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為什么說芯片設(shè)計不難,生產(chǎn)芯片難
我們現(xiàn)在都知道芯片制造的完整過程包括:芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝測試等幾個主要環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都是尖精技術(shù)和先進科技的體現(xiàn)。
我們上次有提到過,設(shè)計一款芯片,開發(fā)者先要明確需求,定義諸如指令集、功能、輸入輸出管腳、性能與功耗等關(guān)鍵信息,將電路劃分成多個小模塊,清晰地描述出對每個模塊的要求。
然后由“前端”開發(fā)者根據(jù)每個模塊功能設(shè)計出“電路”,運用計算機語言建立模型并驗證其功能準(zhǔn)確無誤?!昂蠖恕遍_發(fā)者則要根據(jù)電路設(shè)計出“版圖”,將電路按其連接關(guān)系,有規(guī)律地翻印到一個硅片上。
至此,芯片設(shè)計才算完成。那為什么說生產(chǎn)芯片比設(shè)計芯片難呢?是因為后面的環(huán)節(jié)到了并不是你有技術(shù)就能完成的事了。
設(shè)計的最后環(huán)節(jié)就是流片,也就是試生產(chǎn),設(shè)計完后,由芯片代工廠小批量生產(chǎn)一些,供測試用。它看起來是芯片制造,但實際屬于芯片設(shè)計行業(yè)。
流片技術(shù)上不困難,因為芯片設(shè)計基于現(xiàn)有工藝,除了少量需要芯片設(shè)計企業(yè)指導(dǎo)的生產(chǎn)之外,困難在于錢、錢、錢。
流片一次有多貴?先引用CMP(Circuits Multi-Projets,美國一家非營利性多項目晶圓服務(wù)組織)的公開報價吧。
圖片來自CMP報價表
按照這份報價,以業(yè)內(nèi)裸芯(die)面積最小的處理器高通驍龍855為例(尺寸為8.48毫米×8.64毫米,面積為73.27平方毫米),用28納米制程流片一次的標(biāo)準(zhǔn)價格為499,072.5歐元,也就是近400萬元人民幣!
然后,芯片設(shè)計企業(yè)可以拿到什么呢?25個裸芯,平均每個16萬元!
但如此復(fù)雜的設(shè)計,是不能有任何缺陷的,否則無法修補,必須從頭再來。那就需要再次流片,就斷流片成功,也可能需要繼續(xù)修改優(yōu)化,再次改進后再次流片,而如果重新設(shè)計加工,一般至少需要一年時間。每一次都需要至少幾百萬元!
或許有人會提出疑問,這是成本上的問題,為什么算在困難上呢?這當(dāng)然是困難了,世界上最大的困難不就是沒錢嗎?
之所以在會提到流片費用,是因為許多人在談及芯片制造困難的時候都會指出,建立一條先進制程芯片產(chǎn)線需要天量資金投入,但通過流片可以看出,芯片設(shè)計對資金的渴求也同樣驚人,并且對團隊的智慧、精力、耐心都是極大考驗。