Hispanopedia WikiEl modelo de fundición es un modelo de negocio de ingeniería y fabricación de microelectrónica que consta de una planta de fabricación de semiconductores , o fundición, y una operación de diseño de circuitos integrados , cada una perteneciente a empresas o subsidiarias separadas. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Fue concebido por primera vez por Morris Chang , fundador de Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC). [ 5 ]
Los fabricantes de dispositivos integrados (IDM, por sus siglas en inglés) diseñan y fabrican circuitos integrados . Muchas empresas, conocidas como empresas de semiconductores sin fábrica propia (fabless) , solo diseñan dispositivos; las fundiciones comerciales o especializadas solo fabrican dispositivos para otras empresas, sin diseñarlos. Ejemplos de IDM son Intel , Samsung y Texas Instruments ; ejemplos de fundiciones especializadas son GlobalFoundries , TSMC y UMC ; y ejemplos de empresas sin fábrica propia son AMD , Nvidia y Qualcomm .
Las instalaciones de producción de circuitos integrados son costosas de construir y mantener. A menos que se mantengan prácticamente a plena capacidad, supondrán una carga financiera para la empresa propietaria. El modelo de fundición emplea dos métodos para evitar estos costes: las empresas sin fábrica propia los evitan al no poseer dichas instalaciones. Por otro lado, las fundiciones comerciales obtienen trabajo del mercado mundial de empresas sin fábrica propia y, mediante una planificación , precios y contratación cuidadosas , mantienen sus plantas en pleno funcionamiento.
Historia
Las empresas que diseñaban y fabricaban los dispositivos eran las responsables originales de la producción de dispositivos microelectrónicos. Estos fabricantes participaban tanto en la investigación y el desarrollo de los procesos de fabricación como en la investigación y el desarrollo del diseño de microcircuitos .
La primera empresa dedicada exclusivamente a los semiconductores fue Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation, fundada por Morris Chang, una escisión del Instituto de Investigación de Tecnología Industrial del gobierno , que separó sus divisiones de diseño y fabricación en 1987, [ 6 ] un modelo defendido por Carver Mead en Estados Unidos, pero considerado demasiado costoso para implementar. La separación del diseño y la fabricación se conoció como el modelo de fundición, con la subcontratación de la fabricación sin fábrica a fundiciones de semiconductores . [ 7 ]
Las empresas de semiconductores sin fábrica propia no poseen capacidad de fabricación de semiconductores, sino que subcontratan la fabricación a una fundición externa. La empresa sin fábrica propia se concentra en la investigación y el desarrollo del circuito integrado; la fundición se concentra en la fabricación y las pruebas del producto físico. Si la fundición no tiene capacidad de diseño de semiconductores, se trata de una fundición dedicada exclusivamente a la fabricación de semiconductores.
No es necesaria una separación absoluta entre empresas sin fábrica propia y empresas de fundición. Muchas empresas siguen operando en ambos ámbitos y se benefician de la estrecha integración de sus habilidades. Algunas fabrican algunos de sus propios diseños y subcontratan la fabricación o el diseño de otros, cuando consideran que tienen valor o requieren habilidades especializadas. El modelo de fundición es un modelo de negocio que busca optimizar la productividad.
MOSIS
Las primeras fundiciones comerciales formaban parte del servicio MOSIS . Este servicio proporcionaba acceso limitado a la producción a diseñadores con recursos limitados, como estudiantes, investigadores universitarios e ingenieros de pequeñas empresas emergentes . [ 8 ] El diseñador presentaba sus diseños, que se fabricaban con la capacidad sobrante de la empresa comercial. Los fabricantes podían insertar algunas obleas de un diseño MOSIS en una colección de sus propias obleas cuando un paso del proceso era compatible con ambas operaciones. La empresa comercial (que actuaba como fundición) ya estaba ejecutando el proceso, por lo que, en la práctica, MOSIS le pagaba por algo que ya estaba haciendo. Una fábrica con capacidad sobrante durante los períodos de baja actividad también podía fabricar diseños MOSIS para evitar que equipos costosos permanecieran inactivos.
El subutilización de una costosa planta de fabricación podía llevar a la ruina financiera de su propietario, por lo que vender el excedente de capacidad de producción de obleas era una forma de maximizar su uso. En consecuencia, los factores económicos crearon un clima en el que los operadores de las fábricas querían vender el excedente de capacidad de producción de obleas y los diseñadores preferían adquirir capacidad de fabricación en lugar de intentar construirla.
Aunque MOSIS abrió las puertas a algunos clientes sin fábrica propia, generando ingresos adicionales para la fundición y ofreciendo un servicio económico al cliente, gestionar un negocio en torno a la producción de MOSIS resultaba difícil. Las fundiciones comerciales vendían capacidad de obleas como excedente, como actividad secundaria. Los servicios a los clientes eran secundarios a la actividad comercial, con escasa garantía de soporte. La elección de la fundición comercial determinaba el diseño, el flujo de desarrollo y las técnicas disponibles para el cliente sin fábrica propia. Las fundiciones comerciales podían exigir pasos de preparación patentados y no portátiles. Las fundiciones preocupadas por proteger lo que consideraban secretos comerciales de sus metodologías podían estar dispuestas a divulgar datos a los diseñadores solo después de un oneroso acuerdo de confidencialidad .
Fundición especializada
En 1987, la primera fundición comercial dedicada del mundo abrió sus puertas: Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). [ 9 ] La distinción de "dedicada" hace referencia a la típica fundición comercial de la época, cuya actividad principal era la fabricación y venta de sus propios circuitos integrados (CI) . La fundición dedicada ofrece varias ventajas clave a sus clientes: primero, no vende CI terminados al canal de suministro ; por lo tanto, una fundición dedicada nunca competirá directamente con sus clientes sin fábrica (evitando una preocupación común de las empresas sin fábrica). Segundo, la fundición dedicada puede escalar la capacidad de producción según las necesidades del cliente, ofreciendo servicios de entrega de pequeñas cantidades además de líneas de producción a gran escala . Finalmente, la fundición dedicada ofrece un flujo de trabajo "COT" (herramientas propiedad del cliente) basado en sistemas EDA estándar de la industria , mientras que muchos fabricantes de IDM requerían que sus clientes utilizaran herramientas de desarrollo propietarias (no portátiles). La ventaja del COT otorgaba al cliente un control total sobre el proceso de diseño, desde el concepto hasta el diseño final.
Líderes de ventas de fundición por año
- Una fundición de semiconductores pura es una empresa que no ofrece una cantidad significativa de productos de circuitos integrados de diseño propio, sino que opera plantas de fabricación de semiconductores centradas en la producción de circuitos integrados para otras empresas. [ 10 ]
- Una fundición de semiconductores de un fabricante de dispositivos integrados (IDM, por sus siglas en inglés) es aquella en la que empresas como Texas Instruments , IBM y Samsung se unen para proporcionar servicios de fundición, siempre y cuando no exista un conflicto de intereses entre las partes involucradas.
2023
2017
2016–2014
2013
2011
2010
2009–2007
A partir de 2009, las 17 principales fundiciones de semiconductores fueron: [ 18 ]
(1) Ahora adquirida por GlobalFoundries
2008–2006
A partir de 2008, las 18 principales fundiciones de semiconductores dedicadas exclusivamente a este sector fueron: [ 19 ]
(1) Se fusionó con CR Logic en 2008 y se reclasificó como una fundición IDM.
2007–2005
A partir de 2007, las 14 principales fundiciones de semiconductores incluyen: [ 20 ]
Para el ranking mundial: [ 21 ]
2004
En 2004, las 10 principales fundiciones de semiconductores dedicadas exclusivamente a este sector eran:
Cuestiones financieras y de propiedad intelectual
El coste de mantenerse a la vanguardia ha aumentado progresivamente con cada generación de chips. Tanto las grandes fundiciones comerciales como sus clientes sin fábricas propias están sufriendo las consecuencias financieras. El coste de una nueva fundición supera los 1.000 millones de dólares . Muchas fundiciones comerciales han formado empresas conjuntas con sus competidores para compartir los gastos de investigación y diseño, así como los de mantenimiento de las fábricas.
Las empresas de diseño de chips a veces evitan las patentes de otras empresas simplemente comprando los productos a una fundición con licencia que tiene amplios acuerdos de licencia cruzada con el propietario de la patente. [ 22 ]
El robo de datos de diseño también es una preocupación; los datos rara vez se copian directamente, porque las copias descaradas se identifican fácilmente por características distintivas en el chip, [ 23 ] colocadas allí ya sea para este propósito o como un subproducto del proceso de diseño. Sin embargo, los datos, incluidos cualquier procedimiento, sistema de proceso, método de operación o concepto, pueden venderse a un competidor, quien puede ahorrar meses o años de tediosa ingeniería inversa .
Véase también
Referencias
- ↑ M. Liu (14 de mayo de 2021). "Taiwán y el modelo de fundición". Nature Electronics . 4 (5): 318– 320. doi : 10.1038/s41928-021-00576-y .
- ↑ SK Saha (25–27 de junio de 2012). «El papel de las fundiciones de semiconductores en el desarrollo de productos de circuitos integrados avanzados». Conferencia Internacional de Gestión Tecnológica . págs. 32–35 . doi : 10.1109/ITMC.2012.6306393 . ISBN 978-1-4673-2134-1. S2CID 7329163 .
- ↑ FC Tseng (8–11 de diciembre de 1996). «Tecnologías de fundición». Reunión Internacional de Dispositivos Electrónicos. Resumen técnico . págs. 19–24 . doi : 10.1109/iedm.1996.553030 . ISBN 0-7803-3393-4. S2CID 40610229 .
- ↑ JY-C. Sun (1998). Burnett, David; Wristers, Dirk; Tsuchiya, Toshiaki (eds.). "Foundry Technology Trend". Proceedings of SPIE . Microelectronic Device Technology II. 3506 : 19– 24. Bibcode : 1998SPIE.3506...19S . doi : 10.1117/12.323970 . S2CID 173181521 .
- ↑ "Morris Chang: Padre de la fundición - IEEE Spectrum" . IEEE Spectrum . Consultado el 13 de diciembre de 2024 .
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- ↑ Brown, Clair; Linden, Greg (2011). Chips y cambio : cómo la crisis transforma la industria de los semiconductores (1.ª ed.). Cambridge, Mass.: MIT Press. ISBN 9780262516822.
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- ↑ Hitoshi Hirakawa; Kaushalesh Lal; Shinkai Naoko (2013). Servitización, ITización y modelos de innovación: Teoría de clústeres industriales en dos etapas . Routledge. pp. 34–. ISBN 978-0-415-63945-3.
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- ↑ Chung, Eden. "Centro de prensa: los ingresos de las 10 principales fundiciones globales en el cuarto trimestre aumentaron un 7,9%, y el total anual alcanzó los 111.540 millones de dólares en 2023, según TrendForce | TrendForce: investigación de mercado, tendencia de precios de DRAM, memoria flash NAND, LED, TFT-LCD y energía verde, fotovoltaica" . TrendForce . Consultado el 29 de marzo de 2024 .
- ↑ "Centro de prensa: TrendForce publica el ranking de las 10 principales fundiciones de semiconductores a nivel mundial de 2017; TSMC ocupa el primer lugar con una cuota de mercado del 55,9 % | TrendForce: investigación de mercado, tendencias de precios de DRAM, memoria flash NAND, LED, TFT-LCD y energía verde, fotovoltaica" . TrendForce . Consultado el 1 de julio de 2020 .
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- ↑ Clarke, Peter (16 de enero de 2017). "SMIC, Tower y X-Fab son las fundiciones puras de mayor crecimiento" . eeNews Analog . Consultado el 29 de enero de 2021 .
- ↑ IC Insights: Las 13 principales fundiciones representan el 91% de las ventas totales de fundición en 2013.
- ↑ semimd.com: Principales fundiciones de circuitos integrados de 2011. Archivado el 26 de mayo de 2013 en Wayback Machine .
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- ↑ IC Insights, "Empresas líderes de fundición especializadas", marzo de 2009 .
- ↑ IC Insights, "Principales fundiciones de circuitos integrados de 2007" .
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- ↑ Carol Marsh y Tom Kean. "Un esquema de etiquetado de seguridad para diseños ASIC y núcleos de propiedad intelectual" . Diseño y reutilización .
Enlaces externos
- Compound Semiconductor.net: "El modelo de fundición podría ser clave para el futuro de la industria del InP"
- Empresas de fundición de semiconductores
- Fabricación de dispositivos semiconductores
- Semiconductores
