Foundries

André G. OliveiraLúcio J. Baraldi

João Carlos K. Neto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

MODELO FOUNDRY• O modelo foundry se refere à separação da fábrica de

semicondutores da fábrica de projeto de circuitos integrados;

• Embora muitas empresas continuem no projeto e na fabricação de circuitos integrados, estas Integrated Device Manufacturers (IDMS) não estão sozinhas no mercado. As forças econômicas levaram à existência de muitas empresas que somente projetam os dispositivos, conhecidas como fabless, bem como fondries que apenas fabricam equipamentos sob contrato por outras empresas, sem projetá-los.

MODELO FOUNDRY

• Instalações de produção de circuitos integrados são caros de construir e manter. A menos que elas possam ser mantidas à utilização quase total, se tornarão um fardo para as finanças da empresa que as possui.

• O modelo de foundries utiliza dois métodos para evitar estes custos:

• Empresas Fabless evitam custos não possuindo essas instalações.

MODELO FOUNDRY

• O mercado de foundries, por outro lado, encontra trabalho na associação mundial das empresas fabless, assim mantendo suas plantas em plena utilização.

HISTÓRIA

• Originalmente, dispositivos microeletrônicos eram fabricados por empresas que projetavam e produziam os dispositivos. Isso era necessário devido aos parâmetros de ajustes de produção envolvidos, precisavando-se entender os processos de fabricação a serem utilizados, bem como da necessidade ocasional de redesenho.

HISTÓRIA

• Estes fabricantes estavam envolvidos na pesquisa e desenvolvimento dos processos de fabricação e dos projetos. No entanto, com as técnicas de fabricação desenvolvidas, dispositivos microeletrônicos tornaram-se mais normalizados, permitindo que eles sejam utilizados por mais de um único fabricante. Esta padronização permitiu ao projeto sua divisão na fabricação.

HISTÓRIA

• Um projeto que obedece as regras de fabricação pode ser produzido por empresas diferentes que tenham métodos de fabricação compatíveis.

• Avanços na automação de projetos eletrônicos (electronic design automation-EDA), permitiu aos projetistas trocar informações com outros projetistas usando diferentes foundries.

• O modelo de foundry é uma visão de negócios que visa otimizar a produtividade.

MOSIS

• As primeiras foundries faziam parte do serviço MOSIS. O serviço MOSIS deu acesso de produção limitado aos projetistas com meios limitados, como estudantes, pesquisadores em universidades, e engenheiros de empresas iniciantes de pequeno porte. O projetista apresentou projetos que foram fabricados com capacidade extra da empresa comercial.

MOSIS

• A subutilização de uma fábrica de grande porte poderia levar à ruína financeira do proprietário, então vender a capacidade excedente do wafer foi uma maneira de maximizar a utilização da Fábrica.

• Assim, os fatores econômicos criaram um clima em que os operadores de fábrica queriam vender a capacidade excedente de produção de wafer, e projetistas queriam comprar a capacidade de produção em vez de tentar construí-la.

MOSIS

• O comércio de foundries vendeu a capacidade de wafer com base em excesso, como uma atividade secundária.

• Foundries preocupadas com a proteção que elas consideravam segredos comerciais de suas metodologias poderão só estar dispostas a liberar dados para projetistas, após um procedimento de sigilo onerosas.

FOUNDRY DEDICADA

• Em 1987, surge a primeira foundry mundial : Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC).

• A distinção de "dedicado" é em referência à típica foundry da época, cuja atividade principal de comércio era de construção e venda de seus próprios produtos de IC.

FOUNDRY DEDICADA

• A foundry dedicada não vende produtos acabados IC no canal de abastecimento, assim, nunca vai competir diretamente com seus clientes fabless (eliminando uma preocupação comum das companhias fabless);

• A foundry dedicada pode dimensionar a capacidade de produção às necessidades do cliente;

QUESTÕES FINANCEIRAS

• O custo de permanecer na vanguarda tem vindo a aumentar com cada geração de chips. A tensão financeira é sentida pelas foundries e por seus clientes fabless. O custo de uma nova foundry excede US $ 1 bilhão. Estes custos devem ser transferidos para os clientes. Muitas foundries entraram em joint ventures com os seus concorrentes, em um esforço para dividir despesas de pesquisa e projeto, e também despesas de manutenção e fabricação.

QUESTÕES FINANCEIRAS

• Empresas de design de chip algumas vezes evitam patentes de outras empresas simplesmente comprando os produtos de uma foundry licenciada com ampla base no acordo de licença com o titular da patente;

• Dados do projeto são raramente copiados diretamente, porque cópias flagrantes são facilmente identificadas pelas características distintivas no chip;

QUESTÕES FINANCEIRAS

• No entanto, os dados, incluindo qualquer procedimento, o sistema de processo, método de operação ou conceito pode ser vendido a um concorrente, que podem salvar meses ou anos de tediosa engenharia reversa.

- Conceito;

• Local onde são fabricados dispositivos semicondutores, como os Ics;

• Negócio que envolve a fabricação de projetos de Ics para outras empresas.

• Se a foundry não desenvolve projetos, é chamada de pure-play semiconductor foundry.

- Características de Mercado;

• Sucesso determinado pela capacidade de fechar contratos, com preços menores para a competição com outras foundries;

• É afetada pelos dois lados do mercado (matéria-prima e consumidor);

• Mercado dominado pela região do leste asiático (Taiwan, China);

Receita e Lucro operacional das foundries em milhões de dólares

TSM: Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (Taiwan);UMC: United Semiconductor Manufacturing; (Taiwan);CHRT: Chartered Semiconductor Manufacturing (Cingapura);SMI: Semiconductor Manufacturing International (China);

Parcela de Mercado*referente a uma receita global total de $24.5 bilhões de dólares, segundo IC Insights para o ano de 2007.

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company

- TSMC; www.www.tsmc.com/english/

• Aproximadamente 23mil funcionários;

• Localizada em Taiwan, com escritórios em diversos países;

• Capitalização de mercado de US$40,4Bi (Jan/09);

- Tecnologia;

- Clientes;

• Applied Micro Circuits Corporation, Qualcomm, Altera, Broadcom, Conexant, Marvell, NVIDIA, VIA, Intel, AMD, Samsung, etc.

Endereço• Jenaer Straße 1• 84034 Landshut• Germany• info@lfoundry.com• +49 (0)871 / 684-0• Website: http://www.lfoundry.com/

• Fabrica com wafer 8 polegadas • Aprox. 330 funcionários• Processos de 0.15μm• LFoundry provê soluções para: Baixa potência, alta velocidade, qualidade e

performance

• 1. Fab Building with ProductionClean Room on Level 3

• 2. Engineering and ManagementOffices with Restaurant

• 3. Utility and Chemical Supply• 4. Gas Farm• 5. Administration Building• 6. BE Services

(BG, Dicing, Packaging)• 7. Warehouse, Packing &

Distribution Centre

Planta

200 mm CMOS / MEMS Technology:Currently 0.15 um CMOSPlanned 0.11 um CMOS

Fab Facility Specifications:5000 m² class 1 clean-roomAutomatic transportation systemAutomatic Recipe DownloadEDP Lot Dispatch System

Parceiros

UMC; www.umc.com

• Aproximadamente 12mil funcionários;

• Localizada em Taiwan, com escritórios em diversos países;

• Receita de US$3.5bi em 2007;

- Tecnologia;

- Clientes

• Philips, Flextronics, Synopsys,ARM, Artisan, National Semiconductors, Trendchip, Faraday Technology, Sematech, Ericsson, Comit, Integrand, etc.

CHRT; globalfoundries.com

• Adquirida em 2009 pela globalfoundies;

• HQ no Vale do Silício, com fábricas na Alemanha, Singapura e NY.

• Aproximadamente 10mil funcionários;

• Receita de US$2 bi em 2009;

- Tecnologia;

Em desenvolvimento;Disponível;1: 45nm disponível. 40nm em desenvolvimento;2: Custom manufacturing;

- Clientes

• AMD, STMicro, Qualcomm, AnandTech, ATI, Cadence, MediaTEK, Toshiba, Synopsys, IBM, ARM, Magma, Mentor Graphics, Infineon, etc.

SMIC; www.smics.com

• HQ e fábricas na China;

• Aproximadamente 12mil funcionários;

• Receita de US$1.354 bi em 2008;

- Tecnologia;

• 0.35um, 0.25um, 0.18um, 0.15um, 0.13um, 90nm, 65nm, 45nm.

• Aplicações em Mixed Signal/RF CMOS, tecnologia em alta tensão, Micro-display, memórias não voláteis, MEMS.

- Clientes

• Cadence, Samsung, Fujitsu, Virage Logics, Magma, ARM, Synopsys, FlipChip, Chipnuts, Mentor Graphics,