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巴西铺设新的半导体道路

在FAB竞赛中失败后,该国已开始关注资本密集型段。

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在努力在过去几年中脱离地面后,巴西终于可能在市场上找到了IC设计服务,内存模块和包装的市场。

当谈到半导体时,巴西在雷达中存在很好。但随着少年的粉丝很少或没有粉丝,多年来一直试图建造Fabs,组装筹码和开发无晶圆厂IC设计行业。巴西在这里看到了一些谦虚的成功,但它也经历了几个挫折,包括几年前与IBM的巴西铸造福利的崩溃,以及最近的凯蒂斯克赛,政府支持的芯片组织。恩智浦还最近在巴西改变了IC设计运营。

作为世界上第六个人口最多的国家,巴西开始认真地在2000年代发展其国内IC产业。当时,该国出现为手机,PC等产品相当大的市场。作为回应,一些公司在巴西制造生产工厂以生产这些产品。


图1:巴西地图。来源:疾病预防控制中心

此时,在巴西的制造公司也从外国供应商进口了所有芯片,造成了巨大的贸易缺口。在此期间,巴西没有Fabs。因此,由于巴西的高进口职责,走私筹码的非法实践开始在全国猖獗。

为了解决这些和其他问题,巴西政府在2002年发起了一项发展本国半导体产业的努力。目标是建立晶圆厂和发展无晶圆厂设计行业,国家计划教育一批新的工程师来支持这些努力。

如今,巴西自诩拥有个人电脑、智能手机和其他产品的巨大消费市场,但其半导体计划却未能实现。据ABISEMI(一家引领巴西IC产业发展的半导体组织)统计,到2020年,巴西的芯片总收入仅占全球市场的3.2%。此外,巴西还没有建立一个前端工厂。中国有几家集成电路设计公司,但没有之前计划的那么多。

简单地说,巴西在半导体领域的努力受到了缺乏资金、不干涉政府政策以及其他因素的影响。但也不全是厄运和悲观。巴西目前已经放弃了建立晶圆厂的想法,但它仍在继续追求几个资本需求较少的市场,即IC设计、存储模块和封装。事实上,巴西正从商品包装转向更先进的包装形式,努力在2.5D/3D、多芯片模块(MCMs)和系统封装(SiP)。

巴西智能模块技术公司高级副总裁兼总经理、ABISEMI总裁Rogerio Nunes表示:“巴西有一些半导体封装和测试公司,以及内存模块制造商,他们主要专注于服务当地市场。”“我们还看到巴西正在努力提高我们的竞争力,如实施税收改革和降低不断上升的劳动力成本。这不仅是为了本地市场,也是为了促进出口增长。巴西的机会就在我们眼前。”

Abisemi成立于2014年,由十几名成员组成,包括HT Micron,Smart Modular,高通公司等。


图2:巴西的PC市场的大小以单位为单位。来源:Gartner.


图3:巴西智能手机市场的大小为单位。来源:Gartner.

从Fab到Fabless
巴西的半导体行业在20世纪80年代首次出现,当时各个国家的近二十几家公司在那里建立办事处或植物。

然而,在20世纪80年代,巴西政府实施了一些不利的外国直接投资和进口税政策。事实证明,这些政策是灾难性的。到1990年,所有的半导体公司都关闭了在巴西的业务,并将它们转移到其他地方。一些人逃离并在亚洲建立业务,在那里制造产品并出口回巴西。

然后,在20世纪90年代初,政府颁布了新的和更有利的法律​​,使公司带回巴西。1996年,摩托罗拉在巴西开设了IC设计中心。(该组现在是恩智浦的一部分)。戴尔,IBM和其他人也在那里设立了植物。

1997年,智能模块化,美国供货商的内存模块供应商,在巴西建立了一家制造工厂。2009年,韩国Hana Micron的一部分在巴西形成了HT Micron。HT MICRON,以及智能模块化,编制了巴西最大的半导体相关市场的基础,即记忆模块,部件和包装。

巴西最雄心勃勃的努力发生在2002年,当时政府推出了国家微电子计划。目标是开发国家国内IC产业,建造工厂和创建IC设计中心。

该战略有点像国家“Bric”集团的其他成员。Bric是指基于巴西,俄罗斯,印度和中国的首字母缩略词,是在发展的类似阶段。南非现在是本集团的一部分。

与巴西一样,中国拥有庞大的制造基地,很大一部分半导体是从外国供应商进口的。不过,与巴西不同的是,中国多年来一直大力支持本国半导体行业。它正在向国内产业投入巨额的1500亿美元,并计划制造更多的芯片。

与此同时,在本世纪头十年,巴西缺乏必要的资金、技术诀窍和工程人才,无法迅速建立起一个芯片行业。超大规模集成电路研究公司(VLSI Research)总裁里斯托•普哈卡(Risto Puhakka)表示:“理论上看起来很容易,但实际上完全不同。”“巴西也有一些问题。它远离半导体制造中心。”

最后,政府在2008年成立了国有半导体组织中电科技(CEITEC)。中心位于阿雷格里港市,计划在全国范围内建立集成电路设计中心连锁。该组织还计划建造美国第一家6英寸的工厂。中电科技也从德国的X-Fab获得了一些技术。

“哥特克的计划要求赞助新的设计房屋。包括设计工具。它还包括培训新芯片设计师的IC设计课程,“凯西克员工协会Acceitec发言人JulioLeãodaIleva说。

另一个有希望的芯片项目也出现了。2012年,IBM、国家经济和社会发展银行(National Bank for Economic and Social Development)和EBX宣布了在巴西建立铸造厂的计划。其目标是为芯片供应商提供代工服务。

巴西六个半导体的基于巴西的冒险,应该在2015年的500万美元的Fab中开始生产。IBM为福利提供了130nm和90nm的流程,以换六半导体的股份。

但在2013年前后,SIX半导体公司的问题开始浮现。当时,EBX董事长埃克•巴蒂斯塔(Eike Batista)在遇到财务问题后退出了这家合资公司。2014年,一家阿根廷企业集团收购了EBX在SIX半导体公司的股份,并将这家合资企业更名为Unitec半导体公司。Unitec最初是一家无晶圆厂设计公司,但最终目标是将产品转移到另一家晶圆厂。

“核心半导体是一家预售公司。我们拥有30多家IC设计师并制定了至少两种产品,“巴西HT Micron主任和Abisemi创新总监Edelweis Ritt说。从2014年到2018年,RITT在UniteC举行了各种产品开发职位。

到2018年,Unitec很难找到投资者并获得必要的融资。这家公司最终倒闭了。

巴西的不幸延续到2020年底,当时政府威胁要关闭CEITEC。当时,中电科技已经开发了几种芯片设计。它还完成了6英寸晶圆厂的后端操作。

该组织需要更多的资金,但政府违反了。“哥特克的销售额多年来,因为政府订购的项目并没有购买它们,”Acceitec的LeãodaIleva说。“一旦CETECEC开始为私营部门开发产品,销售开始增长。”

最近,巴西政府签署了一项法令,要求关闭目前的CEITEC。对于该部门的IC设计部分,政府希望创建一个非盈利组织来维护设计师和开发的产品。它可能会卖掉工厂和设备。

因此,巴西建立晶圆厂的梦想已经半途而废。建立晶圆厂是一件困难的事情,而且需要雄厚的资金。“假设你想建立一个普通的28nm铸造厂。你马上就能看到100亿美元。当然,结果是非常不确定的,”超大规模集成电路研究的普哈克说。

巴西缺乏进行这类投资的资金和支持。Puhakka说:“对于像巴西这样的地方,有好几种选择。“一种方法是让一家大公司在那里建立业务。以越南为例。英特尔现在已经在越南投入了数十亿美元用于他们的包装能力。你还需要一个稳定的政府。政府可能愿意拿出一些激励措施,尤其是在基础设施方面。就巴西而言,我认为没有人做出过那样的承诺。”

回顾过去,巴西本可以将资源转向其他地方。"的确,巴西在建立晶圆厂方面失败了,资本本可以用得更好," Chipus技术销售经理Heider Marconi表示。Chipus是一家巴西无晶圆厂设计公司。“巴西的半导体行业本可以赚得更多。资金本可以投入无晶圆厂、专用集成电路公司和设计服务,而不是集中在铸造厂上。与铸造厂相比,这些企业需要更少的资金来实现自给自足。”

但并非所有人都在巴西丢失了。事实上,全国可能已经在半导体中找到了其利基,例如IC设计,记忆模块和包装。多年来,几个基于巴西的无晶圆厂设计房屋已经出现了,例如芯片,想法!,pi-tec等。

Chipus就是其中之一,它在2008年成立时是一家模拟IP公司,但后来进入了asic和其他产品领域。马可尼说:“我们仍在开发模拟IP,但不仅限于成熟节点。”“在ASIC市场,Chipus解决了一个不太引人注意的市场。我们专注于模拟密集型asic。我们的项目涉及高压、高速和定制模拟。”

巴西还在以其他方式做出贡献。多年来,巴西一直是寻找集成电路设计师和工程人才的关键地方。“巴西大学有能力在半导体设计方面开发良好的人力资源。巴西肯定有人才输送管道。“以印度为例,他们无疑拥有人才管道。就像印度一样,巴西是一个既有大学又有潜力成为集成电路强国的地方。挑战在于很多离开巴西的巴西人不会再回来。他们也没有在美国市场开设自己的公司,尤其是在硅谷。相比之下,印度工程师已经在国内建立了工厂,以支持他们在美国的业务。”

转移到模块和打包
除IC设计外,国家还制造和开发内存模块,嵌入式组件等产品。它还具有适度的包装和测试行业。几家OEM在巴西有制造工厂。

根据ABISEMI的数据,巴西的半导体总收入在2019年达到5.528亿美元,低于2018年的6.265亿美元。下降的主要原因是内存市场的低迷。

不用说,巴西希望在电子和半导体领域保持竞争力。该国也希望吸引更多的公司来该国投资。

但也有一些令人不安的迹象。恩智浦关闭巴西IC设计业务的决定是一个重大打击。由于亏损,福特还计划关闭其在华制造工厂。

其他人可能会效仿,除非政府扩展支持企业的法律。PADIS是一项为巴西企业提供激励和税收减免的法律,将于2022年1月到期。

Smart Modular的Nunes正敦促政府将PADIS延长到2029年。此外,政府需要采取更多措施来支持其半导体行业。但就目前而言,巴西政府的不干涉政策让这一目标难以实现。

与此同时,在半导体领域,巴西最大的产业围绕内存相关产品的生产和组装,如内存模块、嵌入式多媒体控制器(eMMCs)、嵌入式多芯片封装(eMCPs)和固态存储驱动器(ssd)。

智能模块就是其中之一,它在巴西生产并销售内存模块。Nunes说:“Smart Modular还在巴西生产和销售其他产品,包括先进内存ic的封装和测试,如eMCP、eMMC、LPDRAM和DRAM ic。”“智能模块为先进的存储芯片提供了强大的封装和测试,例如具有11个模具堆叠能力的产品。”

基本上,eMMC是将闪存和用于嵌入式应用的控制器结合在一起的组件。通常,emmc是在BGA包中出现的。同时,eMCPs将emmc和DRAM集成到一个包中。

其中一些产品是堆叠和缝合在一起使用电线焊接技术。线键合是一种较老的技术,但它仍然广泛应用于今天的芯片封装。

展望未来,巴西希望扩展其内存模块和组装利基,并进入先进的封装和sip。

例如,巴西的HT Micron公司,一个emmc和eMCPs的供应商,最近推出了它所谓的多组件集成电路(MCO)。该设备是一个支持Sigfox通信协议的射频收发器。它结合了Arm Cortex内核和意法半导体的低功耗收发器,后者被封装在一个SiP中。

“HT Micron将成为低功率WAN空间的全球参与者,”RITT说。“我们的愿景是成为先进包装的相关合作伙伴。我们的韩国股东在内存业务中拥有高度专业知识。我们的使命是提取这种知识的价值并在现任物联网行业中使用它。“

巴西还有其他的包装努力。例如,Smart Modular在巴西有一条研发线,与一家名为Eldorado Research Institute的研发机构合作。其目标是开发用于集成电路封装和测试的新产品和新工艺。

巴西最大的研发中心之一Eldorado侧重于农业,汽车,能源,医疗保健和采矿技术的发展。该组织还拥有微电子的努力,包括具有测试能力的IC设计房屋。与各种合作伙伴一起,Eldorado共同设计了几种芯片,如解调器,医疗IC和RFID。

最近,该组织开设了一个先进的包装实验室,由洁净室空间和设备组成。“我们有一个先进的包装生产线的研发和小型运行,”爱德华多Rodrigues de Lima说,一个研发经理在埃尔多拉多。“我们在巴西这个地区有客户。”

Eldorado最近概述了包装方面的五年路线图。在第一阶段,实验室已经发展了光子能力,mcm和SiPs。随着时间的推移,我们的目标是开发2.5D/3D和倒装芯片技术。

结论
巴西似乎终于走上了半导体行业的正确道路。中国正在寻找资本密集度较低的地区,而不是建造成本高昂的晶圆厂。“例如,在包装中,你有多种机会。你可以用这些能力去很多地方,”超大规模集成电路研究公司的Puhakka说。

但该国将不太可能成为中国半导体市场的力量。巴西可以解决几个不断增长的,如果不是利基,市场。但即使是利基市场也需要时间和金钱发展。

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3评论

威尔逊马尔多 说:

1980年,巴西在米纳斯吉拉斯州的康塔根市建立了第一家可运营的半导体IC工厂。它是菲科福特公司和美国无线电公司的合资企业。他们在20世纪80年代初开始运作,制造双极集成电路、小信号晶体管和大功率晶体管。他们拥有从裸晶圆(当时3″)到最终测试的整个制造周期。工程师们接受了RCA人员的培训,RCA人员负责技术转让。1984年,RCA关闭了SiD收购的工厂,更名为SiD微电子公司,生产集成电路和晶体管,直到1995年,工厂最终关闭,主要是因为缺乏资金投资升级设备和技术。这是个坑,公司有非常有才华的工程师,他们分散到巴西和国外的其他公司。

迈克巴特利 说:

请问我们如何在巴西建立VLSI设计中心?

马克D LaPedus 说:

嗨Mike,首先,我会联系公司叫芯片,巴西IC设计房屋。他们可以提供一些见解/进步。见花栗鼠:https://chipus-ip.com/

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