (САС) при полном отсутствии возможностей ремонта приводят к сверхжестким требованиям надежности и стойкости к дестабилизирующим факторам космического пространства (см. рис. 1).
Специфика ЭКБ космического применения в том, что ее развитие идет путем, отличным от развития электроники общепромышленной, ориентированной на массовый выпуск продукции с коротким жизненным циклом и быстрой сменой типов.

Рис. 1. Специфика ЭКБ для аппаратуры космического назначения

Следствием этих особенностей оказывается крайне длительный жизненный цикл аппаратуры – и, соответственно, повышенные требования к жизненному циклу компонентов. За примерами далеко ходить не надо. Трудяга ракетоноситель «Союз», который за последние 40 лет вывел на орбиту огромное число аппаратов, разгонный блок-фрегат, успешно выпускаемый более 12 лет, КА «ГЛОНАСС-М», составляющие основу орбитальной группировки ГЛОНАСС… Список можно продолжить – но проблема комплектования аппаратуры с такими жизненными циклами становится все острее. Налицо противоречие между требованиями к жизненному циклу аппаратуры и реальной сменяемостью поколений ЭКБ.
Ключевой задачей при создании ЭКБ для применения в аппаратуре РКТ является обеспечение приемлемой стоимости мелкосерийного производства при безусловном обеспечении требований широкой номенклатуры, длительного жизненного цикла, надежности, стойкости к дестабилизирующим факторам и отказоустойчивости.
В то же время развитие мировой микроэлектроники идет семимильными шагами. Не секрет, что полупроводниковая промышленность занимает в мировой экономике уникальное положение: она развивается по детально разработанному плану, который, однако, не только не препятствует конкурентоспособности участников, но даже способствует ей. Этот план известен как International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) и представляет собой план-прогноз, ежегодно обновляемый и публикуемый международной организацией Semiconductor Industry Association (SIA).
В основе ITRS лежат несколько простых принципов, в т.ч. знаменитый закон Мура об удвоении числа элементов СБИС каждые 1,5–2 года. Закон Мура не отражает каких-либо фундаментальных законов природы, а лишь описывает ситуацию, складывающуюся на рынке в результате конкуренции между производителями, а также вследствие взаимного стимулирования радиоэлектронной и полупроводниковой отраслей. Играет роль и психологический фактор. Разработчики и производители придерживаются прогнозных сроков закона Мура и ITRS потому, что знают – конкуренты действуют так же. Более того, стремление обогнать конкурентов часто приводит к тому, что разработчики и производители выводят на рынок новое изделие раньше, чем это предусмотрено ITRS. В результате в наши дни закон Мура, строго говоря, должен формулироваться иначе, поскольку из экспоненциального он превратился в суперэкспоненциальный.
Главное значение же ITRS в том, что этот план – не только прогноз динамики параметров, но и содержит точные указания относительно того, какими конструкторскими и технологическими средствами новые параметры могут быть достигнуты, когда и какие технические средства должны быть разработаны и освоены производством. Таким образом, ITRS является руководством к действию для разработчиков не только приборов, но и техпроцессов и технологического оборудования.
Однако при каждом удобном случае в рассуждениях о проектных нормах и степени интеграции СБИС зачастую забывается, что потребителю, в общем-то, все равно, на какой базе сделана аппаратура. Его интересует функционал. Потребители предъявляют к разработчикам аппаратуры для космических аппаратов все более жесткие требования: необходимо увеличение функциональных возможностей аппаратуры при одновременном уменьшении габаритно-массовых характеристик и повышении срока ее активного существования. Снижение себестоимости конечной продукции и повышение качества надежности и функциональности изделия – основные задачи, решаемые мировыми лидерами в области космического приборостроения. Эти требования постоянно стимулируют исследователей и производителей разрабатывать и внедрять все новые и новые технологии.
В своем развитии электронная промышленность прошла через несколько этапов. В 1940–80-е гг. активно использовался монтаж в отверстия, в основном, при ручной пайке и монтаже. Изделия отличались достаточно большим весом и габаритами.
Начиная с 1980-х гг. печатные узлы стали разрабатываться с применением компонентов поверхностного монтажа, и при их сборке начали широко применяться полуавтоматические и автоматические методы монтажа. Вес и габариты изделий уменьшились в 6–7 раз.
Около пяти лет назад появилась новая технология – встраиваемые компоненты внутри печатных плат. Формируется печатный узел со сложной 3-D структурой, в которой как дискретные, так и пленочные компоненты расположены внутри самих печатных плат. Это позволяет в еще большей мере уменьшить габариты изделия и увеличить его функционал (см. рис. 2).

Рис. 2. Развитие технологий сборки и монтажа

Эти тенденции получили название «Больше, чем Мур», т.к. помимо уменьшения размеров элементов до нанометрового диапазона существенные преимущества достигаются за счет гетерогенной интеграции, что позволяет совместить в одном корпусе элементы, изготовленные с применением различных микро- и нанотехнологических маршрутов (см. рис. 2).
Данная технология является крайне перспективной для создания бортовой аппаратуры современных космических аппаратов и позволяет удовлетворить растущие требования к функциональным, массогабаритным и энергетическим характеристикам.
В непрерывной технологической гонке Россия пока играет роль наблюдателя и потребителя технологий, разработанных зарубежом. Разработка и внедрение предлагаемых современных технологий космического приборостроения в рамках реализуемых проектов Роскосмоса и Минобороны России крайне затруднена, поскольку жесткие сроки создания космических систем вынуждают главных конструкторов использовать отработанные, но морально устаревшие технологические решения. В результате отставание от мировых лидеров увеличивается.
В настоящее время в России производством ЭКБ занимаются предприятия как с государственным участием, так и частные фирмы. Предприятия с государственным участием подведомственны Минпромторгу России, ГК «Ростехнологии», ГК «Росатом». Имеются специализированные производственные мощности и на предприятиях Роскосмоса. Уровень технологий большинства существующих производств соответствует мировому уровню конца 1980-х гг. – степень автоматизации технологических процессов мала, высока доля ручных операций и как следствие, велико влияние человеческого фактора на качество выпускаемой продукции. Конечно, нельзя не отметить усилия, предпринимаемые для преодоления сложившейся ситуации – есть надежда, что к 2015–2017 гг. технологическая модернизация предприятий радиоэлектронного комплекса принесет свои плоды.
Создание производства субмикронных СБИС в России реализовано в ОАО «НИИМЭ и Микрон» в рамках частно-государственного партнерства. В 2009 г. началась реализация совместного проекта ОАО «НИИМЭ и Микрон» с ГК «Роснано» по созданию производства с проектными нормами 90 нм. Существуют планы создания на базе ОАО «НИИМЭ и Микрон» производства с проектными нормами 65–45 нм.
Серийно на ОАО «НИИМЭ и Микрон» выпускается достаточно широкая номенклатура изделий, разработанных в 1980-х гг. Это ИС малой и средней степени интеграции.
Таким образом, создаваемые в ОАО «НИИМЭ и Микрон» производственно-технологические мощности позволят в среднесрочной перспективе (2012–2013 гг.) решить проблему отечественного производства высоконадежных цифровых и цифроаналоговых СБИС. Однако вводимые мощности не решают проблем производства необходимой номенклатуры ВЧ- и СВЧ-изделий, высоковольтных процессов, дисплейных технологий, ряда типов СБИС памяти и ПЛИС.
Помимо ОАО «НИИМЭ и Микрон», в России существуют экспериментальная линейка в НИИСИ РАН, ведется строительство линейки в НИИ ИС им. Седакова (Н. Новгород), а также существуют планы ОАО «Ангстрем» по созданию специализированного производства кристаллов.
В то же время остается ряд проблем с производством специализированных схем аналоговой и ВЧ-электроники, схем памяти, постоянной памяти MRAM и т.д., СВЧ-изделий, схем типа «система в корпусе», интерфейсных схем.
Отсутствие необходимой номенклатуры ЭКБ отечественного производства вынуждает использовать ЭКБ иностранного производства (ЭКБ ИП), доля которой в современной бортовой аппаратуре составляет более 70%.
Уже поднимался вопрос о технологической безопасности страны в части ЭКБ. Наша позиция была представлена — в настоящее время ни одна страна в мире не может позволить себе полный цикл производства всех вариантов технологий создания компонентов. Ведущие мировые производители компонентов, модулей и приборов – компании BAE Systems, Aeroflex и т.д. — развивают кооперационные связи, т.к. не имеют собственного кристального производства, ориентируясь не только на американские предприятия, но и на Тайвань, Израиль, Европу. Наверное, стоит задуматься о том, чтобы в этом списке числились и российские фабрики.
Технологическая безопасность – это, прежде всего, возможность обеспечить выполнение программ в течение длительного жизненного цикла изделий и с учетом безусловного соответствия требованиям назначения, условиям применения и экономической целесообразности.
И ни в коем случае нельзя противопоставлять ставшими привычными за последние 20 лет подходы к комплектованию импортом и работой с фаундри с применением отечественных компонентов и изготовлением на отечественном производстве. Для ее обеспечения нужно думать и о сборочном и испытательном производстве, складах длительного хранения, материалах и т.д. и т.п.
Как уже отмечалось, выпуск высоконадежных компонентов в небольшом количестве нерентабелен для предприятий электронной промышленности, нацеленных на массовое производство, однако представляет весьма доходный и динамично развивающийся бизнес для специализированных нишевых компаний. В США и ряде европейских стран работает много предприятий такого рода. Это могут быть как самостоятельные фирмы, например Aeroflex, так и подразделения крупных фирм, создающих сложные комплексы, например Boeing. Так, по данным аналитической компании Hoover's, компания Aeroflex демонстрирует стабильный рост (см. табл. 1).
Таблица. 1. Показатели прибыли компании Aeroflex


Показатель

2006 г.

2005 г.

2004 г.

Выручка, млн долл.

551,8

463,4

414,1

Валовая прибыль, млн долл.

258,4

218,6

192,7

Даже в «кризисном» 2008 г. в последнем квартале года продажи составили более 156 млн долл. при валовой прибыли более 73 млн долл. (данные квартального отчета Aeroflex от 17 февраля 2009 г., опубликованные на официальном сайте компании).
Организацией работ и формированием программ по производству радиационно-стойкой элементной базы в США занимаются три ведомства: Министерство обороны, Министерство энергетики, Национальное космическое агентство (NASA).
Министерство обороны США с 2001 г. реализует программу ускоренного развития радиационно-стойкой элементной базы в рамках Программы производства вооружений (Defense Production Act, Title III). В структуре Министерства обороны США Программа контролируется Агентством по уменьшению военной угрозы, подчиняющимся заместителю Министра обороны США по закупкам, технологии и логистике. Непосредственная поставка радиационно-стойкой элементной базы для нужд Министерства обороны США, а также других ведомств контролируется Центром снабжения вооруженных сил (DSCC) в Колумбусе. Центр DSCC в Колумбусе ведет реестр QML (Qualified Manufacturers List) сертифицированных изготовителей элементной базы для нужд Министерства обороны СШA.
Помимо сертифицированных фирм производством радиационно-стойкой элементной базы занимаются несертифицированные фирмы других ведомств (например, Сандийские лаборатории Министерства энергетики США) или частные фирмы типа Peregrine Semiconductor. Взаимодействие с другими ведомствами и промышленностью США в области радиационно-стойкой элементной базы координируются Центром микроэлектроники США DMEA в Сакраменто, шт. Калифорния.
Министерство энергетики США производит специализированную радиационно-стойкую ЭКБ в Центре микроэлектроники Сандийских национальных лабораторий, а также проводит исследования по данной проблеме в Ядерном центре Лос-Аламоса. Министерство энергетики США имеет собственные требования к радиационно-стойкой элементной базе, но большей частью они унифицированы с требованиями стандартов Министерства обороны США. Национальное космическое агентство США (NASA) проводит работы по радиационно-стойкой микроэлектронике в своих исследовательских центрах, например, Лаборатории реактивного движения JPL Стэндфордского университета.
В 1998 г. совместно с компанией Intel эта лаборатория передала технологии радиационно-стойких процессоров Pentium в Сандийские лаборатории.
Компания BAE Systems закончила модернизацию своего производства пластин при спонсорской поддержке Министерства обороны США по обеспечению внутреннего гарантированного ресурса для радиационно-стойкой микроэлектроники для стратегических военных и космических приложений следующего поколения. Производство пластин в настоящее время находится в полном объеме по технологическим нормам 250 и 150 нм. Компания BAE Systems продолжает играть важную роль в качестве внутреннего торгового поставщика радиационно-стойкой техники, производя продукты следующего поколения и предлагая услуги по производству пластин на вновь обновленных технологических мощностях.
Компания Aeroflex участвует в международной производственной кооперации, в т.ч. не только изготавливает заказные кристаллы, но и осуществляет корпусирование предварительно оттестированных кристаллов в металлокерамические корпуса.
Аналогичным путем идут в Европе и Японии. В частности, Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) совместно с рядом компаний создало специализированное производство изделий радиационно-стойкой ЭКБ. Институт космических исследований и астронавтики (ISAS) Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) владеет технологическим базисом для гибкой разработки и производства логических интегральных микросхем с очень высокой радиационной стойкостью и приемлемой ценой. Это было достигнуто путем интеграции технологии проектирования радиационно-стойких схем ISAS в современные технологии КнИ от Mitsubishi Heavy Industries Ltd., производителя электронной продукции с высокой надежностью. Кроме того, создана библиотека блоков для проектирования интегральных схем с перспективой применения в различных областях помимо космической.
Этот технологический базис был разработан за счет расширения системы развития статистической оперативной памяти (SRAM) с использованием технологии КнИ.
Европейское космическое агентство имеет опыт построения кооперации при создании специализированной ЭКБ совместно с компанией Atmel.
Таким образом, мировой опыт свидетельствует о том, что создание необходимых технологий ЭКБ для космического приборостроения осуществляется с помощью механизмов частно-государственного партнерства через заинтересованные государственные институты.
Современные подходы к созданию специализированной ЭКБ, стойкой к дестабилизирующим факторам космического пространства, можно разделить на следующие большие группы: технологические методы повышения стойкости, конструктивные и схемотехнические,а также обеспечение поддержки моделирования влияния ДФ КП на этапе проектирования компонентов (см. рис. 3).

Рис. 3. Подходы к созданию специализированной ЭКБ, стойкой к дестабилизирующим факторам космического пространства

К технологическим методам следует отнести использование специализированных техпроцессов изготовления СБИС и материалов. Так, в частности, это технологии «кремний-на-сапфире» (КнС), «кремний-на-изоляторе» (КнИ), специализированные операции легирования и т.д. Все эти способы чрезвычайно дорогостоящи, и потому они реализованы на небольшом числе производств. В частности, ведущими производителями подобных структур являются компании Honeywell (США), Peregrine Semiconductors (США) и ряд других.
К схемотехническим методам повышения радиационной стойкости, в т.ч. к тяжелым заряженным частицам (ТЗЧ) относятся применение библиотек элементов с мажоритированием на уровне вентилей, кодеров, декодеров Хэмминга, т.н. «усиленных» библиотек элементов, отбор библиотечных компонентов и ряд других приемов. Основным достоинством такого подхода является возможность его реализации на существующих и перспективных фабриках, обладающих СТАНДАРТНОЙ (предназначенной для массовой продукции) технологией. Такой подход получил международное название Rad hard by design [12, 13]. Так, французская компания МНS обеспечивает таким путем гарантированную стойкость порядка 100 кРад по объемному кремнию. Аналогичным путем работает Aeroflex, используя обычные технологические линейки ведущих производителей. При этом можно использовать как уже существующие мощности зарубежных фабрик, так и вводимые мощности ОАО «НИИМЭ и Микрон» и ОАО «Ангстрем». Использование такого подхода дает повышение стойкости, сопоставимое с применением специальной технологии, но при существенно (в 5–7 раз) меньшей стоимости.
К конструктивным способам повышения стойкости следует отнести использование специальных корпусов, методов локальной защиты и т.д. Получить высокую функциональность за приемлемую цену и с необходимыми массогабаритными характеристиками на сегодняшний день зачастую можно только с применением технологии интеграции кристаллов, изготовленных по различным технологиям в одном корпусе, т.е. с применением подхода «система-в-корпусе» (СвК). Динамика развития интеграции СвК представлена на рисунке 4.

Рис. 4. Динамика развития интеграции СвК

Переход на технологию СвК является одним из приоритетных направлений исследований и разработок мировой электроники и требует решения ряда проблем:
- средства проектирования СвК, составленной из разнородных компонентов;
- электрическое моделирование межсоединений, встроенных компонентов и подсистем;
- разработка правил и методологии проектирования для СвК;
- термическое и термомеханическое моделирование;
- анализ надежности;
- средства и методология верификации СвК.
Технологическая цепочка разработки и изготовления компонентов космического применения высокой степени интеграции (БИС, СвК) включает в себя ряд достаточно обособленных технологических подциклов, которые в принципе могут выполняться на различных производственных площадях и имеют достаточно формализованные процедуры контроля и приемки результатов каждого такого подцикла. В идеальном случае вся эта технологическая цепочка должна быть расположена на территории Российской Федерации и работать под контролем ПЗ. Одним из важнейших этапов этой цепочки – изготовление партии пластин с кристаллами микросхем, или микроэлектромеханических компонентов. В силу исключительно высокой стоимости современных кристальных производств изготовление многих типов изделий неизбежно будет осуществляться на фабриках (в т.ч. зарубежных), работающих по коммерческим технологиям и не обладающих системами менеджмента качества, которые соответствовали бы требованиям производства изделий космического применения. Это предполагает наличие точек входа в технологической цепочке для несертифицированных комплектующих в виде полуфабрикатов пластин с кристаллами микросхем. Технически возможно провести сертификацию таких пластин на территории Российской Федерации с дальнейшим производственным циклом на отечественных предприятиях.
Развитие технологий трехмерной сборки позволяет реализовать многослойные структуры со встроенными активными и пассивными компонентами, объединяющими в единой микроминиатюрной конструкции функционально законченный узел.
Применение такого рода технологий в космическом приборостроении позволит не только уменьшить массу и габариты систем в 5–10 раз по сравнению с существующими сегодня, но и повысить надежность за счет сокращения числа паяно-сварных соединений, улучшения теплофизических характеристик конструкции и снижения стоимости в серийном изготовлении за счет унификации конструктивов, схемных и аппаратных решений.
Примером технологий трехмерной сборки для изделий типа «система-в-корпусе» является разработка компании EADS, включающая процессорное ядро, интерфейсные схемы и схемы памяти (см. рис. 5). Применение подобных модулей позволяет уменьшить массу и габариты перспективной аппаратуры в 10–12 раз по сравнению с существующими уровнями.

Рис. 5. Разработка компании EADS

Типовой узел класса система в корпусе характеризуется следующими параметрами:
максимальные линейные размеры: 150?250 мм;
количество кристаллов: 1…20 шт.;
количество компонентов поверхностного монтажа: до 100 шт.;
количество микросварок: 250 шт.;
тип подложки: многослойная низкотемпературная керамика;
герметичный корпус с контролируемой атмосферой;
количество рабочих смен: 1;
объем партий: 1…500 в зависимости от спроса на рынке;
серийность и номенклатура: мелко- и среднесерийное многономенклатурное производство.


Рис. 6. Реализация первой очереди проекта создания специализированного сборочного и испытательного производства

В настоящее время (см. рис. 6) начата реализация первой очереди проекта специализированного сборочного и испытательного производства для внедрения принципиально новых технологий создания бортовой аппаратуры космических аппаратов с использованием прорывных достижений микроэлектроники, нано- и микросистемной техники, технологий обработки сигналов и информации. Это в значительной мере обеспечит создание перспективной аппаратуры служебных и целевых систем космических аппаратов, определяющих облик КА на средне- и дальнесрочную перспективу (2017–2025 гг.).
В основе создаваемого производства – проведение разработки и проектирования СБИС и ЭКБ в дизайн-центрах РФ, изготовление кристаллов на отечественных зарубежных производствах с последующим корпусированием и сертификацией в РФ для аппаратуры РК (см. рис. 7)

Рис. 7. Основа создаваемого производства

Для реализации такого подхода необходимо создать современные высокотехнологичные участки микросборки и корпусирования для изделий специального применения.
Становление производства должно проходить с учетом следующих этапов:
внедрение единых руководящих указаний по конструированию, обязательных для всех разработчиков, входящих в структуру;
внедрение современных технологий и оборудования;
внедрение эффективной организации производства;
обучение персонала технологии;
обучение персонала эксплуатации оборудования;
внедрение эффективной системы обслуживания оборудования.
Основным требованием к автоматизированному оборудованию, кроме высокого качества и повторяемости процесса, является его гибкость – возможность работать с широкой номенклатурой микросборок и широчайшим объемом производства от единичного изделия до крупносерийного производства.
Данное требование означает быструю переналадку оборудования на сборку различных типов микросборок. Переналадка комплекта оборудования должна занимать не более 10–25 мин.
Основной результат реализации проекта – прорыв в области технологического исполнения основных элементов перспективных космических аппаратов.
Таким образом, решить проблему обеспечения ЭКБ производителей космической аппаратуры возможно только путем комплексного подхода, состоящего в пропорциональном использовании отечественных и импортных комплектующих, создания специализированных отраслевых производств (см. рис. 8).

Рис. 8. Реализация комплексного подхода при решении проблемы обеспечения ЭКБ производителей космической аппаратуры

Комментарии эксперта


Дмитрий Боднарь, к.т.н., генеральный директор, ЗАО «Синтез Микроэлектроника»
Я рад, что поднятые мною вопросы в статье «Может ли один «Микрон» обеспечить технологическую безопасность России?» получают свое продолжение в статьях профессионалов. Статья В. Гаршина и В. Стешенко – это взгляд профессионалов изнутри. Она лишний раз демонстрирует, что наши специалисты «держат руку на пульсе» современного уровня и тенденций развития ЭКБ для космического применения. Но не хотелось бы оказаться в положении беспомощного существа, когда мы все видим, понимаем, но ничего сделать не можем.
Применяемые в космических аппаратах технологии и конструкции имеют элемент здорового консерватизма. До недавнего времени наиболее продвинутой считалась радиационно-стойкая технология 0,25 мкм на пластинах диаметром 150 мм. Только недавно один из лидеров этого направления  — американская компания Honeywell — стала переводить все свои изделия с 0,25 мкм на 0,15 мкм. Следующим шагом будет переход к 90 нм и т.д. Хотя современные коммерческие СБИС уже изготавливаются по нормам 22 нм. И если в этом направлении в России еще создается какой-то технологический фундамент, то в вопросах современной сборки БИС положение угрожающее. Повышение функциональности при одновременном снижении массогабаритных параметров, о котором упоминают авторы, требует не только минимальных проектных норм технологии, но и современной 3D-сборки СБИС. В этом отношении наша промышленность на голодном пайке. К тому же большинство разработчиков военной аппаратуры слабо разбирается в этих технологиях, а многие ничего не знают о таких продуктах.
Однако вызывает озабоченность другое. В последние годы мы видим, как тяжело достается в нашей стране переход к новому, особенно там, где этим занимается государство. Профессионалы могут хорошо представлять, что и как необходимо делать, формировать правильные диаграммы и графики, но при переходе к их реализации оказывается, что векторы запланированного и реализуемого лежат в разных измерениях. Не умеем мы создавать эффективных механизмов реализации задуманного. И в этом мы сильно проигрываем зарубежным странам. Даже если описанные в статье подходы будут реализованы на небольшой производственной линии в космическом агентстве (это может стать необходимым, но временным шагом), без повышения уровня российских технологических и, особенно, сборочных предприятий не обойтись. Не станем ли мы, как в недавние времена, создавать непрофильные «подсобные хозяйства» в разных отраслях промышленности? Мы помним, чем это закончилось.
Хотелось бы, чтобы авторы в следующей статье перешли от космического к земному и рассказали, как будут осуществляться изложенные в статье планы.
Есть еще одна область, в отношении которой хотелось бы увидеть взгляд профессионалов изнутри. Это высоконадежная ЭКБ для авиационной и наземной военной техники. Надеюсь, такие профессионалы у нас тоже есть. В этой области требования проще, однако объемы заказов больше, что важно для наших предприятий.
Есть еще она больная проблема — контрафактная и подложная ЭКБ. Но это тема отдельных дискуссий.Главное, чтобы в результате этих дискуссий мы двигались вперед, а не топтались на месте.
www.elcomdesign.ru/market/interview/09.04.2012


IEDM: FinFET-технология Intel вызвала огонь критики конкурентов


Технология FinFET, разработанная Intel, — всего лишь один из вариантов техпроцесса, который позволит перейти на еще меньшие геометрические размеры. Такого мнения придерживается группа экспертов, выступивших на дискуссии в рамках Международной конференции по электронным приборам (IEDM).
На этой дискуссии, где обсуждалось будущее полупроводниковых технологий, а также возможности использования новых структур и материалов, некоторые эксперты выразили сомнения по поводу перспектив FinFET-технологии Intel. По их мнению, существует не единственный путь вперед, а несколько не вполне определенных направлений, и выбор каждого из них сопряжен с компромиссами.
По словам Суреша Венкатесана (Suresh Venkatesan), ст. вице-президента отдела технологического развития Globalfoundries, планарная кремниевая технология заканчивается на 20 нм, после чего технологам предстоит сделать выбор между разными архитектурами и материалами или их комбинациями.
Эксперт из IBM усомнился в справедливости этого вывода, представив 10-нм планарный процесс.
Участники дискуссии обсудили ряд вариантов дальнейшего развития техпроцесса, в т.ч. FinFET-технологию, использование германия и материалов класса III-V, туннельные FinFET, нанопроволоку и FDSOI (fully depleted silicon-on-insulator – полностью обедненный КнИ). Все участники согласились с тем, что однозначный критерий, определяющий новую проектную норму, на текущий момент отсутствует.
По словам Скотта Томпсона (Scott Thompson), главного технолога начинающей компании SuVolta и бывшего сотрудника Intel, всякий раз, когда речь идет о новых проектных нормах, следует трезво оценивать вещи. Дело в том, что многие эксперты пренебрежительно относятся к традиционно используемым количественным показателям. Считая, например, что размер элементов, созданных по 22-нм технологии Intel, на самом деле составляет 26 нм, они произвольно изменяют показатели своих технологий в лучшую сторону. По словам Томпсона, до сих пор не появилась действующая шкала для перехода к последующим нормам проектирования.


«Что представляет собой 10-нм техпроцесс?»


Что мешает Intel стать полноценным контрактным производителем


Пока неизвестно, насколько серьезны планы Intel стать фаундри-компанией, однако большинство компаний и вряд ли станут обращаться к ней с этим.
За последние полгода уже не раз возникали сообщения, что та или иная инновационная компания планирует воспользоваться производственными мощностями Intel для выпуска своих собственных чипов по самым современным технологическим процессам. Казалось бы, лёд тронулся? Крупнейший мировой производитель кремниевых кристаллов готов сотрудничать как фаундри-компания, способствуя тем самым мировому прогрессу полупроводниковой индустрии?
Однако пока что достоверно неизвестно, насколько серьезны планы Intel стать фаундри-компанией. Более того, по результатам опроса американского специализированного издания EE Times, большинство компаний не видят Intel в этом качестве. Это издание выдвигает свою версию такого положения и перечисляет шесть препятствий, мешающих Intel стать полноценным контрактным производителем.
Наиболее распространенная причина недоверия компаний к Intel как фаундри-хосту сводится к следующему: технологический процесс на заводах Intel оптимизирован только под микроархитектуру Intel и не подходит для более сложных в проектировании и разработке ИС.

Может ли один «Микрон» обеспечить технологическую безопасность России?


Статья не претендует на то, чтобы ответить на вопрос, поставленный в заголовке. Скорее ее цель – начать дискуссию среди специалистов в области микроэлектроники. И хотя автор статьи более 35 лет работал в различных сферах советской, а потом российской микроэлектроники (не путать с пафосным: «отдал 35 лет своей жизни») это не дает ему права претендовать на истину. Он всего лишь высказывает собственное мнение.
Уже несколько десятилетий микроэлектроника является индикатором научно-технического прогресса, а ее состояние как барометр в точности отражает состояние мировой экономики. Микросхемы все дальше проникают в быт человека. Кристаллы (чипы) являются не только мозгом, но и сердцем любой микросхемы, и любой, кто намерен  производить микросхемы, в первую очередь должен уметь разрабатывать и производить кристаллы. Именно поэтому в передовых странах развитие микроэлектроники определяет национальную безопасность страны, а технология производства чипов – ее технологическую безопасность.
Мировой рынок кристаллов и фаундри
В конце 2011 г. в Тор-20 крупнейших мировых поставщиков кристаллов находились только две «чистых» фаундри-компании – TSMC и UMC (см. табл.1) [1]. Шесть компаний (Samsung, Toshiba, Renesas, ST, Fujitsu, Freescale) наряду с производством чипов для собственных продуктов оказывают фаундри-услуги другим компаниям (совмещаемый фаундри). Правда, следует отметить, что, защищая собственный бизнес корпусированных приборов, они предоставляют сторонним клиентам доступ не ко всем типам технологий.
В 2010 г. Intel, решив повысить эффективность очень дорогого производства чипов, также заявила о начале бизнеса фаундри-услуг, а недавно сообщила о начале выпуска в I кв. 2012 г. чипов по 3-затворной технологии FinFET и проведению лабораторных работ по 14-нм техпроцессу [2,3].
Некоторые компании-разработчики (фаблесс) (Qualcom, AMD, Nvidia) не имеют собственного производства чипов и размещают его на фаундри-фабриках, что не мешает им быть в числе ведущих мировых продавцов чипов. Основные технологии некоторых чистых и совмещаемых фаундри-компаний приведены в таблице 2.
Любой кризис даже внутри одной компании приводит к структурным, кадровым изменениям. Мировые кризисы ускоряют процессы распада многопрофильных компаний, ускоряют процессы интеграции, поглощения и специализации мировых компаний, благодаря чему повышается их эффективность, иначе они исчезают с рынка.
Несколько десятилетий назад с названием компании Motorola ассоциировались безграничные возможности не только в оборудовании коммуникаций, но и в полупроводниковых технологиях. Затем трудноуправляемая транснациональная корпорация начала выделять отдельные направления бизнеса, полупроводниковый бизнес раздробился на отдельные компании (Frescale Semiconductor, On Semi, AMIS), а затем снова объединил активы ( On Semi, AMIS). Но процессы конгломерации и объединения происходят в основном за счет узкой специализации бизнеса.
Примером может служить компания Globalfoundries [4]. Образованная в 2009 г. за счет выделения производства чипов компании AMD, сейчас Globalfoundries превращается в титана фаундри-услуг, соперничая с TSMC – мировой фаундри-компанией № 1. Битва двух титанов происходит на поле 20-нм технологии, которое совсем недавно воспринималось, как поле, на котором играют только  TSMC, Intel, Samsung, IBM [5]. И уж совсем неожиданным выглядело решение Globalfoundries о строительстве полупроводникового производства по 32-нм технологии в Абу-Даби [6]. Этот регион никогда не рассматривался как благоприятный для полупроводникового бизнеса. Но Globalfoundries намерена инвестировать около 7 млрд долл. в эту фабрику и начать ее строительство в 2012 г., а производство чипов – в 2015 г. С учетом инвестирования около 5 млрд долл. в производства в Сингапуре, Германии и США и помня об ожидаемой второй волне мирового кризиса, некоторые эксперты оценивают такое решение как рискованное.
Бизнес TSMC территориально является более консолидированным и менее подверженным рискам, но только время может ответить на вопрос: являются ли действия Globalfoundries только смелым вызовом титану № 1 или разумным и оправданным решением. Последние сообщения о том, что AMD, недовольный низким выходом годных на 32-нм кристаллах Liano у Globalfoundries, решил отказаться от услуг Globalfoundries на 28-нм кристаллах APU и воспользоваться услугами TSMC – только подтверждают большую устойчивость тайваньского производителя [7].
Фаундри за рубежом – благо или вред для микроэлектроники России?
В таблице 3 приведена информация об основных производственных технологиях изготовления интегральных микросхем и полупроводниковых приборов на российских предприятиях. Она получена на основе анализа продукции производителя и доступной открытой информации, поэтому автор заранее приносит извинения за возможные неточности.
Очевидно, что на всех отечественных предприятиях за исключением «Микрона» технологии остались на уровне 80–90-х гг. Все попытки «Микрона», «Анстрема», ВЗПП в 90-е гг. привлечь зарубежные компании для технологического обновления и совместного ведения бизнеса в России закончились неудачей или ограничились статусом: «продавец –покупатель чипов». Так почему же к нам в микроэлектронику не идут иностранные технологии производства и инвестиции?
 Автор этих строк неоднократно участвовал в переговорах с руководством европейских и американских полупроводниковых компаний. Они всегда выражали готовность покупать у нас пластины с чипами, помогать в создании новых продуктов, но никогда не соглашались вкладывать деньги в совместный бизнес. Отдавая должное высокому уровню квалификации наших специалистов, они всегда настороженно относились к любым предложениям о создании совместных предприятий в рамках единой энергосистемы на действующем российском предприятии.
Помню, как вице-президент IR в ответ на такие предложения говорил, что они не хотят повторять ошибок начального пути интеграции в Китай. Опыт создания совместного предприятия в рамках единой энергосистемы с действующим китайским производством привел американцев к решению: нужно купить действующее предприятие, уволить руководство и организовать работу по-новому или построить «в голом поле» новый завод с эффективными энергосистемой и системой управления.
По первому пути пошла в свое время Motorola, купив чешскую Tesla. По второму пути чаще всего идут зарубежные компании в Китае. Однако главным сдерживающим фактором для иностранцев в России были нестабильная политическая обстановка и непрозрачное налоговое законодательство, что отбивало всякую охоту вкладывать «длинные» деньги в нашей стране. Неудачами закончились проекты «Микрона» с компанией Samsung, «Микрона» и «Ангстрема» с другими азиатскими компаниями.
IXYS сейчас покупает пластины с чипами в Воронеже, но инвестиции в производство не делает. В последние 5–6 лет политическая обстановка в стране стабилизировалась, однако усилился новый негативный фактор – дикая коррупция и беспредел чиновников. Иностранцы как не шли, так и не идут в нашу микроэлектронику. А ведь нам сейчас нужны не деньги, а технологии и рынки сбыта продукции. У нашего государства появились свободные деньги и оно пошло на закупку современных производственных линий 180 нм и 90 нм, установленных на «Микроне». Основной аргумент такого решения – национальная безопасность. Современные виды вооружения требуют современной микроэлектроники. Значит страна должна самостоятельно производить ту продукцию, которая необходима для ее безопасности. Но достаточно ли одного «Микрона» даже с линией 0,09 мкм для решения этой задачи?.
Для создания БИС, используемых в современных видах вооружения, применяется более 30 видов технологий, а для создания дискретных полупроводниковых приборов повышенной надежности – более 10. Так способен ли один «Микрон» аккумулировать у себя все эти виды технологий, а затем постоянно совершенствовать их? Полагаю, для специалистов ответ лежит на поверхности. Это невозможно. Как и невозможно, чтобы малочисленные военные заказы обеспечили загрузку производства. Опыт советских и зарубежных компаний, где пытались совместить несовместимое, показывает, что это неминуемо приводит к конфликту технологий и интересов. Конечно, за рубежом имеются компании, работающие только на военные заказы. Но, как правило, они являются дизайнерскими, а изготовление чипов размещают на сторонних фабриках. Иногда им приходится оплачивать доработку техпроцесса под свои требования. Так поступает Aeroflex.
Нельзя игнорировать и мировые тенденции по сужению профессиональной специализации, что отмечалось выше. Может ли производство чипов быть эффективным и конкурентным, если на нем выполняются только военные заказы? В современных условиях –нет. Впрочем, как и раньше. В американских компаниях оборона и космос никогда не обеспечивали основную долю в объеме выпуска продукции крупных полупроводниковых компаний. Как правило, эта доля не превышала 10%. Остальная продукция предназначалась для потребительского рынка. Тем не менее, полупроводниковые компании боролись за заказы Пентагона. Они позволяли им вести исследования и разработки новых технологий и продуктов, которые одновременно были ориентированы и на потребительский рынок. В этом основное отличие от наших компаний, где основная доля продуктов предназначалась для оборонной промышленности.
Только за два последних десятилетия зарубежные компании выполнили переход с пластин 150 мм на 300 мм, при этом физический съем чипов с пластины вырос в 4 раза. А требование по непрерывной круглосуточной работе фабрики чипов осталось. Иначе производство будет неэффективным. Как производитель будет загружать это производство? Будет наполнять его множеством технологий на узком пространстве?
Наш восточный сосед Китай достигал этого путем увеличения выпуска чипов с 400 млн долл. в 2003 г. до 6,6 млрд долл. в 2010 г., одновременно наращивая не только экспортный, но и внутренний рынок полупроводников (см. рис.1 и 2) [8]. Попутно Китай решил все вопросы по военной и космической микроэлектронике. Мы же хотим поменять цели местами, ориентируясь в первую очередь на военные заказы и, если получится, поразить обе цели. Получится ли?
Наличие рынка продукции для реализации технологий даже более важно, чем обладание самими технологиями. Иначе технологии будут напоминать музейную футбольную команду без игровой практики. Игроки стареют и теряют даже те навыки, которые имели. Может быть в дискретных полупроводниках у нас положение лучше? Технологии современных транзисторов и диодов значительно усложнились за счет использования самых передовых элементов технологии СБИС (субмикронные проектные нормы, Trench, многоуровневые межсоединения и т.д.) [9]. Ни один из наших российских производителей к этому не готов.
В СССР было несколько крупных научно-производственных центров по полупроводникам: в Зеленограде, Воронеже, Минске, Ленинграде. В США – это кремниевая долина в Калифорнии и комплекс предприятий в Техасе, в Тайване – Хсинчу, в Китае – Шанхай, Вукси, Шенжен. Территориальная концентрация профильных предприятий помогает решить много проблем, но я бы выделил две – подготовка квалифицированных кадров и создание профессиональной среды. Поэтому необходимо несколько специализированных территориальных центров (кластеров), развивающих разные направления электроники, скажем, микроэлектронику, силовую, СВЧ-электронику и т.д. Эти центры должны быть зародышами, вокруг которых концентрируются новые технологии и продукты. И это не означает, что за пределами кластеров не нужно развивать электронику и  особенно – научные школы.
Еще 10 лет назад складывалась тупиковая ситуация: современных технологий и производства для создания чипов в нашей стране не было, а использовать возможности зарубежных кремневых фабрик для военных ИС было запрещено. В результате в военном оборудовании использовались отечественные микросхемы, изготовленные по старым технологиям или гражданские микросхемы зарубежного производства. Второй путь, в лучшем случае, может использоваться как временный, чтобы не стоять на месте. А последние многочисленные неудачи в запуске наших космических спутников, в том числе и по причине использования зарубежных контрафактных микросхем (по цене дорогих военных ИС), показывают, что здесь необходимы не только технические, но и прокурорские решения.
Первый путь только отбрасывал нас назад, делая наше вооружение неконкурентоспособным, и позволял давать работу израильским и прочим компаниям, которые после экспорта нашей военной техники брали подряды у покупателей на замену электроники управления. В последние годы этот абсурд стал очевиден, и запреты на изготовление чипов за рубежом начали неохотно отменять. Решит ли это все проблемы применения ИС и полупроводниковых приборов в военной технике? Нет, т.к. отсутствует цельная система и алгоритм решения по применению.
Автор предлагает следующий вертикальный алгоритм решений и действий по изготовлению и применению продукции полупроводниковой микроэлектроники (в порядке приоритета):
проектирование и изготовление ИС по всему циклу в России;
проектирование в России – изготовление чипов в режиме foundry за рубежом – сборка и выпуск в России;
закупка военных чипов (особенно Rad Hard) за рубежом – сборка и выпуск в России;
закупка готовых военных ИС (особенно Rad Hard) за рубежом (при отсутствии аналогов в России);
использование гражданской ИС отечественного производства;
использование гражданской ИС зарубежного производства.
Переход к следующему решению по вертикали должен быть возможен только, если верхнее в порядке приоритета решение не может быть реализовано. Решение по последнему пункту 6 не может состояться, если возможна реализация одного из верхних пунктов. А если кто-то с помощью «карманных» фирм закупит микросхемы 6 пункта по цене пункта 4, то ему придется ответить за это, даже если спутник не упадет. Конечно, любая схема требует контроля и ответственности, особенно в России. Особенно хочется отметить схему, обозначенную в пункте 3 – мы ее давно предлагаем нашим предприятиям. Однако отсутствие согласованной системы разрешений между разными инстанциями тормозит любые предложения. Закупка военных чипов и ИС является сложным и ответственным процессом, и во многих странах возможна только через экспортную лицензию. Эти продукты являются очень дорогими. Однако падающие спутники Glonass и Fobos несоизмеримо дороже. Только заниматься такими закупками должны не комивояжеры (в том числе и вторые поставщики), а профессионалы в микроэлектронике и бизнесе.
Россия в ВТО. А где микроэлектроника?
В конце 2011 г. после 18 летних переговоров Россия вступила в ВТО. Что ожидает микроэлектронику страны после этого события? Выиграет ли она от этого или проиграет? С 2013 г. обнуляются таможенные пошлины на ряд импортных товаров (см. табл. 4). На первый взгляд кажется, что отмена ввозных таможенных пошлин отрицательно повлияет на продукцию российских активных полупроводников и пассивных компонентов. Однако разве до вступления в ВТО наши полупроводниковые компоненты составляли конкуренцию IR, ST, NXP, не говоря о китайских полупроводниках? А аналоги микросхем Atmel, Altera в России практически не выпускались. Так в чем же проиграют наши производители полупроводников? Да практически ни в чем. Подавляющую долю в их полупроводниковой продукции составляет продукция для военного применения. С отменой ввозных таможенных пошлин импортная гражданская продукция как и ранее не сможет применяться в военных приборах при наличии российских военных аналогов. В военных изделиях, где из-за отсутствия российских аналогов применялись зарубежные гражданские микросхемы, появление отечественного аналога военного стандарта автоматически ставит «вне игры» зарубежного конкурента. А если российский аналог не появляется, то зарубежные компании  как и ранее будут конкурировать только между собой.
Однако эта логика справедлива для наших производителей при существующей структуре полупроводниковой продукции, где основную долю составляют военные изделия. Российской микроэлектронике давно нужно было уходить от монополии военных изделий к реструктуризации продуктов в сторону общегражданского применения. Но как и во всей отечественной экономике в последние 10 лет этого сделать не удалось. Если нет сбалансированной экономики, то нет и микроэлектроники.
Для микроэлектроники внутри страны рынка нет. Таким рынком не может быть только космическая и военная продукция. Причина? «Нефтяная игла». Это не сфера и не шар. На ней нет места многим, а только – избранным. Но тот, кто на ней оказался, полностью удовлетворен своим местом и положением. Похоже, что многим представителям нашей исполнительной власти там нашлось место. Лозунги о модернизации так и остались таковыми, а соединенные со способностями некоторых руководителей нанореформировать все и вся до полного обвала, они вызывают сомнения в положительном результате.
С вступлением России в ВТО будет сложнее создавать и выводить на рынок гражданские продукты, конкурирующие с продукцией мировых производителей. Гандикапа больше нет. Но или мы сохраним только узкий сегмент военных продуктов микроэлектроники или интегрируемся в мировой процесс, что со вступлением России в ВТО сделать будет легче. Но ВТО не спасет, если внутренний инвестиционный климат останется прежним.
Однозначно положительным аспектом вступления в ВТО является обнуление таможенных пошлин на оборудование для производства микроэлектроники. Если этому будут сопутствовать налоговые льготы предприятиям, модернизирующим парк оборудования, то это даст им шанс на повышение эффективности, производительности и снижение себестоимости продукции. За счет обнуления вводных пошлин должны на 10–12% снизиться расходы и цены на фаундри-услуги зарубежных кремниевых фабрик. Так, где мы будем делать микроэлектронику через 10 лет: в России или за рубежом? Хочется надеется, что в России, не забывая учиться и за рубежом.

Таблица 1. Список 20 лучших мировых поставщиков чипов 2010–2011 гг. (млрд долл.)


Ожид. место в 2011

Место
2010

Компания

Страна

Всего
2010 г.

Всего
1 кв.
2011 г.

Всего
2 кв.
2011 г.

Всего
3 кв.
2011 г.

Ожид.
4 кв.
2011 г.

Ожид.
2011 г.

Рост
2011/
2010
%

1
2
3
4

5

1
2
3
5

4

Intel
Samsung
TSMC*
Toshiba

TI

США
Ю.Корея
Тайвань
Япония
США

40,154
32,455
13,307
13,028
13,037

11,819
8,215
3,600
3,554
3,167

11,990
8,466
3,831
2,790
3,232

13,098
8,786
3,677
3,533
3,220

13,685
9,000
3,590
3,600
3,155

50,592
34,467
14,698
13,477
12,774

26%
6%
10%
3%
–2%

6
7
8
9

10

6
8
10
7

9

Renesas
ST
Qualcomm**
Hynix

Micron

Япония
Европа
США
Ю.Корея
США

11,650
10,287
7,204
10,432
9,092

3,035
2,508
1,962
2,499
2,218

2,540
2,545
2,194
2,549
2,140

2,806
2,392
2,587
3,123
2,130

2,900
2,200
2,845
2,220
2,180

11,281
9,645
9,588
9,391
8,668

–3%
–6%
33%
–10%
–5%

11
12
13
14
15

11
12
15
14
18

Broadcom**
AMD**
Sony
Infineon
Fujitsu

США
США
Япония
Европа
Япония

6,589
6,494
5,645
6,049
4,147

1,752
1,613
1,520
1,362
1,148

1,742
1,574
1,471
1,490
1,027

1,902
1,690
1,672
1,470
1,192

1,700
1,740
1,880
1,380
1,230

7,096
6,617
6,543
5,702
4,597

8%
2%
16%
–6%
11%

16
17
18
19
20

16
17
23
13
19

Freescale
NXP
Nvidia**
Elpida
UMC*

США
Европа
США
Япония
Тайвань

4,357
4,515
3,575
6,446
3,965

1,167
1,071
0,936
1,120
0,995

1,196
1,108
0,960
1,173
1,015

1,112
1,049
1,055
0,824
0,905

1,030
0,960
1,000
0,830
0,860

4,505
4,188
3,951
3,947
3,775

3%
–7%
11%
–39%
–5%

Всего

212,428

55,261

55,033

57,223

57,985

225,502

6%

*Фаундри      **Фаблесс
Таблица 2. Фаундри-процессы мировых компаний


Компания

Тип бизнеса

Страна

Технологические процессы

TSMC

Чистый фаундри

Тайвань

28–90 нм, CMOS и RF CMOS 0,13–0,35 мкм, CMOS 0,18–0,5 мкм, SiGe BiCMOS 0,11–0,6 мкм, BCD и CDMOS

UMC

Тайвань

40–90 нм, CMOS 65 нм, CMOS SOI 0,13–0,5 мкм, CMOS 0,25–0,35 мкм, BiCMOS

Globalfoundries

США

20–90 нм, CMOS 0,13–0,18 мкм, CMOS 0,25–0,6 мкм, CMOS и BiCMOS 0,35 мкм, SiGe CMOS

X-Fab

Германия

0,18–1,0 нм, CMOS 0,6 мкм, BiCMOS 0,6–1,0 мкм, CMOS SOI

Silterra

Малайзия

0,11–0,22 мкм, CMOS и RF CMOS 0,18 мкм, BCD 0,18 мкм, Power MOSFET

SMIC

Китай

45–90 нм, CMOS 0,13–0,35 мкм, CMOS

ASMC

Китай

0,35–0,8 мкм, CMOS 0,35–1,2 мкм, BiCMOS 1,5–4 мкм, биполярный 0,38–0,6 мкм, BCD

Samsung

Совмещаемый фаундри

Южная Корея

28–90 нм, CMOS 0,13 мкм, CMOS

IBM

США

45–90 нм, CMOS 0,13–0,25 мкм, CMOS и RF CMOS 65–180 нм, CMOS SOI 0,13–0,5 мкм, SiGe BiCMOS

ST

Европа

65–130 нм, CMOS и RF CMOS 0,13–0,25 мкм, SiGe BiCMOS 0,18–0,32 мкм, BCD SOI

Freescale

США

90–180 нм, CMOS, RF CMOS, SOI 0,18–0,35 мкм, SiGe BiCMOS 0,13–0,35 мкм, BCD

Fujitsu

Япония

65–180 нм, CMOS и RF CMOS

CSMC

Китай

0,13–0,35 нм, CMOS и RF CMOS 0,5–0,6 мкм, BiCMOS 0,18–1,0 мкм, BCD

Таблица 3. Технологические процессы российских производителей


  Компания

  Город

  Технологические процессы

«Микрон»

Москва

 90 нм, CMOS  0,18 мкм, CMOS EEPROM  0,8–3 мкм, CMOS  1,5–3 мкм, биполярный  Свыше 1,5 мкм – VDMOS

«Ангстрем»

Москва

 0,6–0,8 мкм, CMOS  1,0–3,0 мкм, CMOS  Свыше 1,5 мкм – VDMOS, IGBT

«ВЗПП-Микрон»

  Воронеж

 1,5–3,0 мкм, биполярный  Свыше 2,0 мкм – VDMOS  Свыше 2,0 мкм – Шоттки

«Кремний»

  Брянск

  Свыше 2,0 мкм – биполярный  

«Восход»

  Калуга

 Свыше 2,0 мкм – биполярный Свыше 2,0 мкм – CMOS с метал. затвором  Свыше 2,0 мкм – DMOS

НЗПП

  Новосибирск  

 Свыше 2,0 мкм – биполярный Свыше 2,0 мкм CMOS с метал. затвором

«Орбита»

  Саранск

  Свыше 2,0 мкм – биполярный

   

Таблица 4. Ввозные таможенные пошлины до и после вступления в ВТО


Товар

Существующие пошлины, %

Новая пошлина

Диоды, транзисторы

10

0

Интегральные схемы

0–10

0

Конденсаторы

5

0

Резисторы

5–10

0

Кремний

5

0

Измерительное оборудование для п/п

5

0

Автор: Дмитрий Боднарь, к.т.н., генеральный директор, ЗАО «Синтез-Микроэлектроника»
Источник: Медиагруппа Электроника
http://www.elcomdesign.ru/market/06.02.2012


Лидер рынка MEMS делится ближайшими планами


Компания STMicroelectronics NV намерена в ближайшее время расширить свою MEMS-линейку и начать серийное производство радиочастотных MEMS-изделий и датчиков газа.
Компания STMicroelectronics NV активно продвигает в продукты MEMS технологию SIP (system-in-package), которая, по утверждению компании, к концу 2013 года будет применяться в беспроводных MEMS-изделиях и в 2014 году будет интегрирована в датчики газа, предназначенные для контроля окружающей среды и изготовленные на основе технологии MEMS.
В последние годы компания ST уделяла много внимания расширению номенклатуры цифровых компонентов в портфеле своих продуктов, но после того, как подразделение MEMS (микроэлектромеханических систем) принесло компании оглушительный успех и выдвинуло компанию в 2011 году на лидирующую позицию с годовым объемом продаж MEMS-изделий около 900 млн долл., ST стала уделять больше внимания инерциальным и мембранным изделиям на основе MEMS.
По словам Бенедетто Вигна (Benedetto Vigna), исполнительного вице-президента и генерального менеджера подразделения аналоговых изделий, датчиков и MEMS, используемая компанией SIP технология позволяет объединить различные производственные процессы для создания суб-элементов, что является одной из причин успеха компании на рынке. Используемая компанией SIP технология позволяет ST создавать интеллектуальные MEMS-изделия, включающие механические узлы, ИС для калибровки и обработки аналоговых сигналов и в необходимых случаях ИС цифрового интерфейса и микроконтроллера. Следующим шагом будет добавление радиочастотного трансивера.
По словам Вигна, исполнительный вице-президент и генеральный менеджер подразделения MEMS компании ST, компания имеет чёткое понимание направления и перспектив своего развития. Окружающие человека различные изделия, в том числе, для домашнего применения, компания рассматривает в качестве основных приложений для своей продукции, и на этом направлении компания интенсивно работает.
Когда Вигна спросили о том, когда беспроводные датчики будут изготавливаться для медицинских приложений, он ответил, что в первую очередь будет увеличен выпуск датчиков для спортивных и фитнес-приложений, т.к. для их использования не нужно лицензирования и не требуются годы клинических испытаний. Он добавил, что системы контроля давления шин будут другим ключевым приложением для беспроводных MEMS-компонентов, хотя в настоящее время ST не присутствует в этом сегменте рынка.
Производимые компанией ST значительные объемы MEMS-изделий изготавливаются для применения в гироскопах и акселерометрах и базируются на ёмкостных датчиках движения, а датчики контроля окружающей среды изготавливаются на основе мембран.
Радиочастотные изделия
ST использует два кремниевых кристалла для объединения внутри одного MEMS-изделия электромеханического элемента с ИС для усиления, калибровки и обработки аналогового сигнала. Компания производит ещё один вариант кремниевого кристалла, который обеспечивает функции крышки для MEMS элемента.
По словам Вигна, ST предпочитает использовать «глупые» (stupid) крышки, имеющие небольшую функциональность или служащие только в качестве уплотняющей крышки. Подобные крышки для уплотнения подвижных частей MEMS-изделий используются в качестве стеклокерамического припоя или как связующий компонент между двумя металлическими элементами. Возможно, такое решение компании ST и не является элегантным по сравнению с использованием фронтальной стороны КМОП пластины в качестве крышки для MEMS элемента, но такое решение обеспечивает снижение затрат и увеличивает выход годных изделий.
Вигна подтвердил то, что в ST рассматривали возможность использования задней поверхности КМОП пластины для ограничения MEMS элемента. В компании провели ряд экспериментов, но дальше этого дело не пошло.
По словам Вигна, SIP технология позволяет производить датчик MEMS в требуемом объеме, а затем соединять датчик с различными аналоговыми микросхемами для создания различных MEMS-изделий и даже изготавливать конкретный вариант MEMS-изделия клиента.
На сегодняшний день производится уже много MEMS-компонентов, обеспечивающих цифровую обработку сигнала, но для производства конкретного элемента имеет смысл выбрать лучший технологический процесс. Поэтому, механические компоненты MEMS производится по специализированной для MEMS 1-микронной технологии, а аналоговые ИС, вероятно, будут изготавливаться по 130-нм КМОП-технологии. В тоже время, цифровые ИС, содержащие микроконтроллер и память, вероятно, будут производиться по 90-нм КМОП технологии.


«Сэндвич» MEMS-системы содержит маломощный микроконтроллер на нижнем уровне «сэндвича», MEMS-датчик движения в середине и специализированную ИС на верхнем уровне, при этом вся конструкция имеет размеры 3 мм х 3 мм. Источник: STMicroelectronics
По словам Вигна, четвертым элементом может быть кристалл SPIRIT-1, который представляет собой недавно разработанную ST маломощную радиочастотную ИС, изготовленную по 90-нм технологии. ИС предназначена для работы в приложениях на частотах ниже 1 ГГц. ИС обеспечивает передачу данных с программируемой скоростью передачи от 1 до 500 кбит/сек. Скорее всего, ST будет изготавливать цифровые и радиочастотные изделия в рамках одного КМОП процесса, сохраняя конструкцию в виде трех активных кристаллов плюс «глупая» кремниевая крышка.
По мнению Вигна, до конца 2013 года ST сможет предложить рынку такие беспроводные MEMS-изделия, так как компания уже продает MEMS-изделия и радиочастотные трансиверы и разрабатывает для клиентов устройства, предназначенные для ношения на теле человека.
Пятый элемент
Пятый элемент появится несколько позже. Это будет интегрированный газовый сенсор, и его появление на рынке намечено на 2014 год.
Датчики газа и влажности, естественно, сочетаются с номенклатурой мембранных датчиков, выпускаемых ST. Датчикам газа, так же как и датчикам давления и микрофонам, необходим физический контакт с атмосферой.
По мнению Вигна, портфель ST в 2013 году будет содержать датчик давления, температуры и влажности «в одном флаконе», а несколько позже добавятся различные модификации датчиков газа. Газовый датчик будет добавлен в виде отдельного кристалла или потенциально чувствительного слоя, который может быть интегрирован с датчиком влажности. В настоящее время клиенты заказывают датчики для обнаружения газовых смесей CH4, CO, NO и метана.
В целом, SIP-технология является комплексным методом, который позволяет при минимальных затратах осуществить постепенный прогресс для создания новых изделий, обеспечить максимальную гибкость и минимальное время для появления нового изделия на рынке.
* * *
Интересно, что для вхождения на мировой рынок MEMS, который сейчас растет гораздо быстрее традиционной интегральной микроэлектроники и в будущем сулит громадные прибыли, не требуется многомиллиардных вложений в фабрики по производству пластин с технологическими нормами ниже 50 нм. Как видим, вполне достаточно «стареньких» заводов и прогрессивных мозгов, чтобы найти им достойное применение в виде ноу-хау. Интересно, насколько готовы российские «микроэлектронные гиганты» ввязаться в эту мировую гонку? Или снова будем кивать на то, что «мы безнадёжно отстали» и «нужны государственные деньги»?
Источник: EE Times

Сообщений о контрафактных компонентах стало больше


Число сообщений о контрафактных электронных компонентах за два последних года увеличилось в четыре раза, сообщают аналитики IHS iSuppli.
В 2011 г. участники цепочки поставок сообщили о 1363 отдельных и подтвержденных случаях обнаружения контрафактных компонентов, тогда как в 2009 г. этот показатель равнялся 324. Впервые количество случаев обнаружения контрафактной продукции за год превысило 1000.
По данным IHS, больше всего сообщений о контрафактных компонентах, обнаруженных за период с 2009 по 2011 гг., поступило, в основном, от компаний из сегмента военной и авиакосмической техники США. Однако такие компоненты могут нанести ущерб компании из любой страны, которая использует их в своей продукции.
Контрафактные изделия не только наносят ущерб в миллионы долларов, но и причиняют вред здоровью человека и даже угрожают национальной безопасности.
По мнению Рори Кинга (Rory King), руководителя отдела маркетинга продуктов, IHS, это одна из главных проблем производителей электроники – и, в первую очередь, компаний оборонной и авиакосмической промышленности. Эту проблему нельзя игнорировать, т.к. объемы контрафактных изделий растут, а большинство компаний не знает о ней и неспособно принять эффективные меры по обнаружению и нейтрализации подделок. Законодательство США обяжет поставщиков компонентов для оборонной промышленности отвечать за контрафактную продукцию, а доступ к информации о подделках обеспечит должную поддержку компаниям.
Типовой список расходных материалов или компонентов для военной техники насчитывает от нескольких сотен до тысяч приобретенных компонентов, из которых, как правило, 0,5–5% относятся к контрафактным, по данным организации ERAI. Та же статистика верна и в отношении медицинского оборудования.
Кинг предлагает компаниям, специализирующимся на производстве электронной техники для военной и авиакосмической промышленностей, активно использовать средства обнаружения и данные для анализа, оценки и принятия дальнейших решений в отношении предполагаемых поддельных компонентов. Этим компаниям также следует работать с надежными поставщиками, хотя это и не непросто, учитывая большое количество компонентов и заказов во всей цепочке поставок.
Источник: Electronics news
www.russianelectronics.ru/engineer-r/news/16.02.2012


Аналоговая электроника останется незаменимой в цифровом мире


Дейв Робертсон (Dave Robertson), вице-президент Analog Devices по аналоговым технологиям, размышляет о будущем аналоговой электроники в свете тотального наступления цифровых технологий.
С аналоговых схем началось развитие электронной отрасли, и именно аналоговые решения были двигателем технологий в последние 40 лет. Можно ли ожидать, что в ближайшем будущем им будет отведена второстепенная роль интерфейса между физическим миром и цифровыми устройствами?
В настоящее время наблюдается обратная картина. Да, аналоговые схемы обработки сигналов замещаются цифровыми, однако на одну такую замену приходится появление двух новых аналоговых устройств. Можно ожидать, что этот тренд сохранится и даже усилится в предстоящие десятилетия.
Одним из факторов, обуславливающих развитие аналоговых решений, является волна новых типов датчиков для всевозможных применений, которые раньше были упущены или в них не было необходимости. Первый пример, который приходит на ум, – автомобиль. В современных авто масса электронной начинки: видеосъемка, контроль качества масла и т.д. Датчики стали применяться в смартфонах, и это направление развивается взрывным темпом. Сигнал с каждого датчика должен быть соответствующим способом сформирован и обработан. Зачастую требуется синхронизовать преобразование сигналов, которое раньше производилось в свободном режиме.
Изменились и формы обработки сигнала. Раньше главной задачей было выделение полезного сигнала на фоне шума. Классическим примером проблемы передачи сигналов является трансатлантический телеграф. Проблема чувствительности остается актуальной, однако необходимо решать и другие задачи, например, выделение нужного сигнала из потока посторонних. Для этого приходится заботиться не только о достаточной чувствительности, но и об избирательности.
В традиционных схемах избирательность обеспечивается с помощью фильтров. Однако это малоперспективный путь, учитывая тенденцию к переходу на широкополосную связь как на более гибкую. Схемы сигнальной обработки должны иметь более высокую линейность и динамический диапазон и при этом обеспечивать более широкую полосу пропускания. Без соблюдения этих требований немыслимо появление полностью цифровых систем – следующего глобального этапа в истории электроники.
Что касается достижения предела производительности, или конца закона Мура, то вряд ли здесь все так просто. Развитие полупроводниковой электроники не может в один момент развернуться и пойти в другом направлении. Показателем качества для многих поколений полупроводниковых устройств была скорость процессора. Сейчас схемотехника немного изменилась, и вместо одного мощного процессора используется несколько менее производительных.
Все большее внимание уделяется теме разделения обработки сигнала на паралельные потоки. Решения разнообразны: от технологии MIMO (приемопередатчиков с несколькими входными и выходными антеннами) в беспроводном сетевом оборудовании до микропроцессоров в ноутбуках. Во многих случаях архитектуры становятся настолько развитыми, что для извлечения данных комбинируются сигналы с сотен каналов. Наиболее яркими примерами являются РЛС с фазированной антенной решёткой или медицинское оборудования для визуальной диагностики (например, УЗИ). Подобные системы предполагают сложную обработку аналоговых и цифровых сигналов.
Очевидно, что количество информационных каналов будет продолжать расти, и иногда значительно. Для эффективной работы их необходимо согласовать.
Цифровая революция не душит аналоговую отрасль. Скорее наоборот – вместе со стремительным развитием цифровых технологий увеличивается количество аналоговых и аналого-цифровых решений, они становятся разнообразнее и лучше по характеристикам.
Как и везде в нашей жизни, в электронике главное – получить больше (функциональность, полоса, динамический диапазон) за меньшие средства (потребление, размер, стоимость). Источник: EE Times

Intel и AMD видят закат эпохи настольных ПК


Рынок настольных ПК умирает, бьётся в конвульсиях, и уже тонущий корабль ПК покидают ОЕМ-производители и компании, которые когда-то были флагманами рынка. Можно ли спасти рынок?

Рынок ПК был когда-то движущей силой мирового рынка полупроводников.
Два крупнейших поставщика микропроцессоров на рынок ПК – Intel и AMD – наблюдают, как под давлением смартфонов и планшетных ПК падают их продажи, и новые компании отбирают их крупнейший источник доходов.
По словам Рори Рида (Rory Read), президента и генерального директора AMD, индустрия ПК переживает период очень значительных изменений, которые будут влиять как на AMD, так и на всю экосистему.
Переход от настольных ПК к мобильным устройствам происходит быстрее, чем все ожидали. По словам Рида, изменения в промышленности происходят гораздо более быстрыми темпами, чем предполагалось. После того, как потери AMD в III квартале составили 157 млн долл., компания приняла решение сфокусироваться на рынках? отличных от рынка ПК. Усилия менеджмента AMD по реструктуризации компании будут выражены в решительных действиях, направленных на то, чтобы AMD могла более эффективно конкурировать и улучшить свои финансовые результаты.
Intel, являющfаяся крупнейшим поставщиком процессоров для рынка ПК, ранее сообщила, что в III квартале объём её доходов составил 13,5 млрд дол., что на 5,45% ниже по сравнению с показателями III квартала прошлого года. Прибыль в III квартале снизилась на 14% и составила 2,97 млрд долл.
Ситуация на рынке и тенденции совершенно ясны. Благодаря маломощным вычислительным устройствам, таким, как смартфоны и планшеты, на рынке микропроцессоров произошёл сдвиг от энергоёмких процессоров для настольных систем к компактным и более интегрированным устройствам типа «система-на-кристалле» (SoC).
Intel пытается следовать этой тенденции, но пока ситуация такова, что увеличивается объём продаж процессоров ARM, являющихся прямыми конкурентами архитектуре x86.
Теперь очевидно, что сдвиг от настольных компьютеров к мобильным ПК происходит быстрее, чем кто-либо ранее мог себе представить. Именно поэтому компания AMD и «нажала на тревожную кнопку».
По словам Рида, сокращение штата сотрудников AMD является трудным, но необходимым шагом, чтобы воспользоваться возможностью восстановления рынка и возможностями роста продаж продукции компании за пределами традиционного рынка ПК.
AMD вынужденно переходит к стратегии, которая основывается на простой предпосылке: рынок ПК и его базовая архитектура уже мертвы.
Торможение рынка и развитие архитектуры ПК заставляют AMD действовать, но компания осуществляет этот процесс без излишней спешки. На той неделе компания опубликовала заявление, в котором признаёт ошибочность некоторых решений. В заявлении также обнародована триединая стратегия долгосрочного роста, в которой признается ускоренное падение рынка персональных компьютеров и отсутствие реальных перспектив его оживления.
По словам Рори Рида, компания недооценила скорость изменений в индустрии. Руководство компании предполагало в течение несколько лет трансформировать бизнес AMD, но текущая обстановка требует, чтобы эти преобразования были осуществлены в более сжатые сроки.
Резкое снижение доходов основного бизнеса и крупные сокращения персонала в течение последних двух лет заставили AMD существенно скорректировать свою политику и перейти к агрессивным шагам на рынке встроенных приложений, трансформировать свою политику в сторону гетерогенных вычислительных систем и выделить 334 млн долл. для слияния с компанией SeaMicro, специализирующейся на серверных приложениях. Все эти шаги являются частью более широкой стратегии для превращения компании, являвшейся для рынка вторым поставщиком архитектуры х86, в компанию-производителя «систем-на-кристалле».
Цель: в 4 раза увеличить доход от продаж встроенных приложений
Рори Рид и Лиза Су (Lisa Su), старший вице-президент и генеральный менеджер подразделения глобальных бизнес-единиц AMD, сделали совместное заявление, в котором сообщили, что AMD будет расширять своё подразделение встроенных приложений, при этом доход указанного подразделения в структуре общего дохода компании в ближайшие 12 месяцев увеличится с 5% до 20%.
По словам Су, ключевыми отличиями компании являются высокопроизводительная методология проектирования, микропроцессорная технология, а также запатентованные технологии обработки графической информации.
Руководители компании заявили, что они нацелены на ряд рынков встроенных приложений – игровые приложения, индустриальные и коммутационные приложения. Компания уже обладает рядом «конфиденциальных» решений, подробности которых руководители компании отказались раскрывать. Также Су отказалась назвать имена потенциальных конкурентов AMD в сегменте встроенных приложений.
По мнению Рида, малопотребляющие процессоры, графические ядра и ранее разработанные блоки дают компании неоспоримое преимущество для создания специализированных пользователем быстродействующих процессорных устройств для новых рынков встраиваемых систем, который будет обозримом будущем опережать индустрию ПК.
Игровые приложения?
В голову приходят сразу два вопроса. Во-первых, время для разработки встроенного приложения больше, чем для создания традиционного ПК. Во-вторых, AMD наметило рынок игровых приложений в качестве своего третьего целевого рынка, что некоторых экспертов поставило в ступор.
По словам Патрика Мурхеда (Patrick Moorehead), президента и главного аналитика компании Insights & Strategy, у AMD уже есть Nintendo (видеоигры и игровые консоли) и рынок будоражат слухи о следующих игровых приставках Xbox 720 и PS4. Компания уже создала графическое ядро для Wii и Xbox 360. Может быть, руководство AMD имеет ввиду движение в сторону Лас-Вегаса, где у AMD, возможно, есть большой бизнес?
По мнению Мурхеда, из трёх ключевых направлений встроенные (игровые) приложения имеют наименьший потенциал для долгосрочной программы, но могут являться импульсом для самого быстрого получения дохода. Переход к архитектуре гетерогенных вычислений и поглощение компании SeaMicro будут иметь большое влияние на развитие компании.
В начале этого года, параллельно с такими компаниями, как MediaTek и ARM, компания AMD приняла решение уделить существенное внимание системам с гетерогенной архитектурой, в которых осуществляются параллельные вычисления, что позволяет объединить графические, x86 и другие ядра на одном кристалле в рамках одной SoC.
По словам Мурхеда, между ведущими игроками рынка достигнута договорённость о новой архитектуре памяти, в которой  графический процессор (GPU) и центральный процессор (CPU) имеют равные права в получении доступа к памяти. Внутри SoC можно было бы уменьшить права CPU, но пока Intel имеет огромное преимущество перед AMD и ARM.
После приобретения в 2006 году компании ATI, AMD лидирует в технологии обработки графической информации. Intel же должен ежегодно платить роялти за использование технологий Nvidia и другим обладателям графических решений.
Создание больших массивов для внешнего хранения данных
Третьим ключом к будущему компании является технология, которую получила AMD одновременно с покупкой в феврале компании SeaMicro.
В сентябре объединенная компания AMD+SeaMicro объявила о создании расширенной вычислительной системы на базе энергоэффективных процессоров Intel и AMD. Система позволяет объединить до 1408 жестких дисков и создать массив внешнего хранения данных объёмом в пять петабайт. Для управления таким массивом данных используется технология AMD Fabric Interconnect. Ряд больших корпоративных центров обработки данных заинтересовались данным решением, т.к. система позволяет значительно уменьшить объём потребляемой электроэнергии.
По словам Мурхеда, текущая тенденция такова, что центры обработки данных по размерам всё больше и больше напоминают футбольные поля, и отрасль движется в сторону к специализированным серверам, построенным из массива однородных серверов.
AMD играет против всего мира
В последние недели AMD потеряла некоторых ключевых руководителей, но внутри компании остается прежний менталитет, который существует в AMD со времен одного из основателей AMD Джерри Сандерса (Jerry Sanders).
Мурхед, будучи в прошлом сотрудником AMD, так характеризует ситуацию в компании – несмотря на существующие проблемы, в AMD по-прежнему присутствует оптимизм. Сотрудники хотят быть частью той экосистемы, которая называется AMD.
Ряд экспертов и предпринимателей считают, что появление на рынке ОС Win 8 означает конец рынка ПК
В преддверии выпуска Windows 8 один из ветеранов рынка ПК и основатель компании Imbue Джошуа Шапиро (Joshua Shapiro) утверждал, что новая ОС ознаменует собой начало конца для рынка ПК и OEM-производителей, работающих на этом рынке.
Джошуа Шапиро полагает, что его компания Imbue обладает технологией, позволяющей осуществить массовую кастомизацию программного обеспечения, что, по его мнению, может помочь возродить платформу.
Windows 8 включает в себя две операционные системы. Первая ОС работает с программами для архитектур x86, а вторая ОС, ранее называвшаяся Metro, предназначена для интерпретации кода для процессоров x86 или ARM.
Шапиро утверждает, что с течением времени Microsoft будет ослаблять традиционные настольные компьютеры и их скомпилированные приложения x86 в пользу планшетных ПК типа iPad и формировать приложения для планшетов. Этот шаг будет напоминать тактику Windows на начальном этапе её существования – сначала включить, а затем отбросить DOS.
По образному мнению Шапиро (который прежде чем стать консультантом и предпринимателем 14 лет проработал в IBM), Microsoft, объединяя Metro и Windows 8, делает существенный шаг в сторону от рынка настольных ПК и оставляет этот рынок.
Компании-изготовители ПК увидят, что из-за отсутствия инвестиций в программное обеспечение ПК в ближайшие годы их маржа резко уменьшится. Шапиро утверждает, что эксперты уже могут видеть нарастающие проблемы в компаниях HP и Dell, и то, что производители начинают покидать рынок настольных ПК.
Шапиро твёрдо убеждён, что необходимо стимулировать развитие программного обеспечения для ПК, но единственные, кто что-то сегодня делает на этом направлении, это разработчики компьютерных игр. Никто больше не хочет развивать ПК, потому что не видят финансовых перспектив, а венчурный капитал не настроен поддерживать желание малого числа начинающих компаний заниматься разработкой программного обеспечения для ПК.
Как спасти рынок настольных ПК?
По мнению Шапиро, основанная им компания Imbue могла бы помочь возродить отрасль ПК. Imbue разработала и запатентовала метод быстрой загрузки программного обеспечения в ПК. Imbue может предложить OEM-производителям программные средства для кастомизации пользовательского ПО.
Разделение программного обеспечения
OEM-производители в настоящее время загружают в ПК несколько стандартных пакетов ПО, часто включая программы маргинального использования для потребителей, которые платят OEM-производителям только для того, чтобы включить это ПО в устанавливаемый пакет. Шапиро утверждает, что используя его ПО, OEM-производители могут предложить уникальный сервис для загрузки именно того ПО, которое потребитель выбирает из огромного и открытого магазина приложений.
Imbue использует технологию удаления нежелательного ПО, отличающегося от эталонного образа. Используемая компанией технология получила пять грантов и защищена 12 патентами. Технология действует более чем на порядок быстрее, чем текущий метод ОЕМ-производителей, при котором последовательно загружается каждая программа.
По мнению Шапиро, предлагаемая компанией Imbue технология обладает огромным количеством преимуществ для предустановки желаемого ПО. В зависимости от модели и конфигурации, предустановка ПО обычно занимает от двух до четырех часов и для некоторых специальных конфигураций на это уходит от 6 до 10 часов.
Шапиро отказался поделиться информацией о коммерческих условиях лицензирования технологии Imbue, т.к., по его словам, компания изначально искала одного большого ОЕМ-производителя, которому будет выгодно получить эксклюзивное право на использование предлагаемой технологии, но компания готова рассмотреть и  альтернативные варианты, например, работа с консорциумом.
* * *
Если эти и другие меры помогут оживить умирающий рынок ПК, это благотворно скажется на отрасли электроники. Посколько именно рынок ПК в последнее десятилетие побуждал полупроводниковых гигантов на разработку новых п/п-технологий и строительство новых фабрик стоимостью в миллиарды долларов. Если же этого не произойдет, производителям электроники придется срочно искать новые побудительные мотивы и рынки, иначе темпы развития полупроводниковой индустрии, работавшей как часы в последние годы и наращивавшей мышцы побыстрее чемпоионов-бодибилдеров, могут заметно упасть, а это негативно скажется на прогрессе всего человечества.
Источники:  Electronics Weekly, EE Times

Предсказуемо ли поведение рынка полупроводниковых компонентов?


Несмотря на негативный прогноз аналитиков рынка полупроводниковых компонентов, мониторинг капиталовложений за последние 14 лет позволяет говорить о предстоящем изменении в отрасли.
Для достижения равновесия спроса и предложения мы можем регулировать только объем предложения, поскольку макроэкономические факторы, которые управляют спросом, пока не выяснены.
В настоящее время наблюдается сильное изменение характера поставок полупроводниковых компонентов. Оно, несомненно, повлияет на рынок в дальнейшем (см. рис. 1).

Ежегодный объем капиталовложений компаний, занимающихся только полупроводниковыми компонентами. В период с 1998 по 2009 гг. производители полупроводниковых компонентов инвестировали каждый год примерно одинаковую сумму на капитальное оборудование – около 6,8 млрд долл. В 2010 г. эта сумма удвоилась, составив 14 млрд долл. В 2011 г. произошло дальнейшее увеличение до 18,7 млрд. В 2012 г. она составит около 17 млрд. В настоящее время только 22% мощностей оснащены тех. процессом 28 нм и 20 нм (см. рис. 2).

Доля различных технологических уровней в общем объеме производства. Хотя выпуск подложек 20 и 28 нм находится пока на ранней стадии, можно говорить о том, что он повторяет график развития предыдущих поколений технологий (40-45 нм и 65 нм).

Объем выпуска пластин трех технологических уровней в первые три года производства. Когда очередное поколение полупроводниковых технологий устаревает, развитие следующего (объем выпуска, процент годных) ускоряется. Недостатки устраняются, и производители активно начинают продвигать новейшие технологии (сейчас это 20 нм и 28 нм). Несмотря на различия в этих двух технологических процессах, они производятся на одном оборудовании.
Учитывая большой объем выпуска, кривую обучаемости и большой объем производственных мощностей, со временем ценовая политика на пластины станет более жесткой.
Производителям, не имеющим собственных мощностей, придется модернизировать устаревающие продукты и переходить на 28 нм или добавлять новые функции, чтобы удержать свои позиции на рынке. Снижение цен на подложки будет стимулировать разработку новых устройств. При нынешнем уровне цен это невозможно. Это заранее известный факт, который указывает на то, что мы вступаем на стадию значительного увеличения количества новых разработок, которая будет продолжаться, по крайней мере, два года.
С другой стороны, снижение цен на подложки должно повлечь за собой снижение средних отпускных цен на компоненты. Это, вероятно, произойдет. Более того, по стоимости более продвинутые устройства могут сравняться с устаревающими.
Возможно, это в некотором роде повторение ценовой рецессии, которую мы однажды наблюдали. В прошлый раз стимулом стала чрезмерная емкость микросхем памяти. Однако производители оборудования сумели быстро подстроиться под новые условия, удвоив объем памяти в устройствах. Таким образом, рецессия затрагивала только поставщиков микросхем памяти, а средние отпускные цены на электронные устройства оставались прежними.
За последние два года, однако, капиталовложения в увеличение объема памяти DRAM и FLASH были незначительными. Из-за ценового давления производители микросхем памяти не торопились инвестировать, в отличие от производителей подложек.
Таким образом, впервые в истории мы наблюдаем цикл, в котором цены на микросхемы памяти остаются сильнее, чем на СнК. Производителям устройств будет сложно извлечь из сложившейся ситуации выгоду, поскольку для этого требуется модернизация существующих проектов.
Возможно, ценовое давление рынка будет сдерживаться до того момента, пока не начнутся капиталовложения в микросхемы памяти.
Чтобы ни случилось, уже сделанные капиталовложения гарантируют, что семейства, изготовленные по технологии 20 нм и 28 нм, будут наиболее выгодными в отрасли. Увеличение количества разработок, значительное увеличение выпуска и другие факторы, обусловленные объемом, будут стимулировать новые разработки и производственные инновации. Они в свою очередь откроют новую волну приложений. Инновации на рынке полупроводниковых устройств в ближайшие два года ускорятся, хотя краткосрочный прогноз на спрос внушает опасения.

Эксперты прогнозируют бум на рынке МЭМС


Финальная дискуссия на Европейском исполнительном конгрессе по применению микроэлектромеханических систем (МЭМС), которая проходила 20 марта в Цюрихе, Швейцария, подвела черту под прошедшими на конгрессе обсуждениями. Потребительская электроника будет выполнять роль драйвера для продвижения МЭМС на рынок, т.к. в результате развития потребительской электроники на сцену выходит новая техника, содержащая больше датчиков и исполнительных устройств.


Топ-30 компаний на рынке МЭМС в 2011 г. (доходы в млн долл.), по данным Yole Development на март 2012 г.

Прогноз Yole Development по развитию различных сегментов рынка МЭМС на ближайшие годы

Жан-Кристоф Элой (основатель и президент маркетинговой исследовательской организации Yole Developpement ) полагает, что со временем, все механические устройства могут быть встроены в кремниевые пластины, что приведёт к неизбежному взлету объёмов использования радиочастотных МЭМС, а также МЭМС для видеокамер и аудиоколонок. Кроме того, будет продолжаться активное проникновение МЭМС в автомобильные и медицинские приложения, где, как известно, принятие решения об использовании компонента является очень сложным процессом и отнимает много времени. И тем не менее, процесс уже пошёл, что создаёт благоприятную ситуацию как для производителей, так и для потребителей МЭМС. «Большой взрыв», созданный использованием МЭМС в потребительских приложениях, формирует мощную волну в сознании разработчиков, которая через возможности, предоставляемые МЭМС в автомобильных и спортивных приложениях, указывает на некоторые медицинские приложения, где возможно применение МЭМС без сложного тестирования и выполнения строгих клинических требований.


Прогноз IHS iSuppli по развитию различных сегментов рынка МЭМС на ближайшие годы
Но в радужную картину перспектив МЭМС была внесена и доля сомнений. Так Саули Пало (Sauli Palo), главный специалист по качеству компонентов Nokia, показал другую сторону медали, указав, что одновременно с ростом объемов продаж МЭМС их цены должны снизиться, а требования к качеству могут стать жестче. «МЭМС стал массовым продуктом. Сейчас основная задача — найти хорошие приложения для данных изделий. Это зависит от разработчиков приложений, которые должны сделать свои предложения», — считает он. Пало также утверждал, что МЭМС являются весьма хрупким компонентом для инерциальных датчиков и микрофонов, и что было бы хорошо адресовать вопросы использования МЭМС в подобных устройствах компаниям, которые могли бы решить эти вопросы оптимальным способом.
В замечании, поступившем из зала, было отмечено, что начинающие компании не могут позволить себе инвестирование в массовое производство и услуги контрактных производителей явно востребованы, но остается неясным один вопрос — могут ли производители МЭМС соблюдать жесткую технологическую дисциплину во время осуществления строго очерченного технологического процесса.
Андре ван Гелен указал, что всем должно быть ясно, что для реализации каждого приложения требуется уникальный технологический процесс, что будет препятствовать производству изделий на разных заводах.


Прогноз IHS iSuppli по развитию рынка МЭМС по регионам мира на ближайшие годы
 Источник: EE Times
www.russianelectronics.ru/engineer-r/review/27.03.12012

Рынок контрактного производства ИС вырос в 2011 г. на 5,1%


Краткий анализ состояния рынка контрактного производства ИС по материалам исследовательской и консалтинговой компании Gartner.
Согласно данным фирмы Gartner (исследовательская и консалтинговая компания, специализирующаяся на информационных технологиях), суммарный объём рынка контрактного производства полупроводников в 2011 г. составил 29,8 млрд долл. США, что на 5,1% больше по сравнению с 2010 г. Закупочные каналы контрактных производителей испытали на себе некоторое влияние от катаклизмов на Японских островах и наводнения в Таиланде. Если не учитывать значительное обесценивание американской валюты, то рост контрактного производства в 2011 г. составил бы всего 0,7%.
По словам Самуэла Туан Ванга (Samuel Tuan Wang), директора по исследованиям Gartner, благодаря стабильной ситуации с планшетниками и продажами мобильных телефонов заметного снижения объёма продаж полупроводниковых компонентов и контрактного производства в 2011 г. не произошло. После роста на 40,5% в 2010 г. по сравнению с 2009 г., производственный рынок в 2011 г. находился в спокойном состоянии из-за невысокого объёма производства ПК и общего уровня потребительского спроса, а также после того, как в середине 2011 г. клиенты начали небольшими темпами увеличивать свои склады.
Продолжается консолидация и укрупнение бизнес-структур. Суммарная доля первой пятерки-производителей ИС составила почти 80% от всего рынка, при этом лучшим игроком остаётся компания Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), увеличившая свои доходы в 2010 г., доведя свою долю на рынке до 48,8%.
Подразделение по производству ИС компании Samsung с доходом в 2011 г. 470 млн долл. находится на 9-й позиции. Samsung Electronics в 2011 г. очень агрессивно расширяет свой бизнес по производству компонентов с высокой степенью интеграции (LSI). Если бы объём бизнеса компании Apple в 1 млрд долл. по производству пластин был отнесён к контрактному производству, то Samsung переместился бы на 4 строчку в рейтинге контрактных производителей.

Рейтинг 10 крупнейших контрактных производителей в 2010-2011 гг, объём продаж в млн долл. США

2011

2010

Компания

2010 продажи

2010 доля рынка

2011 продажи

2011 доля рынка

Рост за год

1

1

TSMC

13,332

47.1%

14,533

48.8%

9.0%

2

2

UMC

3,824

13.5%

3,604

12.1%

(5.8%)

3

3

GlobalFoundries

3,520

12.4%

3,580

12.0%

1.7%

4

4

SMIC

1,554

5.5%

1,319

4.4%

(15.1%)

5

6

TowerJazz

509

1.8%

613

2.1%

20.4%

6

8

IBM Microelectronics

500

1.8%

545

1.8%

9.0%

7

7

Vanguard International

505

1.8%

516

1.7%

2.2%

8

5

Dongbu HiTek

512

1.8%

483

1.6%

(5.7%)

9

10

Samsung*

390

1.4%

470

1.6%

20.5%

10

19

Powerchip Technology

149

0.5%

431

1.4%

189.3%

 

 

Доля 10 ведущих компаний в 2011 году

24,795

87.6%

26,094

87.7%

5.2%

 

 

Остальные

3,510

12.4%

3,660

12.3%

4.3%

 

 

Рынок, всего

28,305

100.0%

29,754

100.0%

5.1%

* - В доходы Samsung не включены заказы от компании Apple. По материалам Gartner, март 2012 г.

Компания Powerchip Technology почти в три раза в течение 2011 г. увеличила поступления благодаря стратегическому решению отказаться от самостоятельного производства DRAM и перейти к их контрактному производству.
По данным Gartner, коммуникационная и потребительская техника, а также компоненты для обработки данных продолжают оставаться тремя ключевыми приложениями, которые двигают контрактное производство, их доли в 2011 г. составляли 42,7%, 20,9% и 20,3%, соответственно, от общего объёма дохода контрактного производства.
Компании, не имеющие собственных производственных мощностей, обеспечивают до 77,8% портфеля заказов контрактных производителей, IDM-компании (разработчики сетевого сервиса) обеспечивают 20,2%, остальной объём приходится на системные компании. Региональное разделение выглядит следующим образом: на долю американских заказчиков приходится 62,8% портфеля заказов контрактных производителей, на заказчиков из азиатско-тихоокеанского региона — 22,2%, на европейских клиентов — 10%, японских клиентов — 4,9%.
По мнению Самуэла Туан Ванга, принимая во внимание то, что в 2010 и 2011 гг. контрактные производители осуществляли крупные инвестиции в свои производственные мощности, появление избытка мощностей в последующее время было неизбежно. Коэффициент использования оборудования у контрактных производителей продолжал снижаться из квартала в квартал в 2011 г., и в результате, годовой коэффициент использования оборудования в среднем сократился до 81% в 2011 г. по сравнению с 91% в 2010 г. Передовые технологии для мобильных приложений были драйвером для роста бизнеса контрактных производителей в 2011 г., и как ожидается, спрос на указанные приложения останется высоким в течение ближайших нескольких лет.
Источник: DigiTimes
www.russianelectronics.ru/engineer-r/news/02.04.2012


Тайвань стал лидером по производству полупроводников


В июле прошлого года доля тайваньского производства кремниевых пластин составила 21%. Тайвань опередил Японию и Китай по этому показателю и впервые занял первое место, согласно данным агентства IC Insights.
На долю производства микросхем Японии пришлось 19,7%, Кореи – 16,8%, а доля Америки составила 14,7%. У Китая этот показатель равен 8,9% – он больше, чем в Европе.
Эти показатели учитывают мощность местного производства независимо от того, где располагаются штаб-квартиры компаний, владеющих фабриками. Так, например, доля компании Samsung, производство которой находится в г. Остине, шт. Техас, учитывается в показателе американского региона.


Рейтинг регионов мира по мощности полупроводникового производства по данным на июль 2011 г.


Регион, обозначенный ROW, состоит, в первую очередь, из республики Сингапур, Израиля, Малайзии, а также России, Беларуси, Индии, Южной Африки и Австралии.
Согласно IC Insights, на долю Тайваня приходится 25,4% производства на основе 300-мм пластин, 18,7% – производства с использованием 200-мм пластин и 11,4% – на основе 150-мм пластин. В 2011 г. доля 300-мм пластин составила 64,6% от установленных мощностей, доля 200-мм пластин – 29,2%, а 150-мм – 6,1%.
Тайвань лидирует по такому показателю как доля мощностей, производящих продукцию по нормам 40- и 60-нм.
www.russianelectronics.ru/engineer-r/news/17.01.2012

Президент TSMC понизил прогноз темпов роста полупроводникового рынка в 2012 г.


Моррис Чанг (Morris Chang), президент и председатель совета директоров Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., скорректировал собственный прогноз темпов роста мирового рынка полупроводников в 2012 г. до 2%. Три месяца назад он считал, что этот показатель составит 3–5%.
Чанг заявил, что по-прежнему ожидает роста рынка связи, а продажи его компании вырастут лишь во II кв. после нулевого показателя I кв. текущего года.
Коэффициент использования TSMC в IV кв. составил около 80%. Ожидается, что в I кв. 2012 г. он увеличится до 85%. Растущий спрос на 28- и 40-нм продукцию может привести к увеличению загрузки производства с 90 до 95% во II кв. 2012 г. При этом объем поставок TSMC может вырасти за II кв. до двухзначного показателя.
Ожидается, что в марте текущего года Apple выпустит iPad3. При этом не ясно, какая компания – TSMC или Samsung – будет производить процессор А6, предназначенный для нового планшета.
www.russianelectronics.ru/leader-r/news/19.01.2012

DRAMeXchange: цены на DRAM-чипы готовы к рывку вверх


Согласно данным аналитического агентства DRAMeXchange, в первой половине января контрактные цены на DRAM-память отметились стабильностью и даже некоторым ростом. В феврале эксперты ожидают дальнейшего повышения цен.
В конце прошлого и начале нового года цены на DRAM-рынке достигли исторического минимума. OEM-производители ПК, воспользовавшись ситуацией, активно наполняли свои складские запасы. Поставщики чипов ОЗУ, в свою очередь, планируют в скором времени сократить объёмы выпуска продукции, что позволит поднять цены на память уже в феврале.
Также аналитики отмечают, что ситуация в отрасли жестких дисков стабилизируется скоро, а это позволит производителям ПК выйти на прежние уровни поставок. Если игроки отрасли DRAM будут контролировать объёмы выпуска чипов, то цены удастся существенно повысить.
В начале месяца контрактные цены на 2-Гбайт DDR3-модули оставались неизменными – в среднем на уровне $9,25. Средняя цена 4-Гбайт чипов составила $16,5. Падение цен прекратилось ещё во второй половине декабря.
http://www.3dnews.ru/news/17.01.2012

Спрос на флэш-память NAND вырастет в 2012 г.


Спрос на мировом рынке флэш-памяти NAND существенно вырастет за счет потребности в eMMC-накопителях, твердотельных дисках SSD (solid-state drives) и памяти для мобильных беспроводных устройств, поддерживающую Wi-Fi.
По мнению ряда аналитических компаний, в 2012 г. объем поставок смартфонов во всем мире превысит 600 млн шт., а если спрос на eMMC-накопители увеличится на 60%, их объем достигнет 360 млн ед. Некоторые аналитические агентства прогнозируют, что в 2012 г. мировой спрос на eMMC для смартфонов составит 400–500 млн ед.
Спрос на твердотельные накопители для ультрабуков в 2012 г. вырастет. Хотя стоимость на SSD-диски уже снизилась из расчета 1 долл./Гбайт, ожидается, что цены на флэш-память NAND в следующем году упадут за счет более совершенного процесса производства.
Такие твердотельные накопители для мобильных беспроводных устройств как Wi-Drive, выпущенные компанией Kingston Technology, и флэш-накопители StoreJet Cloud от тайваньской компании Transcend Information, позволяющие значительно увеличить объем памяти смартфонов и планшетов на базе iOS, а также других устройств с поддержкой Wi-Fi, в текущем году также будут способствовать растущему спросу.
Объем запоминающих устройств с поддержкой Wi-Fi составляет 16, 32 и 64 Гбайт, тогда как объем твердотельных накопителей для ультрабуков находится в диапазоне 64–256 Гбайт. Ожидается, что в 2012 г. объем памяти eMMC для смартфонов достигнет, по меньшей мере, 16 Гбайт.
В текущем году производство флэш-памяти NAND по норме 19 нм станет прибыльным, что будет способствовать снижению его стоимости и расширению области применения накопителей этого типа.
www.russianelectronics.ru/17.01.2012

В начале января зафиксирован застой на рынке NAND


В преддверии Китайского нового года потребители не спешат бежать в магазины за покупкой электроники, что приводит к низкому спросу на чипы флеш-памяти и, соответственно, падению цен на NAND-микросхемы. Согласно данным аналитического агентства DRAMeXchange, в первой половине января контрактные цены незначительно упали.
В настоящее время производители имеют достаточные складские запасы флеш-чипов. После праздников спрос на память возобновится. Также отрасли поможет выпуск новых смартфонов, планшетов и ультрабуков в первом квартале текущего года. В начале месяца контрактная цена 16-Гбит MLC-чипов осталась на уровне $2,48, тогда как чипы ёмкостью 32 и 64 Гбайт упали в цене на 3% и 6% соответственно.
В ближайшее время ожидается оживление на рынке DRAM. Возможно, позитивные изменения затронут и отрасль флеш-микросхем.
www.3dnews.ru/20.01.2012

Полупроводниковая индустрия достигла рекордных доходов


Ассоциация SIA (Semiconductor Industry Association), представляющая в США интересы ведущих производителей и разработчиков полупроводников, сообщает, что в 2011 г. объем продаж кристаллов на мировом рынке достиг рекордного показателя в 299,5 млрд долл. Таким образом, он увеличился на 0,4% по сравнению с показателем 2010 г.
Объем продаж полупроводников в декабре составил 23,8 млрд долл., что на 5,5% меньше по сравнению с предыдущим месяцем. В IV кв. объем продаж на мировом рынке ИС составил 71,5 млрд долл. Это на 7,7% ниже, чем в предшествовавшем квартале и на 5,3% выше показателя за тот же период 2010 г.

Доходы мирового рынка полупроводников год/год, %
Синий цвет – доходы; красный цвет – изменения, %
Источник: WSTS
По словам Брайана Тухи (Brian Toohey), президента Semiconductor Industry Association, в 2011 г. полупроводниковая индустрия испытала на себе не только последствия стихийных бедствий в Японии и Таиланде, но и слабого состояния мировой экономики. Несмотря на эти препятствия, индустрия продемонстрировала устойчивость и показала рекордные результаты.
В 2011 г. заметный рост наблюдался в нескольких сегментах рынка: оптоэлектроники, датчиков и исполнительных механизмов, а также микропроцессоров. Рынок оптоэлектроники увеличился на 23,1 млрд долл., главным образом, за счет новых ламп и датчиков изображения, т.е. на 6,4% относительно 2010 г. Оптоэлектронные системы, характеризующиеся высокой энергоэффективностью и малой стоимостью, применяются в широком ряде изделий, включая мобильные устройства и цифровые камеры.
Сегмент датчиков и исполнительных механизмов, составляющий самую малую долю рынка полупроводников, вырос на максимальную величину за год – 15,5%, или 8,0 млрд долл. Спрос на сенсорные технологии, обеспечивающие преобразование данных о температуре, давлении или ускорении в электрические сигналы, растет в сегментах потребительской и автомобильной электроники, а также медицинской техники. Датчики все чаще находят применение в МЭМС-системах, которые устанавливаются в смартфоны, планшеты, цифровые камеры и другую потребительскую электронику.
Сегмент МОП-микропроцессоров, входящих в категорию ИС и использующихся, главным образом, в ПК и других устройствах с обработкой данных, вырос на 7,5% (65,2 млрд долл.). Таким образом, этот сегмент рынка стал вторым самым крупным сегментом по результатам 2011 г. Этот рост обусловлен большим спросом на рынке корпоративных вычислений.
Ожидается, что в 2012 г. полупроводниковая индустрия продолжит восстанавливаться благодаря растущему спросу в целом ряде сегментов рынка, а также эффекту отложенных продаж на время сбоев в цепочке поставок продукции во второй половине прошлого года. Кроме того, несколько крупных полупроводниковых компаний анонсировали планы вложения инвестиций в новое оборудование и научно-исследовательскую деятельность, что подстегнет дальнейшее долгосрочное развитие индустрии.
Таблица. Распределение доходов мирового рынка полупроводников по регионам в декабре 2011 г.

Декабрь 2011

Млрд долл.

Продажи мес./мес.

Рынок

Прошлый месяц

Текущий месяц

Изменения, %

Америки

4,59

4,36

-4,9

Европа

3,03

2,78

-8,2

Япония

3,82

3,59

-5,9

Азиатско-тихокеанский

13,79

13,10

-5,0

Всего

25,22

23,83

-5,5

Продажи год/год

Рынок

Прошлый год

Текущий месяц

Изменения, %  

Америки

4,57

4,36

-4,6

Европа

3,30

2,78

-15,8

Япония

3,97

3,59

-9,5

Азиатско-тихокеанский

13,31

13,10

-1,6

Всего

25,15

23,83

-5,3

3-мес. среднее скользящее продаж

Рынок

Июль/август/сент.

Окт./нояб./декаб.

Изменения, %

Америки

4,61

4,36

-5,4

Европа

3,13

2,78

-11,3

Япония

3,80

3,59

-5,4

Азиатско-тихокеанский

14,27

13,10

-8,2

Всего

25,81

23,83

-7,7

Источник: SIA
www.russianelectronics.ru/engineer-r/news/09.02.2012


Переход на 450-мм пластины приобретает реальные черты


Если еще в 2011 г. переход полупроводниковой отрасли на 450-мм пластины, которому поначалу противились многие участники рынка, откладывался на неопределенные сроки, к середине 2012 г. произошло немало событий, которые позволили четче понять перспективы новой технологии.
В этом небольшом обзоре рассматриваются возможности и трудности ее освоения, достигнутые успехи, планы ASML и объемы инвестиций.

Обзор рынка полупроводниковых устройств за 2011 г.


Лишь половина полупроводниковых компаний получила прибыль в прошлом году. Вместе с тем, в целом рынок за год вырос на 1,3-1,8%, причём доля контрафакта резко возросла.
Прошедший год был сложным. Наводнение в Тайване, землетрясения в Японии, кризис в Европе — это лишь часть событий, сильно повлиявших на электронную отрасль и изменение цен во многих секторах. Перечислять отрицательные факторы можно долго. Тем не менее, год удалось завершить в плюсе по всем показателям.
По результатам исследования iSuppli, в 2011 г. мировой рынок полупроводниковых приборов вырос на 1,3%. Это ниже прогноза, который давала iSuppli в декабре прошлого года. Тогда аналитики ожидали рост 1,9%. Отчасти снижение показателей произошло из-за неудачного IV кв., когда наблюдался спад на 5,9%.


Рис. 1. Предварительный прогнозiSuppli

Благодаря хорошему росту продаж процессорных ядер и NAND и удачному приобретению подразделения Infineon компания-лидер на рынке, Intel, в 2011 г. достигла лучших показателей за более чем 10 лет. В 2011 г. Intel представляла 15,6% рынка, что на 2,5% больше, чем в 2010 г. Это лучший показатель Intel с 2001 г., когда ее доля составляла 14,9%. В последние 5 лет компания занимала от 11,9% до 13,9% рынка. Отрыв Intel от Samsung, второго по значимости игрока на рынке, увеличился. До этого Samsung с каждым годом сокращала разрыв, увеличивая свою долю на рынке с 3,9% в 2000 г. до 9,2% в 2010 г. Прибыль компании в 2011 г. составила всего 0,6%, оставив долю на рынке без изменения.


Рис. 2. Рейтинг компаний-лидеров на рынке полупроводниковых устройств

Прибыль Intel в 2011 г. увеличилась на 20,6%. Из двадцатки лучших производителей близкие значения показателей у Qualcomm и ON Semiconductor, остальные заметно отстают. Этим компаниям удалось получить высокие результаты благодаря правильной стратегии расширения и удачным приобретениям.
Компания ON Semiconductor в 2011 г. продвинулась с 26-го места на 18-е. Это самый резкий рывок в списке лидеров рынка. Qualcomm также сделала большой рывок, передвинувшись с 9-й строчки рейтинга лидеров рынка на 6-ю. В процентном соотношении рост компании составил 41,6%. Сейчас Qualcomm принадлежит 3,3% рынка, почти столько же, 3,4%, у ближайшего конкурента – Renesas Electronics. Доля Qualcomm непрерывно растет с 2000 г., не было спада и в период кризиса.
Поставщик светодиодных решений Nichia показала прибыль 34,1% и заняла 23-е место.
Отметим, что на рынке в целом лишь половина компаний (52,6%, или 158 компаний из 302) получила прибыль в прошлом году.
Если рассматривать по регионам, то наиболее сильный рост имел место в Северной и Южной Америке (7,5%), далее идет Япония (7,2%).
По оценке аналитиков Gartner, рынок полупроводниковых приборов вырос чуть выше — на 1,8%, и оценивается в 306,8 млрд долл. В денежном исчислении рост составил 5,4 млрд долл. Примечательно, что прибыль 25 компаний-лидеров, занимающих 69,2% рынка, выросла на 3,1%. В то же время нельзя сказать, что это негативный знак, поскольку примерно наполовину этот рост обеспечен за счет слияний и поглощений. По сегментам самый высокий рост наблюдался в области микроэлектронных компонентов, где в 2010 г. наблюдался спад. 
Доля Intel, по оценкам Gartner, при этом составила 20,7%. Компания занимает лидирующую позицию уже два десятка лет. Ближайший конкурент, Samsung, сильно пострадал из-за сектора DRAM. Toshiba и Texas Instruments сохранили свои позиции. Renesas Electronics передвинулась на пятое место. Компания Qualcomm, занимающая шестое место, увеличила прибыль на 39%, выручив почти 10 млрд долл. Это одна из наиболее быстро развивающихся компаний в 2011 г. Замыкает десятку лидеров компания Broadcom, темп роста которой превысил среднерыночный, особенно для беспроводных устройств. В целом Qualcomm, Hynix и Infineon показали результаты, превышающий прогноз. Panasonic, Elpida и MediaTek, наоборот, не оправдали ожиданий.
Согласно другому исследованию Gartner, производство полупроводниковых устройств в 2011 г. увеличилось на 5,1%, достигнув 29,8 млрд долл. Данный сектор сильно пострадал от землетрясения в Японии и наводнения в Таиланде. Если бы доллар не упал, рост составил всего 0,7%.


Рис. 3. Десятка лидеров по производству кремниевых пластин

Продажи планшетников и смартфонов растут, поэтому в 2012 г. можно ожидать продолжение положительной динамики. В 2009-2010 гг. рост был очень стремительным — на 40,5%. Впоследствии он замедлился, отчасти благодаря уменьшению выпуска ПК и общему ослаблению рынка. Чтобы выстоять и не потерять позиции на рынке, компании объединяются и вступают в различные формы сотрудничества. Пятерка лидеров среди микроэлектронных фабрик занимает почти 80% рынка. Из них 48,8% приходится на TSMC. В этом списке Samsung занимает 9-ю строчку, ее прибыль — 470 млн долл. Если учитывать прибыль, полученную от подразделения Apple по производству подложек, которое было приобретено Samsung в 2011 г., компания заняла бы 4-е место. По областям применения наиболее важными секторами являются связь (42,7% подложек), потребительская электроника (20,9%) и обработка данных (20,3%). На компании, не имеющие собственных заводов, приходится 77,8% от количества заказов, 20,2% — на производство ИС, остальные 3% — на системных интеграторов. На американские компании приходится 62,8% прибыли от производства, на Азию и Тихоокеанский регион 22,2%, на Европу — 10% и Японию 4,9%.  
По оценке другого аналитического агентства, The Information Network, рынок полупроводниковых материалов вырос на 7% за 2011 г. Это лучший результат за всю историю наблюдений SEMI, причем уже второй год подряд.
Продажи полупроводниковых материалов выросли до 47,86 млрд долл. США за 2011 г. В 2010 г. объем рынка оценивался в 44,85 млрд, в 2007 г. — 42,67 млрд.


Регион

2010

2011

изменения

Тайвань

9,40

10,4

7%

Япония

9,39

9,34

-1%

Остальной мир

7,59

8,19

8%

Южная Корея

6,35

7,15

13%

Северная Америка

4,59

4,92

7%

Китай

4,31

4,86

13%

Европа

3,22

3,38

5%

Всего

44,84

47,86

7%

Мировой рынок полупроводниковых материалов по регионам, млрд долл. Источник: SEMI

Из этой суммы на материалы для подложек и корпусов ИС приходится 24,20 и 23,67 млрд долл. соответственно. Отчасти это связано с изменением курсов валют.
Второй год подряд Тайвань становится самым большим потребителем полупроводниковых материалов, на него приходится 10,04 млрд долл. Это неудивительно, учитывая, что тайваньские фабрики производят больше половины полупроводниковых устройств в мире. Рынок Японии потерял 1%, в то время как в других странах региона наблюдался умеренный рост. В Южной Корее он связан с увеличением спроса на производственные материалы, а в Китае — на материалы для корпусов.
На 2012 г. аналитики SIA не прогнозируют продолжение роста.
В феврале 2012 г. мировые продажи полупроводниковых устройств составили 22,9 млрд долл. Это на 1,3% меньше, чем в январе, и на 7,3% меньше, чем годом ранее. Напомним, что прибыль в январе 2012 г. по отношению к декабрю 2011 г. снизилась на 2,7%.


Прибыль Intel составила 13,9 млрд долл., что примерно на 320 млн меньше, чем в III кв. 2011 г. Прибыль TSMC упала с 106,4 млрд до 104,7 млрд. Прибыль Texas Instruments также упала в IV кв. на 46 млн.
Поскольку на продажи ИС оказывают сильное влияние макроэкономические показатели, прогнозировать их динамику можно через анализ макроэкономической ситуации.


Корреляция между объемом продаж ИС и макроэкономическими факторами

Проанализировав данные начиная с 1995 г., можно заключить, что примерно каждые полгода происходит изменение макроэкономических параметров, а следовательно и динамики рынка ИС. Согласно этому подходу, во II кв. 2012 г. следует ожидать продолжение спада на рынке полупроводниковых материалов.


Нельзя обойти стороной вопрос производства контрафактной продукции. Согласно оценке iSuppli, чаще всего подделывают аналоговые элементы (25,2%), далее идут микропроцессоры (13,4%), микросхемы памяти (13,1%), ПЛИС (8,3%) и транзисторы (7,6%). Вместе эти сектора оцениваются в 169 млрд долл. То есть каждая четвертая аналоговая микросхема – подделка!
Это огромная цифра, учитывая, что эти микросхемы являются базовыми элементами, использующимися во всех электронных устройствах независимо от их назначения. Это огромный риск, ведь от одного некачественного компонента может произойти отказ или сбой, а это недопустимо, особенно в военных или промышленных системах.


Тип ИС

Пром.

Авто

Потреб.

беспров.

проводные

вычисл.

другое

Аналоговые ИС

14%

17%

21%

29%

6%

14%

0%

Микропроцессоры

4%

1%

4%

2%

3%

85%

0%

память

3%

2%

13%

26%

2%

53%

1%

ПЛИС

30%

3%

14%

18%

25%

11%

0%

транзисторы

22%

12%

25%

8%

10%

22%

0%

Наиболее часто подделываемые компоненты по отраслям применения (доля от прибыли в млн долл.) в 2011 г.

В 2011 г. доля контрафактной продукции стала рекордной, она увеличилась в четыре раза за последние два года – в 2009 г. было выявлено 324 инцидента, а в 2011 г. — уже 1363. К контрафактным элементам относятся более дешевые «аналоги» и списанные подлинные микросхемы.
www.russianelectronics.ru/engineer-r/review/23.04.2012

 

IHS повышает прогноз по полупроводниковому рынку на 2012 г.


Агентство IHS iSuppli повысило свой прогноз по рынку полупроводников на 2012 г., исходя из растущего потребительского спроса на беспроводные изделия, например, сотовые телефоны и мультимедийные планшеты.
По обновленным данным IHS, совокупный объем продаж полупроводников достигнет 324,6 млрд долл. в 2012 г., что на 4,3% выше прошлогоднего показателя. Ранее это аналитическое агентство прогнозировало меньшие темпы роста — 3,3%.
Агентство Gartner увеличило прогноз по рынку полупроводников еще в марте. Аналитики Gartner считают, что объем продаж полупроводников увеличится к концу года на 4% — до 316 млрд долл.
Если исключить последствия плохо прогнозируемого экономического спада и возможные ошибки в направлении развития полупроводниковой отрасли, ее доход будет увеличиваться в ближайшие несколько лет, указывают аналитики IHS (см. диаграмму).


Прогноз роста доходов мирового рынка полупроводников, млрд долл. Источник: IHS iSuppli, апрель 2012 г.

Спрос на рынке полупроводников, главным образом, будет определяться потребностью в таких изделиях как смартфоны и планшеты. В частности, поставщики полупроводников могут ожидать исключительно устойчивого спроса в III кв. этого года накануне отпусков.
По мнению аналитиков IHS, ультрабуки — малопотребляющие ноутбуки на базе процессоров Intel — окажут лишь минимальное влияние на рост дохода полупроводникового рынка. Однако с появлением Windows 8, первой версии операционной системы для ПК с поддержкой функций сенсорного экрана, сегмент ультрабуков станет ключевым фактором, способствующим увеличению доходов рынка в 2013 г.
Тремя основными сегментами рынка, обеспечившими его наибольший рост, станут флэш-память NAND, логические ASIC и микропроцессоры. Увеличение доходов в сегментах NAND и логических ASIC обусловлено высокими темпами роста планшетов и смартфонов, тогда как увеличение продаж в сегменте микропроцессоров обусловлено спросом на новые модели ноутбуков и постепенным появлением ультрабуков.
Однако IHS предупреждает, что рынок полупроводников находится в неустойчивом состоянии, поскольку уровень складских запасов по-прежнему высок, хотя поставщики кристаллов и сократили эти запасы на 7,5% за последние полгода. Об устойчивом спросе на рынке можно будет говорить тогда, когда складские запасы заметно уменьшатся.
По данным IHS, интегральные производители обладают самыми большими товарными запасами, т.к. понижают их не в столь значительной мере, как фаблесс-компании. Со II кв. 2011 г. IDM-производители сократили свои запасы лишь на 5,4%, тогда как для устойчивого роста полупроводникового рынка требуется, по крайней мере, сокращение еще на 5%.
Источник: EE Times
www.russianelectronics.ru/engineer-r/news/26.04.2012

 



Консультации

Отдел перспективного маркетинга:
Тел.                       + 375 17 398 1054
Email: markov@bms.by
ICQ: 623636020
Бюро рекламы научно-технического отдела
Тел.                       + 375 17 212 3230
Факс:                     + 375 17 398 2181


Home Map

Back

Contact

Engl Russ

© Reseach & Design Center 2014