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執筆年: 2021
著者: トニー

IC設計集積回路設計  パート2

さまざまなチップについて学ぶ

晶片百百種,每種晶片的特性差異極大,因此找尋值得投資的 IC 設計公司時,需要了解 IC 的種類以及技術門檻。有的晶片高達 1 萬美元,有的卻不到 1 美元;有些晶片開發週期長達 5、6 年,有些晶片卻需要在 3 個月之內開發出來。了解 IC,就先從種類開始吧!

 

IC 依照其功能、訊號傳輸大致分為四類:記憶體 IC(Memory Integrated Circuit)、微元件 IC(Micro Component Integrated Circuit)、類比 IC(Analog Integrated Circuit)、數位 IC / 邏輯 IC(Logic Integrated Circuit)。

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1. メモリIC

メモリICはデータを保存するために使用され、データは揮発性と不揮発性に分けられます。停電後にデータが消えてしまうタイプは揮発性メモリと呼ばれ、よく知られている DRAM や SRAM が含まれます。停電後もデータを保持し続けるタイプは不揮発性メモリと呼ばれ、読み出し専用メモリ ROM やメモリが含まれます。フラッシュメモリ Nand Flash 他

メモリの産業特性は一般的な IC 設計会社とは大きく異なります。メモリ業界のほとんどはファブレス半導体企業 (Fabless) ではなく、垂直統合型製造 IDM (Integrated Design and Manufacture) であり、DRAM 自体に設計と製造が含まれています。その理由は、DRAM が少量生産の製品であるため、これらのメーカーはコストを削減し、競争力を高めるために製造プロセスと生産能力の最大化を追求する必要があるからです。

2000 年代、DRAM 業界は数十社以上のメーカーが参加する完全な競争市場でしたが、現在では主流の DRAM 工場は Micron、Samsung、Hynix の 3 社のみとなっています。 2002年に政府が打ち出した「2ギガビットダブルスター」政策のもと、台湾では多くのDRAMメーカーが誕生したが、競争力の低下により「四大惨事」の一つとなった。

現在、Nanya、Winbond などの台湾メーカーはニッチ DRAM に変貌しており、大手メーカー 3 社がニッチ DRAM の生産比率を徐々に減らしたため、台湾メーカーが各ニッチ DRAM を独占することができました。彼が設立し、Micron に買収されましたが、Powerchip は上場廃止になり、ファウンドリに変わりました。

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2.マイクロコンポーネントIC

マイコンICは、マイクロプロセッサMPU(Micro Processor Unit)、マイクロコントローラMCU(MicroControllerUnit)、マイクロプロセッサペリフェラルMPR(Micro Peripheral)、デジタルシグナルプロセッサDSP(Digital Signal Processor)などのデータ処理機能を備えています。

演算にはマイクロプロセッサMPUが使用されており、主なメーカーはARMです。マイコンMCUは、MPUとメモリICなどの周辺部品を集積したもので、ほぼすべての電子製品に使用されています。 MCU は通常、安価で、製品コスト全体に占める割合が低く、消費電力が低いため、重要な競争力はその安定性にあります。低コストと低消費電力という特徴により、モノのインターネット、自動運転車、エッジ コンピューティングの重要な部分となっています。主要メーカーには Texas Instruments TI、Renesas、台湾企業には Nuvoton、Yingguang、Holtek などが含まれます。 ; 中国企業にはBYD Semiconductor、Jiefa Technologyなどが含まれており、世界中に多くのサプライヤーがあります。デジタル シグナル プロセッサ DSP は、ノイズ リダクション、音声認識、オーディオおよびビデオ ファイル圧縮などのオーディオおよびビデオ処理の分野で使用されます。メーカーには、Texas Instruments、Analog Devices、NXP などが含まれます。

3. アナログIC

アナログ IC は、一般的なデジタルと比較して、電源管理 IC、オーディオおよびビデオ アンプ、デジタル アナログ変換 IC、オーディオおよびビデオ関連 IC などを含む、通常は光、速度、音などの自然現象である線形連続信号の処理を担当します。アナログ信号処理はより難しく、回路設計の敷居が比較的高くなります。アナログ IC 設計エンジニアの育成には約 3 ~ 5 年かかり、製品の学習曲線は 10 ~ 15 年にもなります。年。

補助的なシステムとしての役割を果たすため、アナログICの製品安定性は重要な鍵となっており、また、アナログICが特定の市場に参入する際には、通常、変更や移転が困難なため、長い製品認証期間が必要となります。コストが高い。こうした状況により、電源管理ICのトップ株であるSilicon Power-Kyなど、アナログIC企業は多くの投資家にとって安定した投資成長のターゲットとなっている。市場調査機関 IC Insight は、アナログ IC は 2021 年に前年比 25% (前年比成長率) に達し、車載用アナログ IC と通信用アナログ IC が最も成長すると予測しています。

世界的なアナログ IC プレーヤーには、Texas Instruments、ST Micro、Infineon などが含まれます。TI はアナログ IC で約 19% の市場シェアを有しており、競合他社を大きくリードしています。台湾最大のアナログ IC 設計会社である Litek は、デジタル アナログ統合の目標を達成するために MediaTek に買収されました。

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4. デジタルIC/ロジックIC

名前が示すように、ロジック IC は論理演算と 0 と 1 の信号の処理を担当します。また、私たちが目にする最も一般的なチップでもあります。通常、システムの重要かつ重要なコンポーネントであり、CPU、GPU、パネルドライバーIC (DDI)、タッチIC、ネットコムIC、高速伝送ICなどで広く使用されています。これらの企業の多くはファブレス半導体企業(ファブレス)であり、自社のファウンドリを持たず、製造プロセスはTSMCなどのファウンドリのウェハファウンドリに依存しているため、ICの設計技術とチップの性能が競争の鍵となる。

市場の需要を満たすために製品のイテレーションは速く、市場競争力を維持するためには多くの場合、1 年または半年で新製品を発売する必要があります。たとえば、Qualcomm の携帯電話 SoC (System on Single Chip) は Snapdragon S865 をリリースしました。 Snapdragon S888 は 2020 年第 1 四半期にリリースされ、その 1 年後の 2021 年第 1 四半期にリリースされました。これはフラッグシップ市場向けであり、S765 はミッドエンドからハイエンド市場でもリリースされ、製品の発売量とスピードが向上しました。他のタイプの IC 設計工場よりも集中的に行われます。

多くの業界が関係しています。後でいくつかの記事で詳しく紹介し、比較します。中央処理装置 (CPU): Intel、AMD、グラフィックス プロセッシング ユニット (GPU): Nvidia、AMD、モバイル通信 IC: Qualcomm、MediaTek、Netcom IC: Broadcom、Realtek、Marvell、TrendForce 調査によると、2020 年の世界トップ 10収益を上げている最大の IC 設計会社の中で、アナログ IC を手掛けているのは Dialog Semiconductor だけで、他の 9 社はすべてロジック IC であり、これはロジック IC の重要性を示しています。同じチップ分野では、リーダー企業は通常、他の企業よりも大幅に高い粗利益率を持っているため、市場シェア、研究開発能力、製品の将来性はすべて企業の発展に影響を与えます。

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一般にアナログICの収益と株価は比較的安定しており、長期投資家に愛されていますが、逆にロジックICは爆発的に成長し、いつでも市場のリーダーに追いつく可能性があります。も非常に大きいため、短期的ではあるが市場に精通した投資家に適しています。

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