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印度发力半导体,推出纯国产芯片

2020-09-25
来源:半导体行业观察

  印度要发力半导体已经不是什么新闻,但正如之前很多的报道里说的一样,印度在制造方面的落后是制约他们半导体发展的关键。而现在,他们又开始了新一轮的尝试。

  据报道,印度技术学院(IIT)的研究人员成功地启动了本地制造的微处理器“ MOUSHIK”。它是一种处理器兼“片上系统”,可满足快速增长的物联网设备的需求,这颗芯片也是“数字印度智能城市”计划的组成部分。

  IIT-Madras星期四表示,“ MOUSHIK”是本地RISC-V微处理器,是SHAKTI系列的第三款芯片,所有这些芯片都是由中心概念化和开发的,并且是“硅技术的首次成功”。

  据该研究所称,“ MOUSHIK”可用于智能卡,信用卡,ID卡,借记卡,地铁旅行卡和驾驶执照的现场应用。除办公管理系统(包括考勤,监控摄像头和安全锁),个性化的健康管理系统,消费类电子产品(包括但不限于洗衣机和水泵监控系统)之外,它还可以用于电子投票机(EVM)。

  IIT-Madras计算机科学与工程系可重构智能系统工程(RISE)小组的Kamakoti Veezhinathan教授详细阐述了“ MOUSHIK”背后的流程,他说:“制造微处理器涉及三个步骤,即设计,制造和后硅( post-silicon)启动。MOUSHIK的所有三个流程均在印度进行,这说明了数字设计产品化中的” Atma Nirbhar“生态系统。”

  “微处理器的设计,主板印刷电路板的设计,组装和后硅启动是在IIT-Madras完成的。代工厂特定的后端设计和制造是在昌迪加尔的印度空间研究组织(ISRO)半导体实验室进行的,而该主板的制造则在班加罗尔进行。Shakthi MOUSHIK SOC将构成本地开发的主板” Ardonyx 1.0“的核心。” Kamakoti教授说。

  延伸阅读:印度的半导体制造野心

  从本世纪初开始,印度便谋划打造一个Fab,当中并进行了多次尝试。但知道现在,他们都没有建造好一个能够商业化运营的晶圆代工厂。

  近年来,印度在许多其他与电子产品有关的领域取得了长足的进步,特别是与手机有关的领域。众多知名品牌在印度设立了组装,测试,标记或包装(通常称为ATMP)部门,并且有望继续增长。

  但是,在大规模生产单片集成电路(通常称为IC或简称为芯片)的半导体制造厂(fab)方面,印度依然是几近一穷二白。尽管在2011年制定的国家电子政策中的第二个议程项目是“建立半导体晶圆制造设施”,但对他们来说,这仍然是一个问题。

  虽然ISRO在Chandigarh拥有的半导体实验室(SCL),这里具有200mm尺寸的硅晶圆处理能力和180nm技术节点,虽然这对于模拟(RF)芯片来说,并不是真的过时。但据我们所知,SCL的产量有限,也许主要是为了满足ISRO的需求。此外,对于数字芯片,技术已更快地扩展到10nm以内。

  显然,印度缺乏商业半导体工厂,而在这一方面,他们落后中国和马来西亚近二十年,与中国台湾,新加坡,美国和许多欧洲国家等地区和国家相比,也差距巨大,这足以为给政府提供理由其做点什么。

  据观察,先前在印度建立晶圆厂的尝试(失败)中可能有 两个共同因素。

  一个很可能是,马车放在了马的前面。

  第二,除了以免税和其他与基础设施相关的支持形式的激励措施的可能性外,没有提供任何现金。

  在这种背景下,联盟部长Ravi Shankar Prasad)NITI Aayog(印度政策智囊团)首席执行官Amitabh Kant于2020年6月2日宣布了三个计划,这似乎与众不同。本文将通过可能在印度兴建的可能投资15至20亿美元的半导体晶圆厂的角度来审视这些计划。

  政府不仅尝试以基础设施支持的形式更好地定义和量化外围的sops(通过名为EMC2.0的计划),而且实际上它通过图个称为“SPECS”的计划提供了高达25%的资本支出(资本支出)补偿。

  同一天宣布的第三个计划,生产关联奖励计划(PLI)覆盖40,951千万印度卢比(合55亿美元),可能无法使印度的一家纯晶圆代工厂直接受益,因为该计划将以2019-20年度的生产或投资为基础。但拥有晶圆厂和产品的“集成设备制造商”也许会受益。(详细细节点击以下链接: https://pli.ifciltd.com/docs/PLI%20Guidelines%2001.06.2020.pdf )

  拥有ATPM部门和小型零件制造商的制造商可能会受益。但是,本文将其分析限于半导体芯片(或晶圆)制造设施。现在已经将现有的“电子制造集群”(EMC)方案修改为EMC2.0,(详细细节点击链接:https://news4masses.com/wp-content/uploads/2020/06/Modified_EMC-2.0-Scheme_n4m.pdf )

  据报道,这些金融帮助是提供给EMC项目,也就是所谓的CFC。对于CFC,应该至少有5个电子制造单位被标识为该设施的用户。

  鉴于晶圆厂是一笔巨大的投资(至少有1200亿卢比或15亿美元,较新的技术节点,总体上来说成本较高),如果该领域的五家大型企业想聚在一起,CFC实际上可能是前进的方向,确定一个“common minimum program”,换句话说,一个“最佳点”,这可能是所有人可能共有的技术节点或设备。

  即使在进行大量投资之后,在激烈的竞争和争取利润的世界中,也可能说起来容易做起来难,但是在半导体世界中,即使在“竞争对手”之间,这样的合作也并不罕见。

  对EMC项目本身,财政援助似乎是最具吸引力的。据方案,每100英亩土地的上限为7亿卢比。对于较大的地区,按比例分配上限,每个项目的援助不得超过35亿卢比。

  由此看来,该计划本着鼓励印度各州之间健康竞争的精神,呼吁州政府为PSU提供“进一步援助”。更重要的是,我们谈论的是土地和其他形式的支持,这些支持通常属于州政府的职责范围。

  在这三个方案中,“半导体”一词出现在第三个方案中,即“促进电子元件和半导体制造或SPECS的制造方案”,有关详细信息,请阅读链接 ( https://news4masses.com/wp-content/uploads/2020/06/2020-05-31-SPECS-Guidelines.pdf )

  大多数代工厂都购买晶圆,但显然政府似乎已经放弃了这样的想法:让后者在印度缺席并不会阻止前者的可能性,这与“为世界制造印度”的思维过程一致。这可能会鼓舞一些具有未来主义眼光的人去思考硅以外的东西,也去思考其他材料或硅的变体。

  印度的一流工程学院拥有强大的材料科学部门,尽管了解不太成熟的材料的工业需求通常很困难,但预测同样更难。

  对于所有类别,资本支出的25%报销都是大新闻,资本支出包括工厂,机械,设备,相关公用事业,研发和技术转让。

  晶圆厂中的大多数设备耗资数亿美元。晶圆厂将需要大量投资进行研发。而且必须从其他地方的现有晶圆厂进行技术转让。

  考虑到即使与现有工厂相比,数百种设备中只有一种设备的规格差异也将需要彻底的技术重新认证,因此这将花费很多。反过来,这将涉及人力成本,并且将处理大量测试晶圆并检查其良率和可靠性。

  但是,有关“只有20%的翻新设备将被视为合格”的条款可能会成为某些人的沮丧因素。

  第4.2.4节指出,按照“危险废物和其他废物”规则,翻新后的设备的最小剩余寿命应为5年-政府很可能会试图确保印度不会成为此类设备的垃圾场。

  然而,在半导体世界中,使用寿命长达20甚至30年的翻新设备并不少见。

  实际上,如果某些条款对于生产F和G类的设备更灵活或更可商谈,那么将大部分生产转移到先进技术节点的代工厂很可能会发现该方案更具吸引力。货物,或至少针对其新版本的价格高于特定阈值金额的特定设备,由项目管理机构(PMA)决定。

  还不清楚政府会如何分配这3,285千万卢比的资金;例如,如果有一个热心的有关方面,每个方面都在寻求数以十亿计的报销。但是,这种“充裕的问题”很可能是政府很乐意处理的事情,而不是没有人提出一个成熟的工厂的可能性。

  对不间断和不波动的电力,废物管理工厂,良好的化学品供应链,零件,零配件的可用性以及反应性和预防性维护的专门知识等的需求应被视为机遇而不是挑战。好的商业模式可能是在CFC下为这些设施建立独立的部门,这些部门可以自己产生利润。

  由于晶圆厂需要高度的自动化,因此机器人技术可能会成为更大的难题。硅片通常通过输送机的高架系统从一个设备移动到另一设备。

  确实,向前迈出了一步-目前,像机器学习和人工智能这样的“热门”领域在晶圆厂中的范围也很大。

  举个例子,生产线运行时通常需要实时调整设备,因为即使过程中成千上万的复杂步骤之一所用设备的性能发生微小变化,也会使最终芯片完全无用……为此,确实将需要软件和自动化技能,而印度拥有大量技能。

  实际上,世界各地的一些晶圆厂已经在印度设有支持团队。

  因此,晶圆厂本身可能不会创造出巨大的工作机会,但是有了支持它所需的所有外围设备,将会有很多。最重要的是,它将为未来的发展创造一个生态系统,尽管听起来可能很可笑,但如果采取正确的方法,世界一流的设施甚至可能会吸引国内的“工业学习”型旅游业。

  由此可见,好消息是,印度政府终于提出要做一些具体的事情。坏消息可能是,鉴于不断变化和充满挑战的经济形势,尽管有一些可能的调整,但在很长的一段时间内,这可能是本届政府或任何未来政府可以提供的最佳方案。

  印度拥有丰富的投资者,因此在印度或国外,也有成千上万直接或间接与半导体晶圆厂相关的印度人。他们当中有些人可能迈出了一步,帮助他们团结一致,永久改变了印度的电子地图。


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