牧本浪潮
牧本1959年畢業(yè)于東京大學(xué),1966年獲美國斯坦福大學(xué)碩士學(xué)位,1971年又獲東京大學(xué)博士學(xué)位。1959年~1999年在日立公司半導(dǎo)體部門工作,曾領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)高速CMOS器件,90年代還領(lǐng)導(dǎo)了高密度DRAM和RISC處理器的開發(fā)生產(chǎn),歷任各種技術(shù)領(lǐng)導(dǎo),1997年升任執(zhí)行董事。2000年加入索尼公司任高級執(zhí)行副總裁,2001年改任公司顧問迄今。
上世紀(jì)80年代末牧本發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)定制化和標(biāo)準(zhǔn)化每10年周期性輪換一次的特性,被英國《電子學(xué)周刊》稱為“牧本浪潮”,在這基礎(chǔ)上1995年與人合作寫了“Living with the chip”(《與芯片一道生活》)一書,1997年又合作出版了“Digital Nomad”(《數(shù)字流浪者》)一書。
為獎勵他對半導(dǎo)體業(yè)的特殊貢獻(xiàn),2004年Semico Research 授予牧本Bellwether獎。
上世紀(jì)80年代初美國科學(xué)預(yù)言家托夫勒的《第三次浪潮》(The Third Wave)一書,在中國掀起了一股電子科技革命的浪潮。媒體宣傳,官員報告,專家論述,很是熱鬧了一陣子。
牧本次生(Tsugio Makimoto)博士現(xiàn)任日本Sony公司顧問,上世紀(jì)80年代當(dāng)他研究半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)的未來發(fā)展時,對其歷史進(jìn)程進(jìn)行了深入的研究分析,發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)品技術(shù)有一個循環(huán)往復(fù)的變化規(guī)律,長期以來,半導(dǎo)體芯片技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化(Standardization)和定制化(Customization)之間大約每
近年來,人們觀察到在半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)中,無論是科研還是經(jīng)營領(lǐng)域都呈現(xiàn)出一種走向現(xiàn)場可編程技術(shù)(field programmable technologies)的強(qiáng)烈趨勢。現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)電路的銷售已經(jīng)超越了傳統(tǒng)的門陣列(GA),市場上還正涌現(xiàn)出各種各樣的可重配置(reconfigurable)的器件。在從以PC為中心的市場向以消費電子為中心的大轉(zhuǎn)移中,“上市時間”(time to market)至關(guān)重要,上述趨勢就更加凸顯出來?,F(xiàn)場可編程技術(shù)的特性可歸納成一句話:“生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化和應(yīng)用的定制化”(“Standardized in manufacturing but customized in application”)。牧本在1987年預(yù)測,1997年~2007年10年間現(xiàn)場可編程技術(shù)將成為業(yè)界發(fā)展熱點。這一預(yù)測正是牧本仔細(xì)研究芯片工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和定制化10年一輪流循環(huán)發(fā)展的成果。
自1947年晶體管誕生,經(jīng)過一段培育時期于50年代末開始了半導(dǎo)體器件的商業(yè)化。在半導(dǎo)體幾十年的發(fā)展過程中,新技術(shù)不斷登場,也在標(biāo)準(zhǔn)化取向和定制化取向之間反復(fù)輪流變化。
半導(dǎo)體黎明時期(1947~1957)
這10年可稱為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的培育期。雖然1947年Bell研究所的Shockley,Brattain和Bardeen發(fā)明了點接觸晶體管,但它不能大量生產(chǎn),因而1950年和1955年又分別研制了可投入批量生產(chǎn)的合金結(jié)晶體管和臺面晶體管。
晶體管時代(1957~1967)
其間晶體管市場起飛,由于絕大多數(shù)晶體管分立器件是標(biāo)準(zhǔn)化和可以互換的,出現(xiàn)了第一個“標(biāo)準(zhǔn)化”周期。
IC/LSI時代(1967~1977)
1958年TI公司的Jack Kilby(以及1959年Fairchild公司的Robert Noyce)發(fā)明了IC芯片。它也是經(jīng)過了幾年的培育而于1967年開始發(fā)力搶市。這期間集成電路是為專門的應(yīng)用如電子計算器量身定制的,從而開啟了第一個“定制化”周期。
MPU/存儲器時代(1977~1987)
“定制化”降低了產(chǎn)品的經(jīng)營效率(operating efficiency),Intel公司微處理器的發(fā)明并于1971年上市,把MPU和存儲器的特性相結(jié)合帶來了系統(tǒng)設(shè)計的靈活性,開創(chuàng)了第二個“標(biāo)準(zhǔn)化”周期。
ASIC時代(1987~1997)
標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品存在的一大問題是引起市場供求的不平衡,“硅周期”(silicon cycle)產(chǎn)生的原因即在于此。ASIC(專用集成電路)迎時而起,引向了第二個“定制化”周期。ASIC的興起得益于設(shè)計自動化工具的開發(fā)成功,使專用產(chǎn)品成為可行。
現(xiàn)場可編程時代(1997~2007)
這一時期市場上的主導(dǎo)電子產(chǎn)品逐漸從PC轉(zhuǎn)向數(shù)字消費類產(chǎn)品,市場結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,特別要求縮短產(chǎn)品的上市時間。現(xiàn)場可編程產(chǎn)品正是在適應(yīng)這樣要求而出現(xiàn)的產(chǎn)品,它經(jīng)過了大約10年的市場培育期,終于超過了門陣列電路,開始了第一輪的“標(biāo)準(zhǔn)化”周期?,F(xiàn)場可編程技術(shù)將使電子產(chǎn)品更加便于設(shè)計,進(jìn)一步走向豐富,從而改善人類的社會生活環(huán)境。
現(xiàn)場可編程電路有多種產(chǎn)品,有的已經(jīng)上市,有的還在實驗室開發(fā)。目前基于SRAM的FPGA由于它的靈活結(jié)構(gòu)而占有最大的市場份額。展望未來,非易失RAM將發(fā)揮重要的作用。
1998年問世的ASSP(專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)嵌入了可編程邏輯而提高了應(yīng)用的靈活性,成為另一發(fā)展大趨勢。
下一波浪潮
牧本認(rèn)為,從2007年開始的10年,將是建立在可編程性基礎(chǔ)上的新一波,自動化SoC(系統(tǒng)芯片)和SiP(封裝系統(tǒng))新技術(shù)將相繼推出。它們都將采用無掩膜技術(shù)、預(yù)告確定設(shè)計部件的技術(shù)規(guī)格、通過超級互聯(lián)和綜合電子工藝制作而成,但現(xiàn)場可編程特性仍然是其關(guān)鍵一環(huán)。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之?dāng)[
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)化和定制化之間來回擺動,我們設(shè)想是有一個長長的擺在來回擺動,因而稱之為“半導(dǎo)體之?dāng)[”(Semiconductor Pendulum)。如圖2所示,有作用力和反作用力兩力量推動著擺的來回擺動,當(dāng)擺向著標(biāo)準(zhǔn)化擺得過大時,就會有些反作用力諸如差別化的要求、增值的需求、供需不平衡造成的市場混亂等將擺推回來。另一方面,當(dāng)擺向著定制化擺是得過大時,就又會有一些反作用力包括更佳經(jīng)營效率、改進(jìn)成本效益、更快上市時間等力量再把擺推回來。
不同的半導(dǎo)體技術(shù)都對擺發(fā)生作用。例如,微處理器發(fā)明自1977年將擺推向標(biāo)準(zhǔn)化,力量源泉來自器件結(jié)構(gòu)的發(fā)明和軟件的開發(fā)。又如,1987年設(shè)計自動化技術(shù)的進(jìn)步,再把擺推回到定制化。當(dāng)前,正是現(xiàn)場可編程技術(shù)這種器件結(jié)構(gòu)的革新,從1997年開始,又一次將擺推向標(biāo)準(zhǔn)化。這樣,來回的擺動,促使半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)循環(huán)往復(fù),不斷發(fā)展進(jìn)步。
市場結(jié)構(gòu)變化
電子產(chǎn)品市場結(jié)構(gòu)的變化,也對牧本浪潮產(chǎn)生影響。圖3告訴我們,過去20年來PC是半導(dǎo)體芯片工業(yè)的主要驅(qū)動力量,但現(xiàn)在我們看到了一股新的驅(qū)動力量,那就是包括數(shù)字化手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字電視、數(shù)字游戲機(jī)等等的“數(shù)字化消費類電子(DC-Digital Consumer),稱為第二次數(shù)字化革命。
數(shù)字化消費電子市場的特性包括產(chǎn)品壽命周期激烈變化,快速上市極端重要,以及產(chǎn)品的細(xì)分化和個人化等。現(xiàn)場可編程技術(shù)適應(yīng)第二次數(shù)字化革命的需要,發(fā)揮了巨大作用,將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)推進(jìn)了又一個標(biāo)準(zhǔn)化周期。
評論