您现在的位置:首页>IPD基础体系>研发战略
如何在半导体行业运用IPD?
来源:IPD百科 作者:IPD小生 关注:766次 更新时间:2023-07-04 13:55:34

半导体产业链具体包括上游半导体原材料与设备供应、中游半导体产品制造和下游应用。其中,半导体材料处于上游供应环节,材料品类繁多,按制造流程可细分为前端制造材料和后端封装材料。半导体设备,即在芯片制造和封测流程中应用到的设备,广义上也包括生产半导体原材料所需的机器设备。

微信图片_20230704142019.png

在整个芯片制造和封测过程中,会经过上千道加工工序,涉及到的设备种类大体有九大类,细分又可以划出百种不同的机台,占比较大市场份额的主要有:光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备、离子注入机、测试机、分选机、探针台等。半导体产业下游应用领域包括网络通信、计算机、消费电子、工业控制、汽车电子等。半导体设备主要应用于集成电路的制造和封测环节,可细分为晶圆制造设备(前道设备)和封装、测试设备(后道设备)。

1.png

半导体行业发展现状

半导体制造是目前中国大陆半导体发展的最大瓶颈。美国对华科技政策的封闭升级,从中兴困境到华为芯片断供,半导体承担着保护国内产业战略安全的责任。供应链国产化的“国产替代”趋势不可避免,行业龙头产能爬坡或超预期进行。

同时,爆发增长的需求也将使国内半导体赛道迎来一大批新鲜面孔,市场竞争加剧。半导体制造是大投入、长期积累的产业。因此,国内半导体企业急需走上独立自强的道路。抢占全球半导体市场份额,在未来形成一定量级后还能降低成本。

技术独立的同时也形成了专有的、差别化的技术产品。电脑CPU、手机SOC/基带等高端芯片,尽管与国际巨头产品有差距,但是国内已经实现“可平替”。而半导体制造则是是处于“0-1”的突破过程中。

在交通、5G、消费类、存储和计算、物联网、人工智能和高性能计算等大趋势的推动下,先进封装逐步进入其最成功的时期;在我国晶圆厂建设迎来高峰,带动了封测直接需求。与制造不同,半导体封测则是我国在半导体领域优势最为突出的子行业。封测是我国整个产业中为数不多的能够与国外齐平,不相上下的环节。

微信图片_202307041420191.png

为了设计出更具有竞争力的产品保证产能,国内半导体企业逐渐从分工化向垂直化方向发展,由Fabless演变为ICD+IDM模式形成集“设计、制造、封装测试”为一体的垂直行业布局。半导体行业商业模式的演变,具有下游应用广、生产技术工序复杂、产品种类多样、技术更新快、投资高风险大等特点。这就要求企业需要扩大增强内部实力,以应对商业模式变化下的风险。

“十四五”规划对于半导体产业做出重要指引,并强调了第三代半导体的发展。据此,产业内上市企业纷纷认识到高端产品研发、实现国产替代的重要性,积极布局高端芯片及第三代半导体材料领域。

2.png

半导体行业发展前景

2023年全球半导体产业仍然面临“需求创新困境”持续低迷。基于PC、手机、消费电子等市场的渐进式创新已经进入衰退期,增量空间显著收窄。如同手机、PC等可以支撑半导体技术快速迭代升级的下一代现象级市场尚未成熟和全面爆发,市场端的创新需求出现“断层”。市场创新出现断层危机,引发技术创新投入边际报酬递减。

随着中美战略矛盾升级,除半导体关键设备、基础工业材料及零部件等供应链环节外,还可能涉及到新能源汽车、数字新基建等更广泛领域,短期内中国半导体产业高端化升级面临的“卡脖子”困境更加严重。

在MCU、蓝牙/WIFI、射频前端、显示驱动、电源管理芯片等创企数量众多、中低端替代已经实现、头部企业优势明显的产品领域有望出现以上市公司推动的并购整合。

半导体设备、材料及零部件等供应链环节以及存储器等高端通用芯片受到美国管制新规影响,国产化进度进入到动态调整期,制造、设备企业对国内基础材料和零部件企业的支持力度明显提升,验证进度加快。同时,对Chiplet/先进封装、PIC光子集成电路、MRAM/RRAM新兴存储器、RISC-V计算架构、氧化镓等前沿创新和基础领域的关注度将大幅增加。

半导体设备市场高度集中,海外龙头处于垄断地位。半导体设备技术壁垒、客户认知度壁垒以及市场壁垒三高,研发周期长难度大,故主要市场份额集中在少数头部企业中,并且呈持续增长趋势。

3.png

如何在半导体行业运用IPD

IPD是一套产品及研发管理的体系,是从产品投资与开发的角度来审视产品与研发管理的思想和架构。IPD是基于市场和客户需求驱动的规划和开发管理体系。通过IPD管理体系,使产品开发更加关注客户需求,加快市场响应速度,缩短产品开发周期,减少报废项目,降低开发成本,提高产品的稳定性、可生产性、可服务性等。紫光展锐,国网智芯,中兴,华为等知名半导体企业就IPD流程与益思咨询达成了合作,以此实现产品开发的多快好省。

产品战略管理

面对不断缩小的芯片尺寸和愈发激烈的行业竞争,半导体企业亟需制定新战略,通盘思考晶圆厂的规模和供应链等一系列问题,而IPD产品战略管理就很完美地契合这一点。产品战略始于一个清晰的战略愿景,这是一个明确方向和内容的愿景。核心战略愿景给人们描绘出公司的长远目标、公司期望实现目标的方法和公司可能成功的原因,并以此指导人们确定产品战略的各个要素。产品战略愿景一般不直接或者单独表现,而是通过企业的愿景与使命来表示。

一个完整的核心战略愿景必须回答下面三个问题:Where---我们要到哪里去?How----我们如何到达那里?Why----我们为什么会成功?产品管理最高层的管理的就是产品战略的管理。没有战略的指引,公司就像一个没有头的苍蝇到处乱窜。因此,半导体企业必须重视产品线战略和产品平台战略。产品线战略属于产品线的经验发展战略,它由产品线的路标规划来具体实现,最后根据产品路标规划来进行产品开发。产品平台战略是为多产品线战略的有效执行来服务的,因为有了平台战略可以实现成本及效率的双重提升,产品平台战略由产品平台规划来实现,根据平台规划,来进行产品平台及技术平台的开发。

市场管理MM流程

市场体系是立足客户需求,寻找一个财务和市场成功的细分客户群,从竞争与资源角度规划新产品,下发任务书进行开发,同时做好新产品的营销策划。市场体系成为衔接研发和销售的中场,通过市场需求牵引研发,形成需求拉动;同时通过市场策划和样板点建设推动销售卖新产品,形成市场推动,营造出一个适合销售的环境。

总体来说,市场管理MM(Market Management)流程是一个覆盖广泛的核心流程,向上对接产品战略流程,向下对接集成产品开发流程。一方面,市场管理流程支撑三个级别的规划,分别是中长期战略规划SP、年度业务计划BP、产品包业务计划Charter。

微信图片_202307041420192.png

另外一方面,市场管理流程包含需求管理流程和路标规划子流程,为集成产品开发提供输入。在其他细分市场,大多数公司都对小尺寸芯片缺乏兴趣,毕竟,转而使用小尺寸芯片意味着他们要对自身的设计和生产工艺做出巨大调整。此外,降低功耗并不是这些半导体公司客户的第一需求。以研发汽车安全应用的公司为例,对他们而言,芯片的可靠性一定要比性能更加重要。所以可以运用需求管理流程,通过将市场需求收集、分析、分发、实现和验证作为一种例行手段,统一需求管理,主动收集需求,准确把握市场机会点,并且降低紧急需求比重,提升版本交付质量。

技术与平台开发流程

由于半导体相关基建的建造周期长,技术要求高,企业必须制定出一套长期战略来打造卓越的设计和制造能力。受限于技术实力以及设计、研发和规模化等活动的庞大投资需求,只有少数公司能够设计和制造出14纳米及以下工艺制程的芯片。但是,这些芯片的需求却一路飙升,所以技术与平台开发是重中之重。

R&D中R和D是有区别的,R(Research)指的是技术开发,D(Development)指的是产品开发。产品开发和技术开发分离,技术开发将不成熟的、未解决的技术转变成成熟技术;产品开发则是根据市场需求,尽量从货架上应用成熟技术,准确、快速、低成本满足客户的要求。

对技术来说,技术不是越多越好,而是越具有核心技术和关键技术越好。从半导体产品的不同版本,可以看出企业内部研发、市场和销售对产品的不同理解,通常用VRM表示。技术构成平台(V),平台上开发产品(R),以产品为基础进行定制和解决方案(M)。V版本保证内部研发共享,R版本保证细分客户群的通用性,M版本保证在R版本的基础上满足客户个性化的需求。

技术与平台开发流程与IPD流程类似,半导体的开发一般分为立项、研发、验证、发布和货架管理五个阶段。由TMT团队负责评审,TDT团队负责项目实施与交付。最终立足于平台,在平台上开发产品,以平台为核心构建产品线,支撑产品战略的落地。

研发项目管理

在制造或研发领域取得领先优势不仅有助于赢得市场,更能带来严格的成本管控。考虑到过去 10 年中企业开支出现了大幅飙升,成本管控在当下显得愈发重要。着芯片尺寸的缩小,研发工作也越来越具有挑战性:量子效应、微小的结构变化,以及其他不可控因素都可能会使整个研发过程变得十分复杂。从验证到IP选型,设计一款芯片的全过程成本极高。而对研发项目进行管理,是把控成本的关键因素。

研发管理,是一种以产品开发流程为基础的项目管理体系。一个高效的研发管理体系,可以对研发项目的人员、计划、质量、成本等进行综合管理,从而打造高效能的研发团队,更好更快地实现项目目标。研发项目计划围绕研发项目目标,体现了准备做什么,什么时候做,由谁去做以及如何做的未来行动方案,系统地确定研发项目的任务、安排任务进度、编制完成任务所需的资源预算等,从而保证研发项目能够在合理的时间内,用尽可能低的成本,完成尽可能高的质量。基于选择的研发模式来制定规范化的研发项目管理制度,以规范项目操作,让团队成员有法可依,包括项目发布规范、缺陷处理规范、项目流程规范、测试用例管理规范等。

建立跨部门组织

在半导体行业,这种螺丝钉化体现的非常明显:在设计领域,很多公司的工作流程都是分开的,有的人负责电路仿真,有的人负责版图设计,有的人负责测试检图,还有人负责前期市场调研,后期销售,软件工具采购等工作,并有专人负责这些人员的管理工作,例如HR,财务,法务,项目管理,档案,党建,政府关系等等,每个人各司其职,每个人又不能轻易学习到超出自己职责范围的业务知识,更不能越界进行工作处理。在制造端,这种流水线和螺丝钉化更加明显细分。这就给研发项目造成一定的沟通成本,导致不能及时交付。可以建立跨部门组织来解决这个问题。

IPD的全称是集成产品开发,顾名思义,IPD强调的就是“集成”——不仅仅是产品的高度集成,还包括企业内部研发流程的高度集成、组织的高度集成……所以,需要建立跨部门组织进行“拆墙”——不仅仅要拆掉部门办公室之间的实物墙,更要拆掉业务人员心里的“墙”。为了让企业所有人都能面向市场和客户,IPD通常按层级组建三类跨部门的团队:负责产品开发/技术研发决策评审的决策团队——IPMT/ITMT;负资市场管理与产品/技术规划的组合管理团队——PMT/TPMT;负责产品开发的产品开发团队——PDT;负责产品平台与技术开发的技术开发团队——TDT。

风险管理

半导体企业一般在全球采购零件和设备,而某些产品服务的市场仅由个别公司主导,供应链安全风险较高。若一家关键供应商无法发运或延迟交付,生产线便可能停产。若企业碰到大规模应急事件,受到的影响将更为剧烈。进行风险管理,提前防止意外的供应短缺,灵活、有韧性地管理供应链,以便迅速调整,及时应对。

微信图片_202307041420193.png

对产品开发项目所可能面临的所有风险进行分类和归纳是建立一套项目风险管理方法的基础。首先,企业需要组建一支由管理、技术、市场、知识产权等领域的专家组成风险控制专家委员会。评估维度的等级划分根据企业产品开发项目的特点和对风险管理实践的总结,综合其他半导体企业风险管理的一些经验,把风险评估的三个维度确定为风险影响值、风险发生概率和风险权重。风险影响值的大小体现了所评估风险对项目成功的影响程度,为有效进行产品开发项目的风险管理工作,需要各个企业建立高效的项目风险管控机制和管理库,保证整套项目风险管理方法的实现。

最后,先进工艺制程的半导体开发挑战重重、成本高昂,需要巨额资金投。为了全面提升设计与制造能力,同时有效控制成本,半导体企业需要制定专项战略,合理规划研发投资。而IPD流程是实现企业商业成功,实现开发多快好省的重要手段。


免责声明:
1.IPD百科网所有文章文档均于网上收集整理所得,版权属于原作者。
2.IPD百科网分享的所有资源仅供学习和研究之用,请在下载后24小时删除。如用于商业用途,请到所有方购买版权,追究法律责任与本网站无关。
3.以任何方式登录或者进入本网站或直接、间接使用IPD网站资源我们均视为您自愿接受并完全同意本声明。
4.如有内容侵犯您的版权或其他利益的,请联系13212350979 我们会在收到消息后24小时内删除。

联系我们

Contact us

联系电话:021-61990302                  邮箱地址:office@ipdwiki.com
Copyright © 2022 IPD百科网 All rights reserved 沪ICP备2021008520号-5  
沪ICP备2021008520号-6