IC设计公司有多种分类方法。若按有无芯片生产能力来分,可分为兼具设计与生产能力(Integrated Design and Manufacture,IDM)的企业和只有设计能力,找专门工厂进行生产(Fabless)的企业两大类。
历史上最早出现的是第一类企业,当时芯片仅仅是印制电路板的微缩版本,生产和设计分工并不明确。随着芯片技术的发展,设计和生产逐渐分离,并各自按照不同的技术路线发展演进。第一类企业往往拥有雄厚的资金,因为芯片的生产设备十分昂贵,芯片制程方面的技术获取和积累难度大,是所谓“重资产”领域。
以台积电为代表的芯片生产厂商看准了设计与生产相分离的趋势,开启了芯片“代工”的新模式,即代替设计公司生产芯片的模式。只要设计公司提供规定格式的设计文件,代工厂就能够生产出他们想要的芯片。这种代工厂称为Foundry。芯片代工厂的成立,鼓励了那些资金较少但又有芯片设计需求的企业和个人成立专门的设计公司,从而形成了当前的“设计公司+代工厂”模式。
就如当年“微软+IBM”的商业联合力压苹果,占据了个人计算机的大部分份额,这种“设计公司+代工厂”模式也已成为绝对的主流,传统的IDM公司也正在逐渐改变其思路。例如著名的AMD公司,原本是一家IDM公司,后来将设计与生产剥离,设计部分仍叫AMD,生产部分改名Global Foundry,为全世界的设计公司做代工。韩国三星电子属于IDM公司,但它除了满足自己的需要,偶尔也做代工,苹果设计的手机芯片有一部分是由台积电代工的,而另一部分则由三星代工。Intel、TI、ST等国外大厂都是IDM公司,但由于生产技术的强保密性,一些企业的生产技术、加工精度已经相对落后,不再属于芯片制造的第一梯队,但它们也有自己的生存之道,例如更加紧密的设计与生产的结合。由于没有公司间的隔阂,其设计要求可能会直接促成某些生产工艺的调整和改进,这是“设计公司+代工厂”模式很难做到的。这就类似于苹果的iOS系统,虽然CPU频率并不比安卓手机高,内存也不如安卓手机大,但运行流畅度却胜过安卓,这源于苹果更紧密的软硬件结合能力。
IC设计公司,按产品类型也可分为数字IC公司和模拟IC公司。数字IC公司主要的产品是数字芯片,模拟IC公司主要研发模拟芯片。这并不是说数字芯片中没有模拟器件,或模拟芯片中不包含数字器件,而是指它们各自功能的着重点。数字芯片的主要功能着重于数据的运算及传输,其模拟电路只起辅助作用,例如家里用的计算器,主要用来进行加减乘除运算,因而它属于数字设备,但它也需要电源驱动电路及时钟发生器来触发运算。模拟芯片的重点在于模拟,如ADC芯片、时钟控制芯片、电源管理芯片等。它们的核心是模拟功能,但同时也需要通过数字接口来配置一些参数才能正常工作,因而它们也需要I 2 C或SPI等数字电路。一些芯片,其模拟功能和数字功能同等重要,例如USB接口芯片,原本是用来传输数据的,按理说应该属于数字芯片,但为了提高传输速率,它使用了SerDes技术,传输时使用高信噪比的串行模拟信号,因而模拟处理电路也同样重要,这种芯片可称为数模混合芯片。