集成電路的成本一般分為兩個(gè)部分,固定成本和可變成本。
總成本=固定成本 + 可變成本。
固定成本
固定成本包括,IP license費(fèi)用,EDA工具的費(fèi)用,服務(wù)器的費(fèi)用,流片的MASK(掩膜版)的費(fèi)用,FPGA開發(fā)板及測(cè)試儀器費(fèi)用,封裝測(cè)試費(fèi)用,所有研發(fā)人員工資,市場(chǎng)、銷售、房租、公司日常管理開銷運(yùn)營(yíng)的等等費(fèi)用,
固定成本與銷售量也就是產(chǎn)品售出的數(shù)量無關(guān),因?yàn)榧词鼓惝a(chǎn)品最后生產(chǎn)出來了,但是賣不出去,你這部分錢已經(jīng)花出去了,所以是固定要輸出的成本。
可變成本
芯片的可變成本=單顆芯片可變成本 * 芯片出貨量
單顆芯片的可變成本 = IP royalty (版稅)+ 封裝成本 + 測(cè)試成本 +芯片成本
有些IP廠商收取專利費(fèi)的模式,除了收取IP固定的授權(quán)費(fèi),而且等芯片出貨后還按每個(gè)芯片收取費(fèi)用,這就是IP royalty,按單芯片固定金額,更或者按芯片總價(jià)的百分比收取。
芯片成本
芯片成本 = wafer成本 / (DPW * Yield)
wafer就是晶圓,DPW(Die per wafer)每一個(gè)wafer上能夠切割的die(芯片)的個(gè)數(shù)。理論上來說,每片wafer上芯片的個(gè)數(shù)可以用wafer的面積除以芯片面積,但是實(shí)際情況并不完全是這樣,因?yàn)閣afer是圓的嘛,芯片的是方的,你最邊上的一圈邊角料出來的芯片肯定是用不了的么。當(dāng)然wafer的尺寸也是越來越大,所以每批生產(chǎn)可以得到更多的芯片。還與Yield良率有關(guān),芯片從晶圓上切割下來,肯定有些是廢片。合格的數(shù)量占晶圓上切割下來總數(shù)的百分比成為良率。
同一顆晶圓上出來的芯片,性能也不是完全一樣的,我們都知道intel的芯片系列后綴都有很多標(biāo)識(shí),同樣是i7,有些后綴性能就強(qiáng),有些就弱,賣不同的價(jià)格。
經(jīng)過粗略的計(jì)算,以上這些都加起來就構(gòu)成了芯片的總成本。
幾片石英玻璃=魔都一套房
其中最貴的部分就是流片了,流片就是試生產(chǎn),先生產(chǎn)小批量的一部分,回片進(jìn)行測(cè)試,保證功能沒有大問題,小bug能用軟件繞開就繞開,實(shí)在不行就做ECO,硅后ECO階段會(huì)非常貴。然后就可以大規(guī)模的量產(chǎn)。
流片主要是貴在Mask,也就是掩模版,這個(gè)東西的原材料不值錢,但制造它的機(jī)器特別貴,所以到手的Mask十分貴,所以就產(chǎn)生了一種新模式來幫一些小公司或?qū)W術(shù)機(jī)構(gòu)分?jǐn)偝杀荆@個(gè)模式叫做MPW,全稱為Muti Project Wafer意思是多項(xiàng)目晶圓,可以理解為拼多多的形式,大家一起拼單流片(不僅晶圓廠有專人負(fù)責(zé)這類業(yè)務(wù),還有專業(yè)的中介公司,組織設(shè)計(jì)公司一起流片,當(dāng)然前提是在同一種工藝下),而full mask是土豪公司獨(dú)享的moment。Mask的貴,號(hào)稱幾片石英玻璃=魔都一套房,不是開玩笑的。
等芯片量產(chǎn)后,就可以根據(jù)出貨量來分?jǐn)偭髌某杀荆热缯f,你mask的費(fèi)用是1000萬美金,但芯片的出貨量有500萬片,那么分?jǐn)偟絾蝹€(gè)芯片的成本就是2美金。所以出貨量越大,回本的速度就越快,甚至可以賺更多的錢。
點(diǎn)沙成金
也就是有一些說法,造芯片就像印錢,點(diǎn)沙成金嘛。當(dāng)然這是理想的情況下。眾所周知,芯片行業(yè)是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)殘酷而且薄利的行業(yè),你的產(chǎn)品能晚競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手上市三個(gè)月,你可能就會(huì)丟掉非常多的市場(chǎng)份額,流片風(fēng)險(xiǎn)也非常大,如果失敗,回來就是塊磚頭,所以我們說自己是搬磚的。再來一次,這就是要花成倍的錢。
真是頂著賣“白面”的風(fēng)險(xiǎn),賺著賣白菜的錢。所以芯片行業(yè)的生存法則就是,行業(yè)老大吃肉,老二喝湯,剩下的只能喝西北風(fēng)了。喝西北風(fēng)居然還是個(gè)成語。
我們傳統(tǒng)的芯片廠商引以為豪的就是first chip manufacture,可以理解為第一版量產(chǎn),所以在IC設(shè)計(jì)工程上,通常是80%采用現(xiàn)有成熟的設(shè)計(jì)和IP方案,做20%的更新,萬物基于”二八定律“么,除了第一版肯定是從無到有的全新。所以說芯片設(shè)計(jì)就是一種模式設(shè)計(jì),從功能規(guī)則制定到最終流片及驗(yàn)證,若完全遵循一整套業(yè)內(nèi)公認(rèn)的設(shè)計(jì)方法學(xué),芯片必然能夠成功。
Designless-Fabless
半導(dǎo)體公司從傳統(tǒng)的IDM走到Fabless模式,已經(jīng)算是“輕資產(chǎn)”了,甚至現(xiàn)在還出現(xiàn)了很多芯片設(shè)計(jì)服務(wù)公司,簡(jiǎn)單來說,就是外包。這樣的公司只需要承擔(dān)人力成本,而不需要承擔(dān)流片的風(fēng)險(xiǎn)。所以出現(xiàn)的這種新的模式,Designless-Fabless模式,由大廠或合作的方式定義芯片產(chǎn)品,然后由設(shè)計(jì)服務(wù)公司完成部分設(shè)計(jì)或驗(yàn)證,最后由大廠或合作公司自己承擔(dān)流片成本。
隨著芯片公司也越來越多,再加上一些的互聯(lián)網(wǎng)公司和系統(tǒng)廠商也進(jìn)入半導(dǎo)體行業(yè),對(duì)于我們普通的從業(yè)者來說,也算是好事,可能選擇的機(jī)會(huì)會(huì)更多一點(diǎn)。本文主要是從fabless設(shè)計(jì)的角度談芯片成本,關(guān)于制造領(lǐng)域的了解并不多,希望多多交流,做芯片不易,情懷也可以談,但同時(shí)也要保持冷靜獨(dú)立思考,我們的征途是星辰大海么。
責(zé)任編輯:YYX
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原文標(biāo)題:干貨 | 做一顆芯片為什么這么貴?
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