在本文作者看來(lái)，臺(tái)積電所創(chuàng)建合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)如何是他們成功以及成為半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵的原因之一。

報(bào)道指出，臺(tái)積電及其開放式創(chuàng)新平臺(tái) (OIP) 的歷史，就像半導(dǎo)體領(lǐng)域的幾乎所有事物一樣，都是由半導(dǎo)體制造的經(jīng)濟(jì)性驅(qū)動(dòng)的。當(dāng)然，IC 始于 50 年前的 Fairchild，距離今天的 Google 總部非常近（這些事情一直在循環(huán)）。平坦化方法使晶圓（最初只有 1 英寸）作為一個(gè)整體經(jīng)歷每個(gè)工藝步驟，從而實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)。其他公司，如英特爾、美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體、德州儀器和 AMD 很快也紛紛效仿，開始了集成設(shè)備制造商的時(shí)代（盡管我們當(dāng)時(shí)并沒有這樣稱呼他們，我們只是稱他們?yōu)榘雽?dǎo)體公司）。

下一步是以 LSI Logic 和 VLSI Technology 為先驅(qū)的 ASIC 的發(fā)明。這是將設(shè)計(jì)與制造分離的第一步。雖然物理設(shè)計(jì)仍然由半導(dǎo)體公司完成，但概念是由系統(tǒng)公司執(zhí)行的。也許這一變化最重要的方面不是部分設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)公司完成的，而是設(shè)計(jì)理念以及利用它來(lái)建立成功業(yè)務(wù)的責(zé)任由系統(tǒng)公司承擔(dān)，而 IDM 仍然擁有“如果我們建造它，他們就會(huì)來(lái)”的方法，并提供標(biāo)準(zhǔn)零件目錄。

1987年，臺(tái)積電成立，制造與設(shè)計(jì)完成分離。這個(gè)難題中缺少的一個(gè)部分是良好的物理設(shè)計(jì)工具。幸運(yùn)的是，Cadence 是在 1988 年由 SDA 和 ECAD（不久之后又合并了 Tangent）創(chuàng)建的。Cadence 是當(dāng)時(shí)唯一一家提供物理布局和布線設(shè)計(jì)工具的供應(yīng)商?，F(xiàn)在，系統(tǒng)公司可以購(gòu)買設(shè)計(jì)工具，設(shè)計(jì)自己的芯片，然后讓臺(tái)積電制造。系統(tǒng)公司完全負(fù)責(zé)概念、設(shè)計(jì)和銷售最終產(chǎn)品（芯片本身或包含芯片的系統(tǒng)）。臺(tái)積電完全負(fù)責(zé)制造（通常還包括測(cè)試、封裝和物流）。

當(dāng)時(shí)，晶圓廠和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間的溝通相當(dāng)簡(jiǎn)單。代工廠將為設(shè)計(jì)師制定設(shè)計(jì)規(guī)則和SPICE參數(shù)；該設(shè)計(jì)將作為 GDSII 文件和測(cè)試程序返回給晶圓廠。需要基本的標(biāo)準(zhǔn)單元，這些可以在公開市場(chǎng)上從 Artisan 等公司獲得，或者一些團(tuán)體會(huì)設(shè)計(jì)自己的單元。最終，臺(tái)積電將提供標(biāo)準(zhǔn)單元，要么是內(nèi)部設(shè)計(jì)的，要么是來(lái)自 Artisan 或其他庫(kù)供應(yīng)商的（帶有對(duì)最終用戶透明的強(qiáng)調(diào)版稅模型）。然而，隨著制造復(fù)雜性的增加，制造和設(shè)計(jì)之間的差距也越來(lái)越大。

這給臺(tái)積電帶來(lái)了一個(gè)大問題：從臺(tái)積電想要將設(shè)計(jì)投入大批量生產(chǎn)到設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備流片，存在著滯后。

在 65 nm 階段，臺(tái)積電啟動(dòng)了開放創(chuàng)新平臺(tái) (OIP) 計(jì)劃。一開始規(guī)模相對(duì)較小，但從 65 nm 到 40 nm 再到 28 nm，涉及的人力增加了 7 倍。到 16 nm FinFET，一半的設(shè)計(jì)工作是 IP 認(rèn)證和物理設(shè)計(jì)，因?yàn)槭褂昧?IP在現(xiàn)代 SoC 中如此廣泛。OIP 在每個(gè)流程生命周期的早期與 EDA 和 IP 供應(yīng)商積極合作，以確保設(shè)計(jì)流程和關(guān)鍵 IP 盡早準(zhǔn)備就緒。通過(guò)這種方式，設(shè)計(jì)可以在晶圓廠開始投產(chǎn)時(shí)及時(shí)流片，從而使晶圓的需求與供應(yīng)能夠很好地匹配。

從某些方面來(lái)說(shuō)，這個(gè)行業(yè)已經(jīng)走了一整圈，代工廠和設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)一起作為虛擬 IDM 運(yùn)作。臺(tái)積電OIP計(jì)劃的存在進(jìn)一步加速了半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的分解。這在一定程度上得益于健康的 EDA 行業(yè)和日益健康的 IP 行業(yè)的存在。隨著芯片設(shè)計(jì)變得越來(lái)越復(fù)雜并進(jìn)入SoC時(shí)代，每個(gè)芯片上的IP數(shù)量超出了每個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的能力或愿望。但是，尤其是在新工藝中，EDA 和 IP 資格認(rèn)證是一個(gè)問題。

在 EDA 方面，每個(gè)新制程都伴隨著一些新的不連續(xù)要求，這些要求不僅僅需要擴(kuò)展工具的容量和速度來(lái)跟上不斷增加的設(shè)計(jì)尺寸。應(yīng)變硅、高 K 金屬柵極、雙圖案化和 FinFET 都需要新的工具和設(shè)計(jì)支持，以推動(dòng)創(chuàng)新技術(shù)的開發(fā)和測(cè)試。

在IP方面，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)越來(lái)越希望將所有精力集中在芯片中使自己在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出的部分，而不是重新設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)接口。但這意味著 IP 公司需要比以前更早地創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)接口并在芯片中對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。

OIP 的結(jié)果是創(chuàng)建了一個(gè) EDA 和 IP 公司以及臺(tái)積電制造的生態(tài)系統(tǒng)，以加速各地的創(chuàng)新。由于 EDA 和 IP 小組需要在流程的一切準(zhǔn)備就緒且穩(wěn)定之前開始工作，因此 OIP 生態(tài)系統(tǒng)需要高水平的合作和信任。

1987年臺(tái)積電成立時(shí)，真正創(chuàng)造了兩個(gè)產(chǎn)業(yè)。第一個(gè)顯然是臺(tái)積電先于其他人進(jìn)入的代工行業(yè)。第二個(gè)是無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體行業(yè)，企業(yè)不需要投資晶圓廠。

代工/無(wú)晶圓廠模式很大程度上取代了 IDM 和 ASIC。由專業(yè)公司合作組成的生態(tài)系統(tǒng)快速創(chuàng)新。將流程、設(shè)計(jì)工具和 IP 全部集成在一個(gè)屋檐下的舊模式已基本消失，同時(shí)“非此處發(fā)明”綜合癥也已消失，這種綜合癥減緩了進(jìn)展，因?yàn)閬?lái)自 IDM 外部的想法很難滲透。即使是“真正的男人有晶圓廠”時(shí)代的一些最早的 IDM 也已走向“精簡(jiǎn)晶圓廠”，并使用代工廠來(lái)實(shí)現(xiàn)其部分產(chǎn)能，通常是在最先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)。

臺(tái)積電傳奇董事長(zhǎng)張忠謀的“大聯(lián)盟”是一種商業(yè)模式創(chuàng)新，其中OIP是重要組成部分，聚集所有重要參與者來(lái)支持客戶——不僅是EDA和IP，還包括設(shè)備和材料供應(yīng)商，特別是高端設(shè)備和材料供應(yīng)商。光刻。

深入研究 OIP 的另一個(gè)層面，有幾個(gè)重要的組件使臺(tái)積電能夠?yàn)槠淇蛻魠f(xié)調(diào)設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)。

EDA：當(dāng)設(shè)計(jì)對(duì)于手工方法來(lái)說(shuō)太大并且大多數(shù)半導(dǎo)體公司意識(shí)到他們沒有內(nèi)部專業(yè)知識(shí)或資源來(lái)開發(fā)所有自己的工具時(shí)，商業(yè)設(shè)計(jì)工具業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展。隨著 ASIC（特別是門陣列）的發(fā)明，這種趨勢(shì)在前端得到了更強(qiáng)有力的推動(dòng)，而在后端，隨著代工廠的發(fā)明，這種趨勢(shì)得到了更強(qiáng)烈的推動(dòng)。

IP：這曾經(jīng)是一個(gè)聲譽(yù)褒貶不一的小眾業(yè)務(wù)，但現(xiàn)在對(duì)于 ARM、Imagination、CEVA、Cadence 和 Synopsys 等公司來(lái)說(shuō)非常重要，這些公司都擁有重要的 IP 產(chǎn)品組合，例如微處理器、DDRx、以太網(wǎng)、閃存和很快。事實(shí)上，大型 SoC 現(xiàn)在包含超過(guò) 50%，有時(shí)甚至高達(dá) 80%。

服務(wù)：采用臺(tái)積電工藝技術(shù)校準(zhǔn)的設(shè)計(jì)服務(wù)和其他價(jià)值鏈服務(wù)可幫助客戶最大限度地提高效率和利潤(rùn)，快速將設(shè)計(jì)投入大批量生產(chǎn)。

封裝：臺(tái)積電擴(kuò)展了 OIP 生態(tài)系統(tǒng)，納入了3D Fabric Alliance。

人員：OIP 擁有超過(guò) 3,000 名臺(tái)積電員工，以及來(lái)自 100 多家 OIP 合作伙伴的 10,000 名員工。OIP 現(xiàn)在包括 50,000 個(gè)標(biāo)題、43,000 個(gè)技術(shù)文件和 2,800 個(gè) PDK。

工藝不斷變得更加先進(jìn)和復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)的晶圓廠規(guī)模也在不斷增加。這意味著需要加強(qiáng)協(xié)作，這是控制成本并確保成功設(shè)計(jì)所需的所有部件在需要時(shí)準(zhǔn)備就緒的唯一方法。

30 多年來(lái)，臺(tái)積電一直在構(gòu)建日益豐富的生態(tài)系統(tǒng)，合作伙伴的反饋是，與其他代工廠相比，他們更快、更一致地看到了好處。成功來(lái)自于整合使用、商業(yè)模式、技術(shù)和 OIP 生態(tài)系統(tǒng)，以便每個(gè)人都能成功。有很多活動(dòng)部件都必須準(zhǔn)備好。如果沒有設(shè)計(jì)工具，就不可能設(shè)計(jì)現(xiàn)代 SoC。越來(lái)越多的 SoC 涉及越來(lái)越多的第 3 方 IP，而最核心的是，工藝和制造進(jìn)度及其相關(guān)的良率學(xué)習(xí)都需要在臺(tái)積電完成。

由此我們可以肯定地說(shuō) OIP 生態(tài)系統(tǒng)一直是推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)生巨大變革的關(guān)鍵支柱。