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你不一定知道的英国半导体实力

2020-6-17 16:31| 发布者: 炼数成金_小数| 查看: 17593| 评论: 0|原作者: 蒋思莹|来自: 半导体行业观察

摘要: 全球围绕着半导体产业的竞争日渐激烈,各国以及各地区都陆续宣布了与此相关的布局计划或投资计划。在这种情况下,在尚未宣布相关计划的国家中,也有一些半导体企业发出了他们的呼声。日前,半导体行业观察援引telegr ...
全球围绕着半导体产业的竞争日渐激烈,各国以及各地区都陆续宣布了与此相关的布局计划或投资计划。在这种情况下,在尚未宣布相关计划的国家中,也有一些半导体企业发出了他们的呼声。日前,半导体行业观察援引telegraph的报道显示,IQE的老板曾呼吁,英国必须建立半导体的“主权能力”(sovereign capacity),才能与中国大陆或中国台湾的华为竞争。(IQE是化合物半导体领域的龙头,而华为最近也在布局化合物半导体领域,包括其旗下的哈勃投资了与此相关的企业。)

除了在化合物半导体领域外,英国半导体领域还存在着哪些不容忽视的力量。这些力量是否能够助力英国在接下来的博弈中,处于有利位置。透过英国半导体的前世今生,或许能够让我们对英国半导体的实力有更近一步的了解。

并不顺利的前生
从《Living with the Chip》这本书我们可以看到,以英国为中心所发起的第一次工业革命,开创了以机器代替手工劳动的时代,这场革命更让英国在经济上占据了有利地位。在此基础上,英国的科学技术也得到了发展。当时,半导体产业作为新兴领域,也在英国得到了一定的发展。

早在1952年,英国皇家雷达研究所(Royal Radar Establishment)的杰夫·达默(Geoff Dummer)就提出了集成电路的概念:把一个电路所需的晶体管和其他器件制作在一块半导体上。但由于缺乏合适的制造技术,他无法将集成电路的思想变为现实。而后,通过与Plessey签订一份合同,他克服了缺乏适当的权限来委托开发工作的问题。1957年9月,他在RRE Malvern发起的国际元器件研讨会上展示了该结果,他提出了一个模型以说明固态电路技术实施的可能性。

根据wikipedia的资料显示,Dummer还曾发起了一项运动,以鼓励英国在集成电路开发方面进行大量投资,但对此很少有人进行回应。英国军方未意识到IC会在未来场景中扮演重要角色,英国公司也不愿投资自己的资金去冒险。他后来说:“我将其归因于战争厌倦,但这也许是一个借口。但显而易见的事实是,没有人会冒险。政府部门不愿意签订合同,因为他们没有申请。人们不会说我们想使用它,因为他们没有使用它的经验。这是先有鸡还是先有蛋的问题。而美国却对此下了赌注,英国在该领域的布局则有些迟缓。”

1960年代,英国政府曾向Marconi-Elliott 微电子公司、Plessey半导体公司和半导体公司注资。1967年,它与Elliott Automation签订了生产MOS流程的合同(在英特尔明确成立以开发MOS的前一年)。1968年,英国政府用于芯片研究的资金为800万美元,这大约是美国政府支出的三分之一。

但是,1960年代后期,由英国政府发起的对英国电子行业的重组使GEC(通用电气),AEI和English Electric合并,这对英国微电子行业产生了严重影响。1968年,通用电气出售了与飞利浦合资的英国第二大微电子公司(Associated Semiconductor Manufacturers,简称ASM)的大部分股份。

当1971年芯片行业遇到不景气的市场环境之时,GEC关闭了Marconi-Elliott Microelectronics和Elliott Automation的芯片工厂。这使得英国在标准芯片市场上处于劣势。七年后,通用电气试图通过与Fairchild的合资企业重返标准的微电子行业。但那时,Fairchild已经过了他们的辉煌岁月。

随后,英国政府在建设半导体产业方面还进行过两次尝试。第一次发生在1978年,英国政府以1.76亿美元支持了一家名为Inmos的新芯片公司。三位联合创始人中有两位是美国技术专家。据维基百科相关资料显示,Inmos总计从政府获得2.11亿英镑,但并未盈利。1989年4月,Inmos被出售给SGS-Thomson(现为STMicroelectronics)。1994年12月,Inmos被完全整合为意法半导体(STMicroelectronics),并且不再使用Inmos品牌名称。

此外,英国政府还曾在1978年发起了名为“阿尔维”项目(Alvey Program)的五年合作研究计划,该计划是日本邀请英国加入第五代计划的回应。其内容包括软件工程、人机接口、智能系统和超大规模集成电路等领域,共150个研究项目。但十年后,GEC,Plessey和Ferranti的芯片制造业务被合并为一家中型芯片公司,即GEC-Plessey Semiconductors(GPS)。Plessey位于卡斯韦尔(Caswell)实验室的硅研发团队独立成立了Phoenix VLSI,后来它被德州仪器(Texas Instruments)收购了。

1990年,随着英国传统半导体产业的衰落,由Hermann Hauser的Acorn创立的微型计算机公司以独立运营的形式剥离了其专有的16位微处理器ARM。后来,ARM的传奇故事,我们都知道了(但在2016年7月18日,ARM的身份再次发生了变化,日本软银已经同意以234亿英镑(约合310亿美元)的价格收购英国芯片设计公司ARM。)

被觊觎的英国半导体企业
一些起源于英国的半导体企业取得了不错的成绩,它们也成为了其他半导体企业觊觎的对象。

当初,贝尔实验室发明晶体管时,两家英国电气巨头也对该领域产生了浓厚的研究兴趣:STC和GEC。在1950年代和1960年代,STC和GEC在英国半导体研究和开发中发挥了重要作用,紧随美国人之后。STC的主要锗半导体产品线是TK,ACY和ASY系列锗晶体管。他们很少制造功率晶体管。GEC的主要半导体产品线则是GET系列锗晶体管以及GEX和SX系列锗硅二极管。随后,另一家英国公司Mullard (由荷兰飞利浦全资拥有)决定进入该市场,并迅速占领了该市场,据相关资料显示,Mullard很快就占据了主导地位,并且保持了将近20年的历史。除此之外,当时这股晶体管潮流也促生了很多与之相关的半导体企业的诞生,包括Thorn-AEI、BTH、NKT等,但后来这些公司都淹没在了历史的潮流中。

虽然,有一些半导体企业都没能发展至今,但不可否认的是英国在半导体领域当中拥有很雄厚的实力基础。根据全球科技经济瞭望之前的报道显示,英国电子产业的核心部分是其突出的研发创新能力,研发中心多集中于大学校园区。英国约有70所高校参与半导体设计研究。电子类科技创新公司主要集中于剑桥地区、苏格兰地区、英格兰东北部和南安普顿等地区。其中,位于剑桥的科学园就是英国最成功地科技园之一 ,该产业园孕育了超过 1000个高技术公司,许多公司与剑桥大学有紧密合作。ARM就是剑桥科技园最成功代表之一(ARM被软银收购了。)

除了IP以外,英国曾在无线技术领域也拥有着十分重要的地位,与之相关的业务也受到了业界其他半导体企业的重视。

CSR(前身为Cambridge Silicon Radio)是一家总部位于英国剑桥的跨国 无工厂半导体公司。它以蓝牙、音频和定位芯片而闻名于半导体行业。该公司首创了蓝牙接口的单片设计,为全球超过50%的蓝牙芯片提供了服务。2012年7月,三星电子收购了CSR的无线连接(蓝牙和Wi -Fi)和定位(GPS / GNSS)业务及相关IP,耗资3.1亿美元(1.98亿英镑),作为交易的一部分,三星收购了CSR 4.9%的股份。2014年10月15日,高通斥资25亿美元收购了CSR公司,其中高通最看重的还是CSR的杀手锏——CSRmesh,这是一种基于蓝牙低功耗的mesh网络传播技术,有望撼动Wi-Fi、Zigbee的地位。有消息分析,完成本次收购后,高通将推动CSRmesh技术纳入蓝牙技术联盟的标准,一旦标准确立,那么高通就掌握了未来的主动权。

Picochip是最早开发用于家庭和办公室小型蜂窝基站(femtocell)解决方案的公司之一。这家成立于2000年的公司曾获得了AT&T、英特尔等多家的公司的投资。2012年1月,Mindspeed宣布以5180万美元收购了Picochip,据Mindspeed公司在对投资人发表的一份声明中表示,这项收购行动预计可望为Mindspeed公司带来占有率达70%的3G/HSPA小型蜂巢式基地台市场,并进一步布局至LTE小型无线市。随后,2013年11月,MACOM宣布以2.72亿美元现金收购Mindspeed的模拟业务和其它业务。2013年12月,英特尔宣布将收购Mindspeed公司的无线基础业务。

今世的强势领域
英国半导体行业前半生的发展充满了坎坷,但其中也不乏有一些企业一路披荆斩棘,顺利地发展到了今天,并在某些领域中占据了强势的地位。据相关报道显示,英国已拥有欧洲较大的半导体设计产业,尤其是在专用集成电路没计领域实力突出,约占整个欧洲的一半。相关资料显示,英国囊括了欧洲地区40%的芯片设计和全球10%的芯片生产。

从欧洲半导体整体的发展轨迹上看,在过去数十年中,欧洲半导体产业依托机械工程和汽车工业上的优势,在特定领域市场中形成了巨大的优势。在这种整体规划的影响下,英国半导体产业的发展也在某些细分领域市场中占据了有利的位置,包括IP和化合物半导体等领域。

具体来看,根据市场分析公司IPnest发布了2019年全球半导体IP厂商的营收排名中显示,在十大IP供应商当中,就有两家曾经是英国公司,分别位列第一和第五位。其中第一名的就是后来卖给了软银的Arm,从Arm方面来看,2019年,英国政府曾计划投资3600万英镑给芯片制造商Arm,帮助其开发新的安全芯片架构,旨在“帮助保护更多的英国企业免受远程网络攻击和入侵”,这是其“数字安全设计”计划的一部分,并且该计划得到微软和谷歌的支持。

此外,拆分卖给了Cayon Bridge的Imagination也是英国半导体史上一个不可忽视的角色,该公司在GPU IP领域也占据着优势地位。从近两年Imagination发展来看,它的成长势头也是一路高歌猛进,AI方面也发展迅速。在今年年初,GPU也成绩喜人。不仅是苹果重新回到了Imagination 的怀抱,前不久,Imagination 还联合北汽产投成立了北京核芯达科技有限公司,向自动驾驶的应用处理器和面向智能座舱的语音交互芯片领域发展。


除了IP领域以外,受惠于5G等应用的到来,化合物半导体的发展开始受到业界的关注。化合物半导体也是英国政府近些年来扶持的项目之一。据相关报道显示,2016年7月,创新英国技术战略委员会宣布成立“化合物半导体应用创新研究中心”,并投入400万英镑加速化合物半导体器件的商业应用。同年12月,英国工程与物理科学研究委员会也对该中心进行了投资,金额为1000万英镑,以期带动与该中心合作的26家初创公司和机构。文章开篇所提到的IQE也是英国“化合物半导体应用创新研究中心”的重要参与者之一,据相关统计数据显示,在化合物外延生长市场中,IQE市场占比超60%是的龙头企业。

此外,英国还致力于一些半导体前沿研究,其中就包括去年10月,英国初创公司Search For The Next (SFN) 开发的Bizen晶体管架构,公司希望以此能够撼动当今由CMOS主导的半导体地位。据悉,该设计已获得英国政府的170万英镑(约1522万人民币)的资助,这笔来自URKI工业战略挑战基金的捐赠,将助力Bizen晶体管技术进一步发展。

另外,最近新崛起的AI芯片公司Graphcore也是英国半导体产业一颗不可忽视的明星。该公司正在推动一款叫做IPU的产品发展。在他们看来,这将是CPU和GPU以外的第三大形态,能解决CPU和GPU所不能解决的AI问题。当中的核心竞争力就来自于其独特的芯片架构设计。

结语
从英国半导体发展的过程来看,其在半导体领域的实力并不弱,但是由于英国政府过于保守谨慎的投资,使得其错失了很多发展机会。同时,面对欧洲各国建设半导体产业的意识正在觉醒,我们也看到英国已经开始就个别细分领域市场展开了相关工作,加之他们在这些市场中现存的实力,他们未来的发展也值得业界去关注。

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