IBM成“專利大王” 為全球半導體產業(yè)作出突出貢獻

時間:2017-01-19

來源:網(wǎng)絡轉載

導語:在半導體領域,IBM實際上它是一家半導體技術領先公司,并以輸出技術及提供服務平臺而聞名。

IBM(國際商業(yè)機器公司)或萬國商業(yè)機器公司,是InternationalBusinessMachinesCorporation的簡稱。總公司在紐約州阿蒙克市,1911年托馬斯·沃森創(chuàng)立于美國,是全球最大的信息技術和業(yè)務解決方案公司,業(yè)務遍及160多個國家和地區(qū)。

IBM是全球著名的IT服務供應商。IBM在全球有43萬多員工,年銷售額近1000億美元,每年在研發(fā)上投入約60億美元資金。

IBM繼2015年在美國獲得了7355項專利,雖然略低于2014年的7534項,但仍連續(xù)23年高居榜首。

IBM發(fā)言人稱,公司2016年在美國獲得的專利數(shù)量仍將超過7000項。這樣,IBM將繼續(xù)成為在美國獲得專利數(shù)量最多的科技公司,從而實現(xiàn)24連冠。

2016年,IBM還將創(chuàng)下另一個里程碑:人工智能和認知計算相關專利數(shù)量將超過1000項。相比之下,F(xiàn)acebook2015年獲得的整體專利數(shù)量也不到1000項。

IBM研究人員遍及全球,包括美國、印度、德國、以色列和其他一些國家。在過去的20年間,IBM總計獲得超過88000項專利。

然而在半導體領域,IBM實際上它是一家半導體技術領先公司,并以輸出技術及提供服務平臺而聞名。觀察到它與Chartered,Samsung,AMD等有很長的技術合作歷程。它開發(fā)了許多專利技術,大多非自用,而是作為技術輸出。

IBM在半導體方面貢獻

最典型的是全球邏輯電路,除了英特爾是鶴立雞群之外,實際上IBM是領跑者。它創(chuàng)建的全球IBM制造技術聯(lián)盟(IBMAlliance),成員包括有Samsung,Toshiba,AMD,F(xiàn)reescale,Infineon,STMicron,Chartered及NEC八家,目標是攻克32/28納米時的高k金屬柵(HKMG)工藝難題。但是它采用的是gate-first工藝,而英特爾是自45納米開始就采用gate-last工藝。

在全球半導體工業(yè)發(fā)展歷程中IBM曾推出多項突破性的半導體技術,對于產業(yè)發(fā)展作出巨大貢獻,包括如1966年的單晶體管的DRAM單元;1980年RISC處理器架構;80年代3D封裝,倒裝芯片(flipchips)技術等;1989年全球第一個200mm生產線;嵌入式DRAM總線;1997年的銅互連技術,替代鋁線,能效更高;化學機械拋光技術(CMP);硅鍺(SiGe)晶體管的引變(stress)技術;氟化氬(ArF)光刻;計算機化光刻技術;化學增量光刻膠及絕緣層上硅(SOI)技術等。

如當IBM發(fā)表了銅制程與Low-K材料的0.13微米新技術,曾找上臺積電和聯(lián)電兜售。該時臺灣半導體還沒有用銅制程的經(jīng)驗,臺積電回去考量后,決定回絕IBM、自行研發(fā)銅制程技術;而聯(lián)電則選擇向IBM買下技術合作開發(fā)。然而由于IBM的技術強項只限于實驗室,在制造上良率過低、達不到量產水平。到了2003年,臺積電的0.13微米自主制程技術驚艷亮相,客戶訂單營業(yè)額將近55億臺幣,聯(lián)電則約為15億臺幣,導致兩雄之間的先進制程差距拉大,臺積電一路躍升為晶圓代工的霸主,并且一家獨秀。

IBM在業(yè)界首次結合銅芯片、絕緣硅和應變硅三種制造技術,采用90納米工藝在2004年開發(fā)出低功耗、高性能的新型微處理器—64位的PowerPC970FX。

現(xiàn)階段半導體工藝制程技術在20nm以下有兩條路徑,一條是依intel的FinFET3D技術,另一條是以IBM為首,STMicronelectronics.GlobalFoundries等加入的耗盡層絕緣體上硅(FDSOI)技術。目前兩種技術各有優(yōu)劣,它與使用的要求相關,很難說誰將一定勝出。由于FinFET技術需要從IC設計開始興建新的生態(tài)鏈,工藝復雜,會影響成品率而提高成本。而對于FDSOI工藝,由于SOI硅片成本高,要500美元一片,相比通常的12英寸晶園每片80美元。但是它適用于目前的2D工藝,其它方面的變動不大,尤其適用于高頻,或者低功耗器件的制造。兩條技術路線的前途決定于intel,Qualcomm,TSMC,Samsung等頂級大廠的支持與使用。

IBM正在不斷深化同AMD、蘋果、Nvidia、高通、三星、索尼以及其他一些公司的合作關系,幫助他們更好地利用IBM領先的半導體制程技術。

2004年,AMD與IBM簽訂協(xié)議,共同開發(fā)新的65納米和45納米邏輯制程技術。根據(jù)協(xié)議,在研發(fā)期間AMD將支付給IBM大約2.5億~2.8億美金。作為回報,AMD有權采用IBM部分先進的制造技術,包括C-4芯片封裝技術。

2004年3月,三星公司宣布與IBM、新加坡特許半導體制造公司(CharteredSemiconductorManufacturing)和英飛凌達成戰(zhàn)略性半導體技術開發(fā)合作關系。結成合作伙伴關系的4家公司重點關注65納米及45納米芯片技術。

2014年IBM倒貼15億美元,脫手它的老舊芯片生產線給格羅方德,雙方進一步加強技術方面的合作。

代工服務

IBM在Vermont于1988年創(chuàng)建200mm生產線,產能60,000片,工藝能力Analog,Logic,Memory及MixedSignal。并在EastFishkill于2001年創(chuàng)建300mm的R&D線及2002年投資了超過25億美元,興建世界上最先進的300毫米晶園制造生產線,并開展代工服務。

IBM的代工,與臺積電等相比并不突出,2013年它在全球代工中,(屬于IDM代工),排名第11位,銷售額近5億美元。

IBM已經(jīng)和特許半導體制造公司簽署多項戰(zhàn)略性技術發(fā)展和制造協(xié)議,兩家公司合作開發(fā)90納米和65納米的buk-CMOS工藝技術,用于在300毫米晶園上進行芯片代工生產。雙方還達成一項互惠制造協(xié)定,為客戶提供更靈活的雙重來源選擇。

Intersi宣布進一步擴展同IBM的芯片代工合作,將內部所有的0.6微米BiCMOS晶片制程全部移往IBM位于佛蒙特州Burington的芯片制造廠。到2005年,該工廠將生產出5億顆BiCMOS晶片,這些晶片經(jīng)過測試封裝后,將為各類臺式機、筆記本電腦、掌上計算設備和寬帶電源應用提供電源管理功能。

到2014年時IBM己連續(xù)第5年被Gartner評選為業(yè)界領先的定制芯片(ASIC)供應商。

IBM與思科公司合作,共同設計并生產思科硅封包處理器(SPP)—全球最完善的40Gbps特定應用集成電路(ASIC),它總共擁有3800萬個門電路、約1.85億的晶體管以及188個可編程32位RISC處理器,每秒能處理470億條指令(BIPS)。該處理器將應用于思科面向運營商的路由器系統(tǒng)(CarrierRoutingSystem,CiscoCRS-1)中,后者是一款最新的路由系統(tǒng),用以在IP網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)及影音文件。

IBM推出了業(yè)界首個定制芯片設計方法,主要用于在下一代定制芯片中實現(xiàn)性能最大化和功耗最小化。這方法被稱為“變量識別時序(variation-awaretiming)”,預計將縮短多達4倍的定制芯片設計周轉時間,幫助客戶加快新產品的上市速度。該方法針對130納米、90納米和65納米的ASIC設計。

業(yè)界可能知之甚少,華為的海思曾是IBM半導體制造的最大客戶,并且IBM半導體也是華為海思在芯片制造上的重要合作伙伴。

同樣中芯國際曾于2012年3月28日與IBM簽訂協(xié)議,合作開發(fā)行業(yè)兼容28納米技術。根據(jù)合作協(xié)議,中芯國際及IBM將先交換若干技術資料,然后展開行業(yè)兼容28納米技術的合作與開發(fā)。

IBM倒貼15億美元甩掉半導體

據(jù)2014年10月消息,IBM將低級的服務器業(yè)務以23億美元價格賣給中國聯(lián)想后,IBM公司發(fā)表聲明,同意支付給格羅方德(Globalfoundries)公司15億美元,把旗下虧損連連的半導體制造業(yè)務脫手給格羅方德,格羅方德也從IBM取得半導體設計能力。

在15億美元的交易總額中,IBM將支付13億美元現(xiàn)金,分3年給付完畢,營運資金抵銷2億美元。未來10年格羅方德將獨家供應IBM專用的Power處理器,格羅方德將能使用IBM這方面的知識產權。

據(jù)悉,雙方合作內容不僅包括收購晶片廠、接收所有技術團隊及員工、為IBM代工處理器等,雙方還宣布,IBM未來5年將投入30億美元研發(fā)基礎半導體技術,研發(fā)成果及硅技術等,并同步轉移給格羅方德,格羅方德將成為全球擁有最先進半導體硅技術的晶片代工廠。

盡管半導體制造業(yè)務占IBM整體營收不到2%,但該部門每年虧損最多時曾達到15億美元,2014年上半年虧損4億美元,2013年全年虧損7億美元,因此IBM決心壯士斷腕。

格羅方德最感興趣的是能夠取得IBM的工程師及知識產權,而非制造設施。但IBM將保留與系統(tǒng)相關的知識產權,不過技術授權費用將遞減。

聯(lián)電第一次和IBM進行此類合作。2012年的時候,雙方曾就14nmFinFET工藝的開發(fā)達成合作。

在10nm合作方面,IBM聯(lián)盟會針對聯(lián)電客戶的需求開發(fā)基準10nm工藝,聯(lián)電則會派出一隊工程師,前往紐約州奧爾巴尼,參與10nm的開發(fā)工作。

2015年7月IBM宣布全球首塊7納米芯片試制成功,盡管僅是塊測試芯片,尚不具備量產能力,但是反映IBM的芯片生產線出售之后,并沒有改變它的先進制程技術輸出的能力。

IBM與中國

IBM與華為

1998年,經(jīng)任正非發(fā)起,推動了在華為研發(fā)內部進行的“向美國人學習”、“向IBM學習”的活動,并組織了“創(chuàng)業(yè)與創(chuàng)新”的大討論。華為重新反思了什么是產品研發(fā),提出一個尖銳的觀點,產品研發(fā)的過程必須是面對當前客戶需求的快速響應。

1999年2月,華為正式聘請IBM公司做顧問,化5000萬元,開展IPD(集成產品研發(fā)流程)咨詢項目。以前華為的產品開發(fā)都在中研部,產品經(jīng)理定位在研發(fā),實行IPD改革后將改由PDT(產品開發(fā)團隊)來承擔,產品經(jīng)理不再落在研發(fā),而是直接由產品線管理團隊管理。

每個產品都有各自的PDT,每一個PDT團隊由研發(fā)、市場、財務、采購、用戶服務、生產等各部門抽調的代表組建,就像一個創(chuàng)業(yè)型“小企業(yè)”。

因此華為/海思曾是IBM半導體制造這塊最大的客戶,并且IBM半導體也是華為/海思在芯片制造上的重要合作伙伴:華為/海思很多的芯片,尤其是ASIC芯片,是在IBM完成的;而IBM制造的多數(shù)產能也是華為/海思提供的;雙方有著長遠、深厚的合作基礎;在對方眼中的地位都是非常重要。

IBM與聯(lián)想

2005年5月1日聯(lián)想集團有限公司與IBM共同宣布,聯(lián)想完成了對IBM全球個人電腦(ThinkPad)業(yè)務的收購,這標志著全球第三大個人電腦企業(yè)從此誕生。聯(lián)想集團董事會主席楊元慶說:“這筆交易的完成對聯(lián)想是一個歷史性的事件,標志著全球個人電腦產業(yè)新紀元的開始。

聯(lián)想在全球增長速度最快的市場中占據(jù)著領先地位。并購IBMPC業(yè)務以后,聯(lián)想將成為全球第三大PC供應商。其中最值得一提的交易就是聯(lián)想于2005年收購IBM的PC業(yè)務,恰恰就是這項交易開啟了一家中國成功企業(yè)向全球巨頭的轉變之旅。IBM的霍騰休斯曾代表IBM進行了2005年收購交易的談判,并于此后加入了聯(lián)想。

2014年1月,兩家公司宣布它們最終又達成了交易。聯(lián)想將支付23億美元,收購IBM的x86低端服務器項目,這塊年收入約46億美元的業(yè)務,約7,500名IBM員工將加入聯(lián)想。

首先,它能顯著增強聯(lián)想在低端服務器領域的地位,并能在開發(fā)和制造領域能與PC業(yè)務產生極大的協(xié)同效應。收購IBM這塊業(yè)務后,聯(lián)想在企業(yè)數(shù)據(jù)中心服務器行業(yè)的排名將從第六升至第三?!奥?lián)想的業(yè)務將據(jù)此增長近10倍”。

另外,雖然低端服務器是IBM的低利潤率業(yè)務,但對于聯(lián)想仍屬于高利潤率,聯(lián)想總是將市場占有率置于比利潤更重要的地位,以低價與戴爾(Dell)和惠普展開競爭。

中晟宏芯獲IBM的Power8架構和指令集永久授權

2016年6月22日,蘇州中晟宏芯信息科技有限公司(下稱“中晟宏芯”)對外公布,該公司已拿到IBM服務器處理器芯片Power8芯片架構和指令系統(tǒng)的永久授權,并可以基于該芯片進行自主創(chuàng)新。所謂“指令系統(tǒng)”,是指用來計算和控制計算機系統(tǒng)的一套指令的集合。

中國政府日漸寬松的安全政策,令IBM可以通過將專利授權給中國廠商的方式,間接進入對外資IT企業(yè)來說門檻頗高的政府部門和工業(yè)核心領域的服務器市場。

中晟宏芯成立于2013年,其員工主要來自中科院計算所和IBM,2014年加入IBM發(fā)起的OpenPOWER基金會,并在2015年6月發(fā)布了第一款IBM授權POWER架構的服務器芯片產品CP1。中晟宏芯表示,正在與中國多家潛在客戶進行談判,包括電信運營商和電力公司。

IBM已同意中晟宏芯可以刪除Power8的安全模塊,代之以國產的安全模塊系統(tǒng),以符合中國政府在安全方面的監(jiān)管要求。

IBM利用OpenPOWER基金會將產品專利授權給中國廠商使用,從而間接進入對外資IT企業(yè)來說門檻頗高的政府部門和工業(yè)核心領域。IBM提供服務器基礎設計,在此基礎上幫助中國合作廠商進行二次開發(fā),以此達到“自主研發(fā)”的要求。

中晟宏芯認為引進Power8之后,需要結合政府部門要求和廠商遷移需求重新設計中國自主標準的安全模塊。初期在掌握源代碼的基礎上學習IBM技術,做出可控芯片,后期則在IBM幫助下自主定義芯片結構。

這是IBM迄今就安全問題作出的最大讓步。

今年以來,IBM在中國市場的處境正在改善。隨著中國政府對“自主安全可控”認識的轉變,主管部門已經(jīng)認可與外企的合作模式,但前提是要在中國的法律框架下保障安全。

2015年10月,IBM軟件和硬件業(yè)務負責人、全球執(zhí)行副總裁SteveMills表示,會對工信部授權的第三方安全檢測機構開放軟件代碼。這被視為IBM渴望獲得中國政府承認的信號。

作為回應,中國政府默許IBM通過授權給中國廠商專利技術,由后者生產銷售用于核心部門服務器芯片產品的模式。

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