Chipmaker Fab und Fabless: Ich erkläre den Unterschied

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La Chip-Geschichte Es ist faszinierend, weil es uns die Entwicklung der Technologie (und damit unseres Lebens) im Laufe der Jahrzehnte verständlich macht. Alles beginnt in den 40er / 50er Jahren, als dank der Geburt der Bell Labs die Möglichkeit entdeckt wurde, elektrische Schaltkreise zu einem einzigen miniaturisierten Objekt zu verbinden Transistor und daher von ersterem integrierte Schaltkreise. Ein ebenso wichtiges Kapitel dieser Geschichte reicht bis in die 60er / 70er Jahre zurück, als die ersten geboren wurden Mikroprozessoren in den Händen von Intel und Texas Instruments. Es waren auch die Jahre, in denen ein gewisser Gordon Moore die Entwicklung der Prozessoren skizzierte und sagte, dass sich die Anzahl der Transistoren in ihnen jährlich verdoppeln würde. Ja, ich spreche vom Mooreschen Gesetz, das in letzter Zeit gelegentlich wiederbelebt wird, wenn es um SoC geht, ein Akronym, das für steht System-on-a-Chip.

Ein SoC ist nichts anderes als die Weiterentwicklung der integrierten Schaltung, denn ein SoC ist ein Satz verschiedener Komponenten, die in einen einzigen Chip eingebaut sind. Heutzutage enthalten die meisten elektronischen Geräte in unseren Häusern ein System-on-a-Chip. Das wichtigste Beispiel ist zweifellos das von Smartphone, angetrieben von SoCs, die Elemente wie CPU, GPU, RAM, ROM und Zubehörelemente wie NPU, TPU usw. enthalten. SoC ist das letzte Kapitel unserer Geschichte, der letzte Schritt in der Evolution integrierter Schaltkreise. Und wenn SoCs heute unseren Alltag mit solcher Relevanz beherrschen, ist dies auch dem Wandel der Chiphersteller-Branche zu verdanken. Genau aus diesem Grund möchte ich heute erklären, welche die Unterschied zwischen Fab und Fabless Chipmaker und wie dieser Unterschied die Tech-Landschaft für immer verändert hat.

Lassen Sie mich erklären, was der Unterschied zwischen Fab und Fabless Chipmaker ist

Um zu beginnen, müssen Sie das wissen, bevor die Jahre 80 diese Unterscheidung gab es nicht. Vor vierzig Jahren konnte der Chipmarkt in zwei Fronten unterteilt werden: das von US und das der Japan. Auf der einen Seite hatten wir Intel, Texas Instruments und Motorola, auf der anderen NEC, Hitachi, Toshiba, Fujitsu und Matsushita (jetzt Panasonic). Alle Unternehmen, die eine vertikale Produktion hatten und damit die gesamte Lieferkette von der Konzeption bis zur Herstellung der Chips verwalten. Zwischen diesen beiden Fronten gab es auch dieEuropa die, obwohl sie nur eine Minderheitsbeteiligung mit den Niederländern besitzen Philips, hat paradoxerweise dazu beigetragen, die gesamte Branche zu revolutionieren. Wie ich es dir erklärt habe in diesem Editorial, ist es Philips zu verdanken, dass Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, besser bekannt als TSMC.

Der 1987 in Taiwan gegründete Chiphersteller verdankt sein Vermögen seinem Gründer Morris Chang, derjenige, den wir den Schlussstein des Themas definieren können, über das ich spreche. Der gebürtige Taiwaner zog in die USA, wo er sein Studium an den amerikanischen Universitäten Harvard, Stanford und MIT absolvierte und anschließend 25 Jahre für Texas Instruments arbeitete, wo er mit seinem Witz die Hierarchie hochstieg und zum Vizepräsidenten wurde. Und Taiwan, das bestrebt war, auf dem Technologiemarkt wettbewerbsfähig zu werden, sah in Morris die ideale Figur für dieses beschwerliche Ziel. Herr Chang wurde daher von der taiwanesischen Regierung als Präsident desITRI (Industrial Technology Research Institute), ein von Taiwan nach dem Vorbild des Silicon Valley gegründetes Forschungs- und Entwicklungszentrum. Und es war in diesem Zentrum, das Morris geschaffen hat TSMC, mit der Absicht, die Insel zu einem der Protagonisten auf dem Halbleitermarkt zu machen.

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Trotz des Eintritts in einen hart umkämpften Markt, auf dem die Amerikaner und Japaner jahrzehntelang kommandiert hatten, gelang es TSMC, innerhalb relativ kurzer Zeit erfolgreich zu sein poco Wetter. Dies ist der Arbeit von Morris Chang zu verdanken, der seine jahrzehntelange Erfahrung nutzte, um die Richtung des Marktes im Voraus zu verstehen. Tatsächlich war es in den 80er Jahren für Chiphersteller mit Fabriken nicht ungewöhnlich, dass die Produktion die Nachfrage überstieg, die zwar so hoch war, aber nicht so hoch wie heute. Der beste Weg, um Abfall zu reduzieren und keinen Verlust zu machen, bestand darin, diesen Überschuss mit anderen Unternehmen zu teilen, insbesondere solchen ohne eigene Fabriken. Ein Trend, den Morris zuallererst verstand, als er TSMC gründete mit dem Wunsch, sich ganz dem zu widmen Chipproduktion für andere Unternehmen.

Wir können sagen, dass der Schritt von Morris einen Paradigmenwechsel für die Welt der Chips darstellte und die Türen zu noch nie dagewesenen Szenarien öffnete. Das Vorhandensein einer Realität wie TSMC ermöglichte die Geburt kleiner Unternehmen, die jedoch immer noch bereit waren, in einen zuvor unerreichbaren Markt einzutreten. Der Bau von Chipfabriken erfordert Investitionen in Milliardenhöhe sowie hochqualifizierte Arbeitskräfte. Im Gegenteil, die Geburt des Geschäftsmodells bedeutete die Möglichkeit, jemand anderen dafür zu bezahlen, die Chips für ihn herzustellen.

tsmc morris chang

Chipmaker fabelhaft

Daher ist TSMC in jeder Hinsicht der erste Fab-Chiphersteller in der Geschichte. Die Definition "fab" (oder auch "reines Spiel“) Bezeichnet alle Unternehmen, die ausschließlich an der Herstellung von Chip von Drittanbietern. Es fällt hauptsächlich in diese Kategorie TSMC, derzeit Branchenprimus per Post: Laut Verkaufszahlen besitzt der taiwanesische Chiphersteller mehr als 50 % des Marktes. Fast alle SoCs, die wir auf Smartphones, Tablets und Notebooks finden, kommen aus seinen Fabriken, ebenso wie CPUs und GPUs, die in vielen PCs, Laptops, Prozessoren, Grafikkarten und Konsolen enthalten sind.

Auch auf der Insel Taiwan finden wir UMC (United Microelectronics Corporation), ein weiterer historischer Fab-Hersteller, der hauptsächlich Chips für elektronische Produkte wie Heimautomatisierung, Konnektivitätsgeräte, Spielzeug, Uhren usw. herstellt. Ein weiterer bemerkenswerter Name ist der von GlobalFoundries, eine von der Muttergesellschaft AMD abgelöste Rippe (von der ich im nächsten Absatz zu Ihnen spreche). Zu seinen Kunden zählen neben AMD selbst natürlich auch Unternehmen wie Qualcomm, MediaTek, NXP Semiconductors, Qorvo, Cirrus Logic und Broadcom.

Tsmc-Chip-Wafer

Bleibt man in Asien, könnte man meinen, China sei eines der Benchmark-Länder in der Chipproduktion, aber das ist nicht der Fall. Im Gegensatz zu Taiwan und Südkorea ist die Nation von Xi Jinping nicht so wettbewerbsfähig geworden. Bis heute ist das einzige Unternehmen mit einem fairen Marktanteil SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corporation), deren bekannteste Kunden Qualcomm, Broadcom und Texas Instruments sind.

Diese, die ich Ihnen gerade erzählt habe, sind die Hauptnamen in der Kategorie der Fab-Chiphersteller. Andere kleinere Unternehmen, die in diese Gruppe fallen, sind die Huahong Group, PSMC, VIS, Tower Semiconductor und DB HiTek.

SMIC

Fabless Chipmaker

Mit der Beseitigung der Eintrittsbarrieren in die Halbleiterwelt dank TSMC wurde zwischen den 80er und 90er Jahren das Konzept der Fabless Chiphersteller. Der Vorteil dieser Diversifikation liegt auf beiden Seiten: Während sich Fab-Unternehmen auf die physische Fertigung spezialisieren können, können sich Fabless-Unternehmen dem Denken, Engineering und „Design“ der Chips widmen. Sobald diese „Zeichnungen“ erstellt wurden, schickt die Fabless-Firma sie an die Fab, die sich um die physische Herstellung und Lieferung kümmert.

Die Geburt des Fabless-Marktes war erwartungsgemäß von den damaligen Fab-Firmen nicht verpönt. Beispielhaft ist der Fall von Jerry Sanders, Mitbegründer von AMD, und seine Aussage „echte männer haben fabriken". Offensichtlich hat ihm die Geschichte nicht recht gegeben, denn seit den 90er Jahren haben wir die Geburt zahlreicher Fabless-Unternehmen erlebt. Die ersten in der Geschichte sind Chips and Technologies und Xilinx, während die beiden historischen Namen in der Welt der Smartphones zweifellos die kalifornischen sind Qualcomm und die Taiwanesen MediaTek. Wenn Sie ein Smartphone oder Tablet besitzen, stammt der darin enthaltene SoC wahrscheinlich von einem dieser beiden Unternehmen.

Chip-Lithographie
Hier ist ein Beispiel für ein Chip-Design, das Realität wird

Alternativ können Sie ein iPhone oder iPad haben. Wenn ja, ist ein proprietärer Chip drin Apfel, ein weiteres der größten Unternehmen in der Fabless-Welt. Alle Chips, die das breite Ökosystem von Cupertino bewegen, stammen aus TSMC-Fabriken, da es sich 2011 für taiwanesische Fabriken entschieden hat. Ein Wechsel von der mobilen Welt hat sich auch auf den der PCs verlagert, da Apple die Intel-Lösungen durch eigene Apple Silicon-Chips (ebenfalls von TSMC hergestellt) ersetzt hat.

Eine andere Möglichkeit ist, dass Sie ein Produkt haben Huawei: In diesem Fall werden Kirin-Chipsätze von seiner eigenen Abteilung hergestellt HISILICON. Und auch in diesem Fall sprechen wir von einem der vielen Kunden, die auf die physische Produktion von TSMC setzen. Da es jedoch dem US-Verbot zum Opfer fiel, wurde Huawei in die Entity List aufgenommen und damit auch HiSilicon. Dies bedeutet, dass Huawei die Chips von TSMC und allen Chipherstellern, die aus den USA stammende Technologien verwenden, nicht mehr herstellen lassen kann. Über das, UNISOC ist Chinas führender Hersteller von Fabless-Chips und es wird gemunkelt, dass er eine wichtige Rolle bei Chinas Wachstum auf dem Chipmarkt spielen könnte.

Wenn wir uns dem Computeruniversum zuwenden, sind die wichtigsten Fabless-Unternehmen AMD, NVIDIA e Broadcom. Ich habe Ihnen erzählt, wie AMD das Fab/Fabless-Geschäftsmodell kritisiert hat. Zwischen 2008 und 2009 entschied sie sich jedoch, nachzurüsten und, um wettbewerbsfähig zu bleiben, ihre Halbleitersparte als eigenständige Einheit, nämlich die oben genannten GlobalFoundries, abzuspalten.

Qualcomm Snapdragon 898 vs Mediatek Dimension 2000

IDM-Chiphersteller

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, obwohl es nicht mehr vorherrschend ist, die Kategorie der IDM-Chiphersteller. Die Abkürzung steht für Integrated Device Manufacturer, also die „altmodischen“ Chiphersteller. Ich beziehe mich auf die Geschäftsform, mit der dieser Markt geboren wurde, nämlich die Hersteller, die sich damit befassen, die gesamte Produktionskette von der Konzeption bis zur Herstellung der Chips abzudecken. Außerdem wird die Produktion sehr oft von der gleichen Firma verwendet, ohne die Chips daher an andere Firmen zu verkaufen.

Zu dieser Gruppe gehören historische Giganten wie IBM, NEC und Texas Instruments. AMD gab es seit der Geburt von GlobalFoundries nicht mehr, während Intel ist immer noch hauptsächlich ein IDM-Produzent. Unter anderem war erst kürzlich die Rede davon, wie Intel das könnte bringt seine Fabriken auch nach Italien.

Samsung Exynos 1080

Ich schließe mit dem atypischsten Namen in der IDM-Kategorie: dem von Samsung, dessen Produktion von elektronischen Bauteilen einen großen Teil seiner Einnahmen verdankt. Bis auf wenige Modelle enthalten alle Smartphones und Tablets proprietäre Chips Exynos. Der erste kam 2010 mit der Einführung des Samsung Galaxy S, dessen Datenblatt vom Hummingbird S5PC110 angeführt wurde. Der S5PC110 wurde später in Exynos 3 Single umbenannt, aber der erste Exynos SoC kam im folgenden Jahr mit dem Exynos 4210 Dual, den wir an Bord des Samsung Galaxy S2 und Galaxy Note fanden. Ein Chip auf seine historische Art, denn es war der erste, den Samsung an ein anderes Unternehmen verkaufte. Vielleicht erinnern sich einige von euch daran, denn der Exynos 4210 Dual war der SoC an Bord Meizu MX. Die Zusammenarbeit mit Meizu wurde bis 2018 fortgesetzt, mit Modellen wie MX2, MX3, MX4 Pro, Pro 5, Pro 6, M6s und 15 Plus. vivo hat Chips wie Exynos 880 auf Y51s, Y70s und Y70t, Exynos 980 auf S6 und X30 und 1080 auf X60 und X70 verwendet, aber es scheint, dass Samsung nicht mehr bereit ist, seinen Konkurrenten High-End-Chips zu liefern.

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