semiengineering：巴西半导体之路为什么如此困顿坎坷？

从巴西立志发展半导体产业开始算， 至今已经走过了20个年头，但为何却始终未能建成一座稍有规模的晶圆厂？该国的半导体产业之路为何如此坎坷？

知名半导体分析机构semiengineering对此做了分析，文章阐述了巴西半导体的发展史。

文章指出，在过去几年努力推动其半导体行业起步之后，巴西终于可能渐渐通过半导体 设计服务、存储模块和封装技术在市场上找到一席之地。

就半导体而言，巴西在业内长期不为人知。 但在很少或根本没有大张旗鼓的情况下，该国多年来一直在努力建设晶圆厂、组装芯片和发展无晶圆厂 IC 设计产业。 巴西在这方面取得了一些小小的成功，但也经历了几次挫折，包括几年前与 IBM 合作的巴西代工企业倒闭，以及最近政府支持的芯片组织 CEITEC 倒闭。 恩智浦最近还关闭了其在巴西的设计业务。

作为拥有超过2.12亿人口的世界上第六大人口国家，巴西在2000年开始认真发展国内的半导体产业。彼时，该国已经是手机，电脑和其他产品的庞大市场了。几家大型的跨国公司在巴西设立了制造工厂来生产这些产品。

也是在那个时候，巴西的制造工厂公司所有的芯片都是从国外进口，造成了一个巨大的贸易赤字。在这段时期内， 巴西尚没有晶圆厂。因此，由于巴西推行了高额的进口关税，走私芯片的非法交易开始在该国内疯狂蔓延。

为了解决这些问题，巴西政府在2002年开努力始发展该国的半导体产业。目标是建立晶圆厂并且发展无晶圆厂设计公司，国家计划培养一批新的工程师来支持这些计划。

今天，巴西仍然是一个拥有庞大的电脑、智能手机和其他产品的消费者市场，但是其半导体计划却未能实现。总的来说，根据带领巴西IC产业的半导体组织ABISEM的数据，巴西的芯片营收仅仅占了2020年全球市场的3.2%。另外，巴西依然未建成前端晶圆厂。该国拥有几家IC设计公司，但是没有之前计划的那么多。

简而言之，巴西在半导体方面的努力受到了缺少资金，政府不干预理念和一些其他因素的影响，但其中也有一些闪光点。巴西暂时放弃了建立晶圆厂的想法，但是其继续追求一些对资金需求较少的市场，例如IC设计和封装。事实上，巴西正在强加2.5D/3D，多芯片模块（MCM）和系统级封装（SiP）方面的努力，向先进封装进发。

巴西智能模块科技高级副总裁兼总经理兼ABISEMI总裁，Rogerio Nunes表示：“巴西有一些半导体封测公司以及内存模块制造商，主要聚焦于服务当地市场。我们今天也看到巴西正在努力促进我们的竞争力，例如实施税收改革和降低不断上涨的劳动力成本。这不仅是为了当地市场，同样有助于增加出口。机会就摆在我们眼前。”

ABISEMI成立于2014年，由HT Micron、Smart Modular、Qualcomm等十几家成员组成。

巴西国内的PC市场 数据来源：Gartner

巴西国内的手机市场 数据来源：Gartner

巴西的半导体产业最早出现在1980年代，当时来自不同的国家的近24家公司在巴西建立了办公室或工厂。

在1980年代，巴西政府实施一些不利于国外直接投资和进口税收的政策。事实证明，这些政策都是灾难性的。到1990年，所有半导体公司都关闭了在巴西的业务并且移到其他的地方。一些逃走的公司在亚洲建立了业务，他们在那生产制造产品再将其出口回巴西。

然后，在1990年代初期，巴西政府颁布了新的和更多有利的法规，将公司带回巴西。 1996年，摩托罗拉在巴西开立了I C设计中心（这个组织现在成为了NXP的一部分）。戴尔、IBM和其他公司也在这里建立了工厂。

1997年，美国内存模组供应商Smart Modular在巴西设立制造厂。  2009 年，韩国 Hana Micron 旗下的 HT Micron 在巴西成立。HT Micron 与 Smart Modular 一起构成了当今巴西最大的半导体相关市场的基础，即内存模块、组件和封装。

巴西最雄心勃勃的努力发生在 2002 年，当时政府启动了国家微电子计划。 目标是发展国内的集成电路产业，建设晶圆厂和创建集成电路设计中心。

该战略有点像“金砖四国”（BRIC）集团。  BRIC 是指巴西、俄罗斯、印度和中国的首字母缩写词，处于相似的发展阶段。 南非现在也是该集团的一部分。

与巴西一样，中国拥有庞大的制造基地，并从外国供应商那里进口了大量半导体。 与巴西不同，中国继续支持其半导体产业。 它向国内产业注入了高达 1500 亿美元的资金，并计划制造更多的芯片。

最终，在 2008 年，巴西政府推出了国有半导体组织 CEITEC。  CEITEC 位于阿雷格里港市，计划在全国范围内推出一系列 IC 设计中心。 该组织还制定了建造国内第一家 6 英寸小型工厂的计划。  CEITEC 还从德国的 X-Fab 获得了一些技术。

CEITEC员工协会Acceitec的发言人Julio Leão da Silva说：“CEITEC的计划旨在支持新创芯片设计公司，其中包括了设计工具。也包括了用于培训新的芯片设计师的IC设计课程”。

另一个有希望的芯片努力也出现了。  2012 年，IBM、国家经济和社会发展银行和 EBX 宣布计划在巴西建立一家代工企业。 目标是为芯片供应商提供代工服务。

这家总部位于巴西的合资企业名为 SIX Semiconductores，原定于 2015 年左右在价值 5 亿美元的晶圆厂开始生产。IBM 向该合资企业提供 130 纳米和 90 纳米工艺，以换取 SIX Semiconductores 的股份。

但在 2013 年左右，SIX Semiconductores 开始出现问题，当时 EBX 董事长 Eike Batista 在遇到财务问题后退出了合资企业。2014 年，一家阿根廷企业集团收购了 EBX 在 SIX Semiconductores 的股份，这家晶圆厂更名为 Unitec Semicondutores。Unitec 最初是一家无晶圆厂设计公司，但最终目标是将产品转移到另一个晶圆厂。

巴西 HT Micron 总监兼 ABISEMI 创新总监 Edelweis Ritt 说：“Unitec Semiconductores 有 30 多名 IC 设计师，并开发了至少两种产品”。 从 2014 年到 2018 年，Ritt 在 Unitec 担任过各种产品开发职位。

到 2018 年，Unitec 努力寻找投资者并获得必要的融资，但公司最终倒闭。

巴西半导体的一连串失败一直持续到2020 年底，巴西政府威胁要关闭 CEITEC。 当时CEITEC 已经开发了几种芯片设计。 它还完成了6 英寸晶圆厂的后道操作。

该组织需要更多资金，但政府拒绝了。Acceitec 的 Leão da Silva 说：“CEITEC 的销售额多年来一直很低，因为政府订购了项目但没有购买。一旦 CEITEC 开始为私营部门开发产品，销售额就开始增长。”

最近，巴西政府签署了一项法令，关闭了 CEITEC。 对于该部门的 IC 设计部分，政府正在寻求创建一个非营利组织来维护设计人员和开发的产品， 并有可能会出售晶圆厂和设备。

因此，巴西建造晶圆厂的梦想已经落空。 建造晶圆厂很难开始，而且需要雄厚的资金。VLSI Research 主席 Puhakka 说：“假设你想建立一个普通的 28nm 代工厂，你马上就需要投入 100 亿美元。 当然，结果非常不确定”。

巴西缺乏此类资金的投资和支持。“对于巴西这样的地方，有几种方法可以搞”，Puhakka说，“一种是让其中一家大公司在那建立业务。以越南为例，英特尔现在在越南的封装上投资了数十亿美元。你还需要一个稳定的政府。政府可能愿意提出一些激励措施，尤其是在基础设施方面。就巴西而言，我认为没有人做到过这种程度的承诺。”

回顾过去，巴西本可以将其资源重新分配到其他地方。 巴西 IC 无晶圆设计公司 Chipus 的技术销售经理 Heider Marconi 表示：“事实上，巴西在建造代工厂方面失败了，资金本可以更好地使用。巴西的半导体行业本可以收获更多。 资金本可以流向无晶圆厂公司、ASIC 公司和设计服务公司，而不是专注于代工厂。 与代工厂相比，这些企业需要更少的资金来实现自给自足。”

然而，巴西并非一无所有。 事实上，该国可能已经在半导体领域找到了自己的位置，例如 IC 设计、内存模块和封装。 多年来，出现了几家巴西无晶圆厂设计公司，例如 Chipus、IDEA!、Pi-tec 等。

例如，Chipus 于 2008 年作为一家模拟 IP 公司起家，但此后开始涉足 ASIC 和其他产品。“我们仍在开发模拟 IP，但不仅限于成熟节点，”Marconi 说。“在 ASIC 市场，Chipus 解决了一个不太受关注的市场。 我们专注于模拟密集型 ASIC。 我们有涉及高压、高速和定制模拟的项目。”

巴西正在以其他方式做出贡献。 多年来，巴西一直是寻找 IC 设计师和工程人才的重要场所。 Marconi说： “巴西大学有能力在半导体设计方面培养优秀的人力资源。 巴西绝对有人才储备，”“例如，如果你看看印度，他们无疑拥有人才拓展渠道。 就像印度一样，巴西是一个既有大学又有潜力成为集成电路强国的地方。 挑战在于许多离开巴西的巴西人不会回来。 他们有的在美国市场开设自己的公司，尤其是在硅谷。 相比之下，印度工程师已经在国内开设了工厂来支持他们在美国的业务。”

除了 IC 设计，该国还制造和开发内存模块、嵌入式组件和其他产品。 它还有一个相当规模的封装和测试行业。 几家原始设备制造商在巴西设有制造工厂。

总之，根据 ABISEMI 的数据，巴西的半导体总收入在 2019 年达到 5.528 亿美元，低于 2018 年的 6.265 亿美元。 下降的主要原因是内存市场的低迷。

毋庸置疑，巴西希望在电子和半导体领域保持竞争力。 该国还希望吸引更多公司到该国投资。

但也有一些令人不安的迹象。 恩智浦关闭其在巴西的 IC 设计业务的决定是一个重大打击。 由于亏损，福特还计划关闭其在那里的制造工厂。

除非巴西政府扩大支持企业的法律，否则其他人可能会效仿。  PADIS 是一项为巴西企业提供激励和税收减免的法律，将于 2022 年 1 月到期。

Smart Modular 的 Nunes 敦促政府将 PADIS 延长至 2029 年。此外，政府需要采取更多措施来支持其半导体行业。 不过，就目前而言，巴西政府的不干涉政策让这一计划变得困难。

与此同时，在半导体领域，巴西最大的产业围绕内存相关产品的生产和组装，如内存模块、嵌入式多媒体控制器 (eMMC)、嵌入式多芯片封装 (eMCP) 和固态硬盘 (SSD)。

Nunes 说：“Smart Modular 还在巴西制造和销售其他产品，包括先进存储器 IC 的封装和测试，例如 eMCP、eMMC、LPDRAM 和 DRAM IC，”Smart Modular 为高级存储器 IC 提供强大的封装和测试，例如具有 11 个芯片堆叠功能的产品。”

基本上，eMMC 是结合闪存和嵌入式应用控制器的组件。 通常，eMMC 采用 BGA 封装。 同时，eMCPs 将 eMMCs 和 DRAM 集成到一个封装中。

其中一些产品使用引线键合技术堆叠并封装在一起。 引线键合是一项较老的技术，但在当今的芯片封装中仍被广泛使用。

展望未来，巴西希望扩展到其内存模块和组装领域之外，并进军SiP等先进封装领域。

例如，巴西的 HT Micron 是 eMMC 和 eMCP 的供应商，最近推出了所谓的多组件集成电路 (MCO)。 该设备是一种支持 Sigfox 通信协议的射频收发器。 它结合了 Arm Cortex 内核和 STMicroelectronics 的低功耗收发器，它们都封装在一个 SiP 中。

“HT Micron 将成为低功耗 WAN 领域的全球参与者，”Ritt 说，“我们的愿景是成为先进封装的相关合作伙伴。 我们的韩国股东在内存业务的系统级封装方面拥有丰富的专业知识。 我们的使命是挖掘这些知识的价值，并将其用于现有的物联网行业。”

巴西还有其他封装工作。 例如，Smart Modular 在巴西有一条研发线，与一家名为 Eldorado 研究所的研发机构合作。 目标是开发用于 IC 封装和测试的新产品和新工艺。

Eldorado 是巴西最大的研发中心之一，专注于农业、汽车、能源、医疗保健和采矿领域的技术开发。 该组织还从事微电子工作，包括一家具有测试能力的 IC 设计公司。  Eldorado 与多个合作伙伴共同设计了多种芯片，例如解调器、医疗 IC 和 RFID。

最近，该组织开设了一个先进的封装实验室，由洁净室空间和设备组成。“我们拥有用于研发和小批量生产的先进封装线，”Eldorado 的研发经理 Eduardo Rodrigues de Lima 说。“我们在巴西有这方面的客户。”

Eldorado 最近概述了封装领域的五年路线图。 在第一阶段，实验室开发了光子学能力、MCM 和 SiP。 随着时间的推移，目标是开发 2.5D/3D 和倒装芯片技术。

VLSI Research 的 Puhakka 认为，看来巴西终于可能走上半导体的正确道路。 该国没有建造昂贵的晶圆厂，而是寻找资本密集度较低的地区：封装环节。

但巴西不太可能像中国一样能成为半导体市场的一支重要力量。 巴西可以解决几个不断增长的市场（如果不是利基市场）。 但即使是利基市场也需要时间和金钱来发展。