盘点：IBM在半导体方面做的贡献

　　IBM（国际商业机器公司）或万国商业机器公司，是InternaTIonal Business Machines CorporaTIon的简称。总公司在纽约州阿蒙克市，1911年托马斯·沃森创立于美国，是全球最大的信息技术和业务解决方案公司，业务遍及160多个国家和地区。

　　IBM是全球著名的IT服务供应商。IBM在全球有43万多员工，年销售额近1000亿美元，每年在研发上投入约60亿美元资金。

　　IBM继2015年在美国获得了7355项专利，虽然略低于2014年的7534项，但仍连续23年高居榜首。

　　IBM发言人称，公司2016年在美国获得的专利数量仍将超过7000项。这样，IBM将继续成为在美国获得专利数量最多的科技公司，从而实现24连冠。

　　2016年，IBM还将创下另一个里程碑：人工智能和认知计算相关专利数量将超过1000项。相比之下，Facebook2015年获得的整体专利数量也不到1000项。

　　IBM研究人员遍及全球，包括美国、印度、德国、以色列和其他一些国家。在过去的20年间，IBM总计获得超过88000项专利。

　　然而在半导体领域，IBM实际上它是一家半导体技术领先公司，并以输出技术及提供服务平台而闻名。观察到它与Chartered，Samsung，AMD等有很长的技术合作历程。它开发了许多专利技术，大多非自用，而是作为技术输出。

　　然而业界对于IBM的认识，之前大多认为它是一家大型计算机公司及软件供应商，是一家技术服务型公司，擅长于提供软件支持。实际上IBM对于全球半导体业的贡献是非常巨大。

　　IBM在半导体方面贡献

　　最典型的是全球逻辑电路，除了英特尔是鹤立鸡群之外，实际上IBM是领跑者。它创建的全球IBM制造技术联盟（IBM Alliance），成员包括有

　　Samsung，Toshiba，AMD，Freescale，Infineon，STMicron，Chartered及NEC八家，目标是攻克32/28纳米时的高k金属栅（HKMG）工艺难题。但是它采用的是gate-first工艺，而英特尔是自45纳米开始就采用gate-last工艺。

　　在全球半导体工业发展历程中IBM曾推出多项突破性的半导体技术，对于产业发展作出巨大贡献，包括如1966年的单晶体管的DRAM单元;1980年RISC处理器架构;80年代3D封装，倒装芯片（flip chips）技术等;1989年全球第一个200mm 生产线;嵌入式DRAM总线;1997年的铜互连技术，替代铝线，能效更高;化学机械抛光技术（CMP）;硅锗（SiGe）晶体管的引变（stress）技术;氟化氩（ArF）光刻;计算机化光刻技术;化学增量光刻胶及绝缘层上硅（SOI）技术等。

　　如当IBM发表了铜制程与Low－K材料的0．13微米新技术，曾找上台积电和联电兜售。该时台湾半导体还没有用铜制程的经验，台积电回去考量后，决定回绝IBM、自行研发铜制程技术；而联电则选择向IBM买下技术合作开发。然而由于IBM的技术强项只限于实验室，在制造上良率过低、达不到量产水平。到了2003 年，台积电的0．13 微米自主制程技术惊艳亮相，客户订单营业额将近55亿台币，联电则约为15亿台币，导致两雄之间的先进制程差距拉大，台积电一路跃升为晶圆代工的霸主，并且一家独秀。

　　IBM在业界首次结合铜芯片、绝缘硅和应变硅三种制造技术，采用90纳米工艺在2004年开发出低功耗、高性能的新型微处理器—64位的PowerPC 970FX。

　　现阶段半导体工艺制程技术在20nm以下有两条路径，一条是依intel的FinFET 3D技术，另一条是以IBM为首，STMicronelectronics.GlobalFoundries等加入的耗尽层绝缘体上硅（FD SOI）技术。目前两种技术各有优劣，它与使用的要求相关，很难说谁将一定胜出。由于FinFET技术需要从IC设计开始兴建新的生态链，工艺复杂，会影响成品率而提高成本。而对于FD SOI工艺，由于SOI硅片成本高，要500美元一片，相比通常的12英寸晶园每片80美元。但是它适用于目前的2D工艺，其它方面的变动不大，尤其适用于高频，或者低功耗器件的制造。两条技术路线的前途决定于intel，Qualcomm，TSMC，Samsung等顶级大厂的支持与使用。

　　IBM正在不断深化同AMD、苹果、Nvidia、高通、三星、索尼以及其他一些公司的合作关系，帮助他们更好地利用IBM领先的半导体制程技术。

　　2004年，AMD与IBM签订协议，共同开发新的65纳米和45纳米逻辑制程技术。根据协议，在研发期间AMD将支付给IBM大约2.5亿～2.8亿美金。作为回报，AMD有权采用IBM部分先进的制造技术，包括C-4芯片封装技术。

　　2004年3月，三星公司宣布与IBM、新加坡特许半导体制造公司（Chartered Semiconductor Manufacturing）和英飞凌达成战略性半导体技术开发合作关系。结成合作伙伴关系的4家公司重点关注65纳米及45纳米芯片技术。

　　2014年IBM倒贴15亿美元，脱手它的老旧芯片生产线给格罗方德，双方进一步加强技术方面的合作。

　　代工服务

　　IBM在Vermont于1988年创建200mm生产线，产能60，000片，工艺能力Analog，Logic，Memory及Mixed Signal。并在East Fishkill于2001年创建300mm的R&D线及2002年投资了超过25亿美元，兴建世界上最先进的300毫米晶园制造生产线，并开展代工服务。

　　IBM的代工，与台积电等相比并不突出，2013年它在全球代工中，（属于IDM代工），排名第11位，销售额近5亿美元。

　　IBM已经和特许半导体制造公司签署多项战略性技术发展和制造协议， 两家公司合作开发90纳米和65纳米的buk-CMOS工艺技术，用于在300毫米晶园上进行芯片代工生产。双方还达成一项互惠制造协定，为客户提供更灵活的双重来源选择。

　　Intersi宣布进一步扩展同IBM的芯片代工合作，将内部所有的0.6微米BiCMOS晶片制程全部移往IBM位于佛蒙特州Burington的芯片制造厂。到2005年，该工厂将生产出5亿颗BiCMOS晶片，这些晶片经过测试封装后，将为各类台式机、笔记本电脑、掌上计算设备和宽带电源应用提供电源管理功能。

　　到2014年时IBM己连续第5年被Gartner评选为业界领先的定制芯片（ASIC）供应商。

　　IBM与思科公司合作，共同设计并生产思科硅封包处理器（SPP）—全球最完善的40 Gbps特定应用集成电路（ASIC），它总共拥有3800万个门电路、约1.85亿的晶体管以及188个可编程32位RISC处理器，每秒能处理470亿条指令（BIPS）。该处理器将应用于思科面向运营商的路由器系统（Carrier RouTIng System，Cisco CRS-1）中，后者是一款最新的路由系统，用以在IP网络中传输数据及影音文件。

　　IBM推出了业界首个定制芯片设计方法，主要用于在下一代定制芯片中实现性能最大化和功耗最小化。这方法被称为“变量识别时序（variaTIon-aware timing）”，预计将缩短多达4倍的定制芯片设计周转时间，帮助客户加快新产品的上市速度。该方法针对130纳米、90纳米和65纳米的ASIC设计。

　　业界可能知之甚少，华为的海思曾是IBM半导体制造的最大客户，并且IBM半导体也是华为海思在芯片制造上的重要合作伙伴。

　　同样中芯国际曾于2012年3月28日与IBM签订协议，合作开发行业兼容28纳米技术。根据合作协议，中芯国际及IBM将先交换若干技术资料，然后展开行业兼容28纳米技术的合作与开发。

　　IBM倒贴15亿美元甩掉半导体

　　据2014年10月消息，IBM将低级的服务器业务以23亿美元价格卖给中国联想后，IBM公司发表声明，同意支付给格罗方德（Globalfoundries）公司15亿美元，把旗下亏损连连的半导体制造业务脱手给格罗方德，格罗方德也从IBM取得半导体设计能力。

　　在15亿美元的交易总额中，IBM将支付13亿美元现金，分3年给付完毕，营运资金抵销2亿美元。未来10年格罗方德将独家供应IBM专用的Power处理器，格罗方德将能使用IBM这方面的知识产权。

　　据悉，双方合作内容不仅包括收购晶片厂、接收所有技术团队及员工、为IBM代工处理器等，双方还宣布，IBM未来5年将投入30亿美元研发基础半导体技术，研发成果及硅技术等，并同步转移给格罗方德，格罗方德将成为全球拥有最先进半导体硅技术的晶片代工厂。

　　尽管半导体制造业务占IBM整体营收不到2%，但该部门每年亏损最多时曾达到15亿美元，2014年上半年亏损4亿美元，2013年全年亏损7亿美元，因此IBM决心壮士断腕。

　　格罗方德最感兴趣的是能够取得IBM的工程师及知识产权，而非制造设施。但IBM将保留与系统相关的知识产权，不过技术授权费用将递减。

　　联电第一次和IBM进行此类合作。2012年的时候，双方曾就14nm FinFET工艺的开发达成合作。

　　在10nm合作方面，IBM联盟会针对联电客户的需求开发基准10nm工艺，联电则会派出一队工程师，前往纽约州奥尔巴尼，参与10nm的开发工作。

　　2015年7月IBM宣布全球首块7纳米芯片试制成功，尽管仅是块测试芯片，尚不具备量产能力，但是反映IBM的芯片生产线出售之后，并没有改变它的先进制程技术输出的能力。

　　IBM与中国

　　IBM与华为

　　1998年，经任正非发起，推动了在华为研发内部进行的“向美国人学习”、“向IBM学习”的活动，并组织了“创业与创新”的大讨论。华为重新反思了什么是产品研发，提出一个尖锐的观点，产品研发的过程必须是面对当前客户需求的快速响应。

　　1999年2月，华为正式聘请IBM公司做顾问，化5000万元，开展IPD（集成产品研发流程）咨询项目。以前华为的产品开发都在中研部，产品经理定位在研发，实行IPD改革后将改由PDT（产品开发团队）来承担，产品经理不再落在研发，而是直接由产品线管理团队管理。

　　每个产品都有各自的PDT，每一个PDT团队由研发、市场、财务、采购、用户服务、生产等各部门抽调的代表组建，就像一个创业型“小企业”。

　　因此华为/海思曾是IBM半导体制造这块最大的客户，并且IBM半导体也是华为/海思在芯片制造上的重要合作伙伴：华为/海思很多的芯片，尤其是ASIC芯片，是在IBM完成的；而IBM制造的多数产能也是华为/海思提供的；双方有着长远、深厚的合作基础；在对方眼中的地位都是非常重要。

　　IBM与联想

　　2005年5月1日联想集团有限公司与IBM共同宣布，联想完成了对IBM全球个人电脑（ThinkPad）业务的收购，这标志着全球第三大个人电脑企业从此诞生。 联想集团董事会主席杨元庆说：“这笔交易的完成对联想是一个历史性的事件，标志着全球个人电脑产业新纪元的开始。

　　联想在全球增长速度最快的市场中占据着领先地位。 并购 IBM PC 业务以后，联想将成为全球第三大 PC 供应商。其中最值得一提的交易就是联想于2005年收购IBM的PC业务，恰恰就是这项交易开启了一家中国成功企业向全球巨头的转变之旅。IBM的霍腾休斯曾代表IBM进行了2005年收购交易的谈判，并于此后加入了联想。

　　2014年1月，两家公司宣布它们最终又达成了交易。联想将支付23亿美元，收购IBM的x86低端服务器项目，这块年收入约46亿美元的业务，约7，500名IBM员工将加入联想。

　　首先，它能显著增强联想在低端服务器领域的地位，并能在开发和制造领域能与PC业务产生极大的协同效应。收购IBM这块业务后，联想在企业数据中心服务器行业的排名将从第六升至第三。“联想的业务将据此增长近10倍”。

　　另外，虽然低端服务器是IBM的低利润率业务，但对于联想仍属于高利润率，联想总是将市场占有率置于比利润更重要的地位，以低价与戴尔（Dell）和惠普展开竞争。

　　中晟宏芯获IBM的Power 8架构和指令集永久授权

　　2016年6月22日，苏州中晟宏芯信息科技有限公司（下称“中晟宏芯”）对外公布，该公司已拿到IBM服务器处理器芯片Power 8芯片架构和指令系统的永久授权，并可以基于该芯片进行自主创新。所谓“指令系统”，是指用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合。

　　中国政府日渐宽松的安全政策，令IBM可以通过将专利授权给中国厂商的方式，间接进入对外资IT企业来说门槛颇高的政府部门和工业核心领域的服务器市场。

　　中晟宏芯成立于2013年，其员工主要来自中科院计算所和IBM，2014年加入IBM发起的OpenPOWER基金会，并在2015年6月发布了第一款IBM授权POWER架构的服务器芯片产品CP1。中晟宏芯表示，正在与中国多家潜在客户进行谈判，包括电信运营商和电力公司。

　　IBM已同意中晟宏芯可以删除Power 8的安全模块，代之以国产的安全模块系统，以符合中国政府在安全方面的监管要求。

　　IBM利用OpenPOWER基金会将产品专利授权给中国厂商使用，从而间接进入对外资IT企业来说门槛颇高的政府部门和工业核心领域。IBM提供服务器基础设计，在此基础上帮助中国合作厂商进行二次开发，以此达到“自主研发”的要求。

　　中晟宏芯认为引进Power 8之后，需要结合政府部门要求和厂商迁移需求重新设计中国自主标准的安全模块。初期在掌握源代码的基础上学习IBM技术，做出可控芯片，后期则在IBM帮助下自主定义芯片结构。

　　这是IBM迄今就安全问题作出的最大让步。

　　今年以来，IBM在中国市场的处境正在改善。随着中国政府对“自主安全可控”认识的转变，主管部门已经认可与外企的合作模式，但前提是要在中国的法律框架下保障安全。

　　2015年10月，IBM软件和硬件业务负责人、全球执行副总裁Steve Mills表示，会对工信部授权的第三方安全检测机构开放软件代码。这被视为IBM渴望获得中国政府承认的信号。

　　作为回应，中国政府默许IBM通过授权给中国厂商专利技术，由后者生产销售用于核心部门服务器芯片产品的模式。