Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/TI/D19871201Elc029.shtml

Texas Instruments: выпуск стандартных и специализированных ИС на одних и тех же линиях

УДК 621.3.049.77.002:061.5

Дж. Роберт Лайнбек (J. Robert Lineback)
Редакция Electronics

J. Robert Lineback. TI gains by building ASIC's on all lines, pp.68—70.

Фирма TI выделяет три основных направления в производстве специализированных ИС. Совместно с компанией Intel она разрабатывает библиотеки стандартных элементов КМОП-типа.

Фирма Texas Instruments Inc. (Даллас) также потерпела неудачу в своей первой попытке наладить выпуск специализированных ИС. Однако затем она избрала иной путь, нежели компании Motorola и Intel. Как уже говорилось, эти две крупные фирмы решили, что они не могут выпускать специализированные ИС на предприятиях, производящих изделия массового спроса, и создали самостоятельные отделения для изготовления специализированных приборов. Что касается компании TI, то она расширила свои технологические линии, предназначенные для выпуска серийной продукции, с тем чтобы иметь возможность быстро выполнять разработку полузаказных ИС. Теперь все производственные линии этой фирмы выпускают как стандартные, так и специализированные ИС.

«Мы перестали говорить о рынке сбыта специализированных ИС вообще, а вместо этого выделили три сегмента такого рынка и стали рассматривать их независимо один от другого»,— говорит Вэйн Спенс, вице-президент по специализированным ИС в полупроводниковом отделении компании TI. Сейчас фирма выпускает четыре новых семейства приборов, рассчитанных на эти сегменты (см. таблицу). Она располагает соответствующими производственными линиями с малой длительностью технологического цикла, набором средств проектирования и разветвленной сетью торговых агентов.

Фирма TI ориентирует свои специализированные ИС на три области применения

Область применения

Технологическая направленность

Тип изделий

Число вентилей

Консолидация логических схем

Низкая стоимость, малый срок разработки

КМОП-матрицы серии TGC100

3200—8900

ЦП высшего класса, кристаллы с оригинальной архитектурой

Уровень интеграции, быстродействие, гибкость

КМОП-матрицы серии TGC500

3200—16 000

ЭСЛ-матрицы серии TGE8000

8500 (разрабатываются ИС с большим числом вентилей)

Консолидация систем

Интеграция систем

ИС на стандартных элементах серии TSC500

50 000 и более

Источник: фирма Texas Instruments Inc.

Для достижения поставленной задачи компания использует имеющиеся у нее весьма значительные производственные возможности. Последние в большой степени определяются тем, что от месячного технологического цикла фирма перешла к недельному. «Вот уже несколько лет мы работаем по недельному графику, а скоро все линии фирмы будут переведены на суточный график», — говорит Спенс. Он подчеркивает, что малая длительность производственного цикла играет важную роль при выпуске специализированных ИС.

«Мы убедились, что при малой длительности цикла мы можем более успешно справляться с выполнением заказов на специализированные ИС, чем небольшие фирмы [выпускающие специализированные приборы], которым приходится обращаться к внешним организациям за выполнением таких операций, как, например, изготовление шаблонов или сборка», — добавляет он. В доказательство справедливости своего подхода руководители фирмы TI вспоминают о срочном выполнении заказа для компании Seagate Technology (Скотс-Вэлли, шт.Калифорния), выпускающей дисковые накопители. Как они утверждают, их фирма передала заказчику опытный образец ИС связующей логики, выполненной на стандартных элементах, всего через 22 дня после того, как техническое задание компании Seagate было передано им по телефону

Еще один технический прием, позволяющий ускорить выполнение некоторых видов заказов, — использование наборов средств проектирования, рассчитанных на создание комбинаций стандартных и специализированных ИС. Первый комплект такого типа будет предназначен для проектирования связующей логики для адаптеров, использующих в локальных сетях с кольцевой архитектурой и эстафетным доступом и выполненных на основе набора кристаллов TMS-380 фирмы TI. Подбирая трансформируемые макроблоки из библиотеки стандартных 2-мкм элементов этой компании, проектировщики могут уменьшить размер адаптерной платы в два раза. Фирма планирует создать аналогичный табор средств проектирования для систем памяти, содержащих как специализированные ИС, так и контроллеры ДЗУПВ и ЗУ специального назначения.

Применяя набор средств проектирования, компания TI может воспользоваться теми преимуществами, которые дает ей хорошо налаженное производство серийных ИС. Как и другие поставщики кристаллов массового применения, она вводит конструкции стандартных схем в слою библиотеку стандартных элементов КМОП-типа для их дальнейшего использования при проектировании полузаказных приборов.

От фирмы TI не поступало никакой информации относительно планируемого объема продаж специализированных ИС. Известно только, что к началу 1990-х годов на пять видов полупроводниковых изделий, содержащих в качестве составной части специализированные ИС, придется более половины суммарного объема продаж полупроводниковых приборов компании. Ее представители сообщили, что доля специализированных ИС в суммарном объеме продаж фирмы будет примерно такой же, как по отрасли в целом. Согласно различным оценкам, по отрасли к 1991г. эта доля составит от одной трети до одной второй.

Чтобы достичь намеченной цели, Спенс наметил три области применения специализированных ИС, из которых две нуждаются в схемах на вентильных матрицах и одна — в недавно появившихся схемах на стандартных элементах, Первая область — это, по определению компании TI, решение задачи построения (консолидации) логических схем при невысоких затратах. Для нее требуются вентильные матрицы малой стоимости и с малым сроком разработки. Вторая область, как ее определяет руководство фирмы, — это ЦП высшего класса и устройства оригинальной архитектуры. Здесь предъявляются высокие требования к уровню интеграции, быстродействию и функциональной гибкости. Третьей областью, для которой требуются ИС на стандартных элементах, фирма считает решение задачи консолидации систем. С точки зрения разработчиков кристаллов это сводится к задаче интеграции систем.

Для продажи специализированных ИС компания намерена использовать свою раскинувшуюся по всему миру сеть торговых агентов, поддерживающих контакт почти со всеми предприятиями электронной промышленности. Как и в тех случаях, когда речь идет о сбыте серийной продукции, руководство фирмы придает большое значение своему глобальному присутствию, особенно присутствию на Дальнем Востоке. «Мы чувствуем, что значительная часть рынка сбыта электронной промышленности будет сосредоточена на тихоокеанском побережье Азии, так что присутствие в этом регионе имеет ключевое значение», — говорит Спенс. Он имеет при этом в виду центры проектирования фирмы TI в Гонконге и Тайбэе, а также несколько подобных центров в Японии.

Компания использует все известные варианты технологии ИС. Она выпустила новую серию вентильных матриц TGC100 с коротким технологическим циклом. Кристаллы, изготовленные по КМОП-технологии с 1,2-мкм проектными нормами, имеют три уровня интеграции: 3200, 5400 и 8900 вентилей. По мнению руководства компании, такие приборы пользуются наибольшим спросом. Объем производства начинает расти, и фирма обещает поставку опытных образцов в пределах 14 календарных суток после получения заказа.

Для удовлетворения нужд изготовителей процессоров высшего класса компания TI готовится выпустить серию вентильных КМОП-матриц TGC500 с уровнями интеграции от 3200 до 16 000 вентилей. Кристаллы, изготавливаемые по 1,2-мкм технологии, можно будет приобрести в III квартале 1987г. Опытные образцы будут поставляться через 21 сут. после окончательного утверждения технического задания. 28 июня 1987г. фирма сообщила о своем намерении снова заняться выпуском биполярных схем. ЭСЛ-кристаллы серии TGE8000 с уровнем интеграции 8500 вентилей будут изготовляться по разработанной фирмой технологии ExCL с тремя уровнями металлизации и 1,5-мкм проектными нормами1{Электроника, 1987, №5, с.33}. По этой же технологии будут изготовляться матрицы на 12 тыс. вентилей с встроенным ЗУПВ. Кроме того, планируется выпуск ЭСЛ-схем, совместимых со стандартными ТТЛ-кристаллами по входу и выходу.

Для специализированных схем на стандартных элементах фирма TI готовит библиотеку на базе 1-мкм КМОП-технологии совместно со своим новым партнером, фирмой Intel (см. статью «Intel: неудачный старт и первые успехи» в настоящем номере). В соответствии с подписанным на пятилетний срок соглашением эти две компании будут разрабатывать общие библиотеки элементов и совместимые КМОП-технологии, с тем чтобы изготовление схем могло вестись предприятиями обеих компаний.

К концу 1987г. должна быть готова библиотека логических функциональных элементов малого и среднего уровней интеграции, а также ряд блоков большого уровня интеграции, содержащих, например, периферийные схемы микропроцессоров, компоненты разрядно-модульного процессора, регистровые файлы, схемы памяти. Все эти элементы будут изготовляться по КМОП-технологии с проектными нормами от 1,5 до 1,2 мкм. Опытные образцы должны быть получены в первой половине 1988г. В плане совместных работ не только разработка библиотеки стандартных элементов на основе КМОП-технологии с 1-мкм проектными нормами, но и создание библиотеки макроэлементов на основе вентильных матриц.

Таким образом, фирма TI поставила свои работы в области специализированных ИС на весьма солидную основу. Однако начинала она далеко не так удачно. Первые шаги были сделаны в январе 1981г., когда компания стала продавать небольшие биполярные матрицы на 540 и 1008 вентилей. Неприятности произошли два года спустя: портфель заказов компании совершенно опустел после того, как ей пришлось прекратить выпуск 2500-вентильных матриц TAT020, изготовлявшихся по усовершенствованной 2-мкм технологии транзисторных логических схем с диодами Шотки, из-за трудностей с фотолитографией. Прекращение серийного выпуска этих матриц вызвало сильное недовольство ряда крупных поставщиков мини-компьютеров и заставило многих из них срочно искать замену исчезнувшим из продажи кристаллам.

«Новый бизнес всегда чреват трудностями и неудачами, независимо от того, идет ли речь о большой компании или малой, — признает Спенс, который в 1983г. встал во главе того, что осталось от производства полузаказных схем. — Проблемы, связанные с выпуском матриц серии TAT, причинили нам, вероятно, больший ущерб, чем какие-либо иные неполадки». Из-за неожиданного прекращения выпуска матриц фирма Harris Corp., второй поставщик разрабатываемых компанией TI биполярных приборов, оказалась перед необходимостью самостоятельно «расхлебывать кашу».

Начав внедрять на всех своих производственных линиях КМОП-технологию, фирма TI быстро перешла к использованию стандартных элементов в полузаказных схемах. В середине 1983г. она объединила производство специализированных и заказных схем в рамках нового отделения под названием Custom Components. Позднее, когда начал расти сбыт полузаказных приборов, это название было заменено другим — ASIC Components.

В начале 1984г. компания объявила, что она выступает вторым поставщиком КМОП-матриц фирмы Fujitsu Ltd. (Япония). Эти матрицы она изготовляет до сих пор. Между тем специалисты компании TI начали всерьез заниматься стандартными элементами. «Мы решили ориентироваться на удовлетворение потребности рынка, которую считаем долговременной. Это то, что мы теперь называем потребностью в консолидации систем. Для решения таких задач понадобятся КМОП-схемы на стандартных элементах, выполненных по технологии с 1-мкм проектными нормами», — говорит Спенс.

Сегодня не все убеждены, что новое направление деятельности компании TI принесет ей успех. Как считает специалист по рыночной конъюнктуре в области полупроводниковой промышленности Майкл Гампорт из фирмы Drexel Burnham Lambert Inc. (Нью-Йорк), компания TI, подобно другим фирмам с налаженным серийным производством ИС, должна столкнуться с трудностями не только при выполнении заказов на проектирование специализированных ИС, но и при изготовлении этих приборов. «Те факторы, которые позволили TI добиться успеха в области серийных приборов, совсем необязательно помогут ей преуспеть в выпуске специализированных схем», — говорит он.

Гампорт, однако, признает, что новое соглашение, заключенное между компаниями TI и Intel, открывает перед обеими беспрецедентные возможности. Ведь TI — один из трех крупнейших поставщиков серийных ИС и обладатель новейшей технологии, тогда как Intel — «крупнейший в отрасли разработчик библиотек стандартных элементов».

В то же время Гампорт указывает, что между партнерами может возникнуть противоречие, часто проявляющееся при совместной работе. Оно возникло, например, между компаниями Intel и Advanced Micro Devices. «Эти два партнера намеревались обмениваться продукцией по принципу равенства стоимости», — говорит он, имея в виду разногласия, возникшие в 1987г. между фирмами AMD и Intel по поводу прав на продажу микропроцессора 80386.

Родительская статья:

Специфический путь развития автоматической испытательной аппаратуры для специализированных ИС

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 60, No.16 (774), 1987г - пер. с англ. М.: Мир, 1987, стр.36

Electronics Vol.60 No.16 August 6, 1987 A McGraw-Hill Publication

J. Robert Lineback. TI gains by building ASIC's on all lines, pp.68—70.

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА

Тема:     Специализированные ИС





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/TI/D19871201Elc029.shtml