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很暴利吗j9九游会 - 真人游戏第一品牌?一枚芯片的实际成本是多少

发布时间:2022-11-22 04:29浏览次数:来源于:网络

  集成电路产业的特色是赢者通吃,像Intel这样的巨头,巅峰时期的利润可以高达60%。

  芯片硬件成本包括晶片成本+掩膜成本+测试成本+封装成本四部分(像ARM阵营的IC设计公司要支付给ARM设计研发费以及每一片芯片的版税,但笔者这里主要描述自主CPU和Intel这样的巨头,将购买IP的成本省去),而且还要除去那些测试封装废片。

  从二氧化硅到市场上出售的芯片,要经过制取工业硅、制取电子硅、再进行切割打磨制取晶圆。晶圆是制造芯片的原材料,晶片成本可以理解为每一片芯片所用的材料(硅片)的成本。一般情况下,特别是产量足够大,而且拥有自主知识产权,以亿为单位量产来计算的话,晶片成本占比最高。不过也有例外,在接下来的封装成本中介绍奇葩的例子。

  封装是将基片、内核、散热片堆叠在一起,就形成了大家日常见到的CPU,封装成本就是这个过程所需要的资金。在产量巨大的一般情况下,封装成本一般占硬件成本的5%-25%左右,不过IBM的有些芯片封装成本占总成本一半左右,据说最高的曾达到过70%......

  测试可以鉴别出每一颗处理器的关键特性,比如最高频率、功耗、发热量等,并决定处理器的等级,比如将一堆芯片分门别类为:I5 4460、I5 4590、j9九游会 j9九游会老哥俱乐部I5 4690、I5 4690K等,之后Intel就可以根据不同的等级,开出不同的售价。不过,如果芯片产量足够大的话,测试成本可以忽略不计。

  掩膜成本就是采用不同的制程工艺所需要的成本,像40/28nm的工艺已经非常成熟,成本也低——40nm低功耗工艺的掩膜成本为200万美元;28nm SOI工艺为400万美元;28nm HKMG成本为600万美元。

  不过,在先进的制程工艺问世之初,耗费则颇为不菲——在2014年刚出现14nm制程时,其掩膜成本为3亿美元(随着时间的推移和台积电、三星掌握14/16nm制程,现在的价格应该不会这么贵);而Intel正在研发的10nm制程。根据Intel官方估算,掩膜成本至少需要10亿美元。j9九游会 j9九游会老哥俱乐部不过如果芯片以亿为单位量产的话(貌似苹果每年手机+平板的出货量上亿),即便掩膜成本高达10亿美元,分摊到每一片芯片上,其成本也就10美元。而这从另一方面折射出为何像苹果这样的巨头采用台积电、三星最先进,也是最贵的制程工艺,依旧能赚大钱,这就是为什么IC设计具有赢者通吃的特性。

  像代工厂要进行的光刻、蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试等步骤需要的成本,以及光刻机、刻蚀机、减薄机、划片机、装片机、引线键合机、倒装机等制造设备折旧成本都被算进测试成本、封装成本、掩膜成本中,就没有必要另行计算了。j9九游会 j9九游会老哥俱乐部

  因40nm低功耗工艺掩膜成本为200万美元,如果该自主CPU-X的销量达到10万片,则掩膜成本为20美元,将测试成本=2美元,封装成本=6美元,晶片成本=28美元代入公式,则芯片硬件成本=(20+2+6)/0.49+28=85美元

  如果自主CPU-Y采用28nm SOI工艺,芯片面积估算为140平方毫米,则可以切割出495个CPU,由于28nm和40nm工艺一样,都属于非常成熟的技术,切割成本的影响微乎其微,因此晶圆价格可以依旧以4000万美元计算,晶片成品率同样以49%的来计算,j9九游会 j9九游会老哥俱乐部一个12寸晶圆可以切割出242片晶片,每一片晶片的成本为16美元。

  如果自主CPU-X产量为10万,则掩膜成本为40美元,按照封装测试约占芯片总成本的20%、晶片成品率为49%来计算,芯片的硬件成本为122美元。

  如果该自主芯片产量为100万,则掩膜成本为4美元,按照封装测试约占芯片总成本的20%来,最终良品率为49%计算,芯片的硬件成本为30美元。

  如果该自主芯片产量为1000万,则掩膜成本为0.4美元,照封装测试约占芯片总成本的20%来,最终良品率为49%计算,芯片的硬件成本21美元。

  显而易见,在相同的产量下,使用更先进的制程工艺会使芯片硬件成本有所增加,但只要产量足够大,原本高昂的成本就可以被巨大的数量平摊,芯片的成本就可以大幅降低。

  硬件成本比较好明确,但设计成本就比较复杂了。这当中既包括工程师的工资、EDA等开发工具的费用、设备费用、场地费用等等......另外,还有一大块是IP费用——如果是自主CPU到还好(某自主微结构可以做的不含第三方IP),如果是ARM阵营IC设计公司,需要大量外购IP,这些IP价格昂贵,j9九游会 - 真人游戏第一品牌因此不太好将国内外各家IC设计公司在设计上的成本具体统一量化。

  按国际通用的低盈利芯片设计公司的定价策略8:20定价法,也就是硬件成本为8的情况下,定价为20,自主CPU-X在产量为10万片的情况下售价为212美元。别觉得这个定价高,其实已经很低了,Intel一般定价策略为8:35,AMD历史上曾达到过8:50......

  在产量为10万片的情况下,自主CPU-Y也采用8:20定价法,其售价为305美元;

  在产量为100万的情况下,自主CPU-Y也采用8:20定价法,其售价为75美元;

  在产量为1000万的情况下,自主CPU-Y也采用8:20定价法,其售价为52.5美元。

  由此可见,要降低CPU的成本/售价,产量至关重要,而这也是Intel、苹果能采用相对而昂贵的制程工艺,又能攫取超额利润的关键。

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