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ファウンドリモデルは、半導体製造工場（ファウンドリ）と集積回路設計部門がそれぞれ別の会社または子会社に属するマイクロエレクトロニクスエンジニアリングおよび製造ビジネスモデルです。 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]これは、台湾積体電路製造有限公司（TSMC）の創設者であるモリス・チャンによって最初に考案されました。 [ 5 ]
集積回路メーカー（IDM）は、集積回路の設計と製造を行います。ファブレス半導体企業と呼ばれる多くの企業は、デバイスの設計のみを行います。一方、ファウンドリ（製造委託型ファウンドリ）は、設計は行わず、他社向けにデバイスを製造するのみです。IDMの例としては、Intel、Samsung、Texas Instrumentsなどが挙げられます。ファウンドリの例としては、 GlobalFoundries、TSMC、UMCなどが挙げられます。ファブレス企業の例としては、AMD、Nvidia、Qualcommなどが挙げられます。
集積回路製造施設は、建設と維持に多額の費用がかかる。ほぼフル稼働状態を維持できなければ、所有する企業の財政を圧迫することになる。ファウンドリモデルは、こうしたコストを回避するために2つの方法を採用している。ファブレス企業は、こうした施設を所有しないことでコストを削減する。一方、商用ファウンドリは、綿密なスケジュール管理、価格設定、契約締結を通じて、世界中のファブレス企業から仕事を受注し、工場をフル稼働状態に保つ。
デバイスの設計と製造の両方を担っていた企業は、もともとマイクロエレクトロニクスデバイスの製造を担っていました。これらのメーカーは、製造プロセスの研究開発とマイクロ回路設計の研究開発の両方に携わっていました。
最初の半導体専業企業は、モリス・チャンが設立した台湾積体電路製造（TSMC）で、政府の工業技術研究院からスピンオフした企業であり、1987年に設計部門と製造部門を分離した[ 6 ]。これは、米国でカーバー・ミードが提唱したモデルだが、コストがかかりすぎると判断された。設計と製造の分離はファウンドリモデルとして知られるようになり、ファブレス製造は半導体ファウンドリにアウトソーシングされるようになった[ 7 ]。
ファブレス半導体企業は、半導体製造能力を一切持たず、製造を外部のファウンドリに委託します。ファブレス企業はIC製品の研究開発に専念し、ファウンドリは製品の製造とテストに専念します。ファウンドリが半導体設計能力を一切持たない場合、それは純粋な半導体ファウンドリとなります。
ファブレス企業とファウンドリ企業に完全に分ける必要はありません。両方の事業を手掛け、それぞれのスキルを密接に連携させることで利益を得ている企業は数多く存在します。自社設計の一部を製造し、価値を見出す場合や特別なスキルを必要とする場合には、製造や設計を外部委託する企業もあります。ファウンドリモデルは、生産性の最適化を目指すビジネスモデルです。
最初の商用ファウンドリはMOSISサービスの一部でした。MOSISサービスは、学生、大学の研究者、小規模スタートアップのエンジニアなど、限られた手段しか持たない設計者に限定的な生産アクセスを提供しました。[ 8 ]設計者は設計を提出し、これらの提出物は商用企業の余剰生産能力で製造されました。製造業者は、処理工程が両方の作業と互換性がある場合、MOSIS設計用のウェハを自社のウェハのコレクションに挿入することができました。商用企業（ファウンドリとして機能）は既にそのプロセスを実行していたため、実質的に既に行っていることに対してMOSISから報酬を受け取っていました。閑散期に余剰生産能力を持つ工場は、高価な設備を遊休状態にしないように、MOSIS設計を実行することもできました。
高価な製造設備が十分に活用されないと、所有者の財政破綻につながる可能性があるため、余剰のウェハー製造能力を売却することは、工場の利用率を最大化する手段であった。したがって、経済的な要因により、工場運営者は余剰のウェハー製造能力を売却したがる一方で、設計者は製造能力を自社で構築するよりも購入したいと考える状況が生まれた。
MOSISは一部のファブレス顧客に門戸を開き、ファウンドリの追加収益と顧客への低価格サービスの提供を実現したものの、MOSIS生産を中心とした事業運営は困難を極めた。ファウンドリ各社は余剰ウェハ生産能力を副次的な事業活動として販売していた。顧客へのサービスは商業事業の二次的な位置づけであり、サポートの保証はほとんどなかった。ファブレス顧客にとって、どのファウンドリを選ぶかによって、設計、開発フロー、利用可能な技術が左右された。ファウンドリによっては、独自の非移植的な準備手順を要求する場合もあった。また、自社の手法に関する企業秘密を保護することに関心のあるファウンドリは、煩雑な秘密保持手続きを経て初めて設計者にデータを公開する意思を示す場合もあった。
1987年、世界初の専用ファウンドリである台湾積体電路製造（TSMC）が開業しました。[ 9 ]「専用」という区別は、当時の典型的なファウンドリが自社製IC製品の製造と販売を主な事業としていたことと対比されています。専用ファウンドリは顧客にいくつかの重要な利点を提供します。まず、完成したIC製品をサプライチェーンに販売しないため、ファブレス顧客と直接競合することはありません（ファブレス企業の一般的な懸念を解消します）。次に、専用ファウンドリは、フルスケール生産ラインに加えて少量シャトルサービスも提供することで、顧客のニーズに合わせて生産能力を拡張できます。最後に、専用ファウンドリは業界標準のEDAシステムに基づく「COTフロー」（顧客所有ツール）を提供しますが、多くのIDMファウンドリは顧客に独自の（非ポータブルな）開発ツールの使用を要求していました。COTの利点により、顧客はコンセプトから最終設計まで、設計プロセスを完全に制御できます。
2009年時点で、上位17社の半導体ファウンドリは以下の通りでした。[ 18 ]
（１）現在はグローバルファウンドリーズに買収されている
2008年時点で、半導体製造専業の上位18社は以下の通りでした。[ 19 ]
（１）2008年にCR Logicと合併し、IDMファウンドリとして再分類された。
2007年時点で、上位14社の半導体ファウンドリは以下のとおりです。[ 20 ]
世界ランキングについては：[ 21 ]
2004年時点で、半導体製造専業の上位10社は以下の通りでした。
最先端技術を維持するためのコストは、チップの世代が進むにつれて着実に増加している。この財政的負担は、大手ファウンドリとファブレス顧客の両方に及んでいる。新規ファウンドリの建設費用は10 億ドルを超える。多くのファウンドリは、研究開発費と製造工場の維持費を分担するため、競合他社と合弁事業を設立している。
チップ設計会社は、特許権者との広範な相互ライセンス契約を結んでいるライセンス取得済みのファウンドリから製品を購入することで、他社の特許を回避することがある。[ 22 ]
盗まれた設計データも懸念事項です。データは直接コピーされることは稀で、明らかなコピーはチップ内の特徴的な機能によって容易に識別されます。 [ 23 ] これらの特徴は、この目的のため、または設計プロセスの副産物としてそこに配置されています。しかし、手順、プロセス システム、操作方法、概念を含むデータは、競合他社に販売される可能性があり、競合他社は数ヶ月または数年の面倒なリバース エンジニアリングを節約できる可能性があります。