一個平台涵蓋所有關鍵製程！半導體最強生態系：台積電OIP，如何助客戶「首次投片即成功」？

台積電為什麼強大？絕大多數討論都在其技術實力，聚焦半導體先進製程進展。

光是2021年，台積電便宣布將資本支出預算從原訂的250億至280億美元，調高至300億美元，持續投入因應5G與高效能運算的先進與特殊製程。台積電總裁魏哲家並在4月法說會上表示，未來3年將投入1,000億美元增加產能，以支持領先技術的製造和研發。

但他們並不是靠一己之力就成為護國神山。許久未公開露面的張忠謀，就在今年4月演講時點出了另一項關鍵：協助客戶成長。

「晶圓製造是一個新的商業模式，幾十年了，我沒有再找到過下一個。製程研發與晶圓製造是半導體心臟一部分，心臟另一部分是IC設計；半導體公司（客戶）就是我們的朋友。」

為了服務客戶，台積電打造了堪稱半導體領域最重要的生態系：開放創新平台（Open Innovation Platform，OIP），還建立了一個入口網站（TSMC-Online），讓IC設計客戶都能連結到一個跨領域的生態系統，包括電子設計自動化夥伴、雲端夥伴、矽智財夥伴、設計中心及價值聚合設計服務等業者。

台積電表示，「開放創新平台」是一個完整的設計技術架構，涵蓋所有關鍵性的積體電路設計範疇，可有效降低設計時可能遇到的種種障礙，提高首次投片即成功的機會。具體優點是：能縮短設計時間、降低量產時程、加速產品上市時間，最終能加快獲利時程。

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「鯨魚帶小魚」雙重認證，降低試錯成本

簡單說，台積電在OIP生態系中找來IC設計業者需要的模擬軟體（電子設計自動化EDA）、設計模塊（矽智材）夥伴，結合自己的製程參數、技術檔案，提供給客戶「大批經認證的設計選項。」

「打個比方，就像一位頂級大廚寫好許多食譜，放在面前給你參考。」台積電OIP合作夥伴之一、Ansys半導體事業部研發總監章天浩解釋，IC設計業者在實際進入生產階段前，會透過各種EDA軟體，模擬各種製造情境。

以Ansys的產品來說，最擅長的部分是「減少耗電與熱可靠度問題」，但模擬與實際製造過程難免有落差。因此，台積電與EDA業者合作，等於是「double check」模擬選項的可行性，降低之後發生問題的機率，形同 幫IC設計業者「加速」投片生產，不會到了製造階段才發現狀況，得重回設計面修改。

「OIP就像一片海洋，台積電是鯨魚出巡，我們這些小魚要努力跟上。」章天浩笑說，這其實一點也不容易，以他帶領的部門為例，幾乎「每天」都要跟台積電討論、溝通，充滿壓力卻也有許多實質收穫。

收穫面很容易理解，因為全世界重量級的IC設計業者，都是台積電的客戶，只要能夠通過台積電製程驗證，台積電便會與合作夥伴、採用客戶聯合在OIP網站上發表的研究與聲明，公布新的解決方案上線，「這等於證明你通過老大的考驗，提升自己的產品競爭力。」

台積電OIP生態系

啟動時間：2008年
服務與產品：半導體設計技術架構合作平台
成績：打造全球最大經晶片驗證完成的矽智財（IP）與元件資料庫，矽智財組合超過3.5萬個

IC設計橫跨雲端，開創OIP平台新局

但另一方面，生態系也帶來開放競爭下的壓力。

至2020年為止，台積電OIP共有18個EDA業者加入，裡面不乏各有強項的好手，如新思科技（Synopsys）、西門子旗下的Mentor Graphics等業者。對於領先業者來說，「直接看到同業拿下新客戶、在研發上有所突破，雖然是處在健康的競爭環境，但是面對追趕，還是很有壓力。」

某種程度來說，這也是種「超前部署」，部署那些IC設計「會」用到的各種工具。

而 成員間共享價值，也是穩定生態系的重要關鍵。在半導體業首開先例的OIP，能夠從2008年上線運作至今，台積電自然沒有忘記要分享數據。

2020年，台積電貢獻了超過1.2萬個不同的技術檔案，支援數位邏輯、混合訊號等眾多應用領域，以及自動布局與繞線（Place-and-Route）、設計法則檢查（Design Rule Check，DRC）在內等450個製程設計套件；客戶每年下載超過10萬次。

再以矽智財來舉例，為了追求開發效率，IC設計業者會像拼拼圖一般，透過既有的各種「IP模塊」，組合出符合自己需求的晶片。「普遍來說，一塊晶片約有80％會採用IP，20％由客戶自己研發。」章天浩指出。

台積電即在OIP中整合「基礎矽智財、類比矽智財、嵌入式記憶矽智財、介面矽智財和軟智財」等不同類型業者的IP，並從2019年開始因應3D IC封裝（多顆晶片在同一空間垂直堆疊組合）趨勢，增加相關矽智財內容，隔年帶動OIP生態系相關IP與元件總數超過3.5萬個、年成長35％。

台積電與EDA、矽智財夥伴的合作模式，原本比較接近雙邊協作，共同滿足晶片設計客戶的需求。但隨著技術的演進，OIP也包含了更複雜的多邊互動，引進雲端成員。

2018年，台積電宣布與微軟、亞馬遜等企業合作，打造出虛擬設計環境（Virtual Design Environment，VDE），能讓客戶在雲端設計晶片，隨著不同階段擴充／彈性運用運算資源，並節省開發成本。

當時，微軟、EDA業者Cadence（益華電腦）與晶片設計公司SiFive聯手在台積電雲端完成了第一個系統晶片設計定案，讓OIP開放創新平台開啟新局。

規模、方案完整度沒人比得上

事實上，台積電自己認為的3大企業核心競爭優勢，就包含了「技術、製造與客戶」。從3奈米、5奈米、6奈米、7奈米、7奈米強效版、12奈米、22奈米到3D IC解決方案，都會擺在OIP上「等待」被採用。

甚至近年來，物聯網（IoT）和穿戴式裝置商機興起，台積電也快速推出超低耗電技術（ULP）平台，串連行動通訊晶片、運算、感測和連結技術廠商。

「台積電是最早創立半導體生態系的業者，這麼多年來也有很多代工業者想效法，但論規模、方案完整度都沒人能超越他們。」章天浩說，「其實OIP的重要性，一點也不輸給技術。」

責任編輯：張庭銉