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    前两天网络疯传华为开发7nm工艺的麒麟980处理器投入了3亿美元,也就是20亿人民币,这还只是芯片的开发、验证、测试费用,没有算入芯片的生产制造费用。很多粉丝倒是为了华为如此大手笔投入兴奋,其实这事不是华为愿意花钱,而是先进工艺的半导体芯片研发投资越来越高,7nm芯片开发真的需要3亿美元,这个成本要比16/14nm节点高出一倍,而未来的5nm工艺芯片研发耗资需要5.4亿美元,3nm工艺就更烧钱了,工艺研发就需要40-50亿美元,晶圆厂建设需要150亿美元。

    看过超能网科普的读者应该了解半导体工艺越先进,制造出来的芯片性能越好,功耗越低,核心面积更小,成本更低——前面三个优点没什么问题,成本更低这个是针对核心面积减少,同样的晶圆下生产出来的芯片更多,这样会降低成本。

    但是,芯片自身的成本只是整个芯片研发生产测试环节中的一部分,如果考虑总成本的话,先进工艺能不能降低成本就是另外一回事了,因为越先进的工艺制造难度也越高,导致从设计到生产再到封装测试都要花更多的钱,这个成本增长对芯片厂商来说更为重要,这个问题在28nm节点之后越来越严重,极大地提高了先进工艺的门槛。

    老读者可能还记得这么一件事,在28nm节点上AMD首发了GCN架构的显卡,NVIDIA的进度比AMD要晚几个月,2012年网上曝光了一份NVIDIA的PPT资料,他们就提到了28nm工艺的种种不足,尤其是在成本上,28nm工艺带来的成本优势在减少。从这一点可以看出,业界在新工艺的成本上的担心是很多年前就在讨论的了,只不过这个问题一直没法解决,先进工艺所需要的投入成本越来越大。

    在之前的IEDM会议上,AMD提到了一个例子,以制造同样250mm2的晶圆核心为例子,对比了45nm到7nm工艺的成本,45nm工艺的成本为100%基准的话,28nm工艺的成本大概是1.8,20nm节点是2.0,14/16nm节点略高于2.0,但是到了7nm节点,成本就增长到了4.0,相比现在的14/16nm工艺成本翻倍。

    当然,即便成本翻倍了,AMD还是决定了押注7nm工艺,此前CTO已经如此表态了,7nm是他们的一个重大战略决策。

    AMD举的例子中虽然意味着7nm工艺的晶圆核心成本翻倍,不过考虑到7nm工艺相比14/16nm工艺晶体管密度翻倍,再加上能效、性能的改进,这个结果似乎还不坏。不过上面的芯片成本依然只是部分成本,而且相对成本让人没什么感觉,那看看具体的数字吧。

    在先进工艺成本上,专业的Semiengingeering网站之前刊发过一篇文章,介绍了不同工艺下开发芯片所需要的费用,其中28nm节点上开发芯片只要5130万美元投入,16nm节点需要1亿美元,7nm节点需要2.97亿美元,前两天网上传闻的麒麟980开发需要3亿美元的根源就在这里。

    到了5nm节点,开发芯片的费用将达到5.42亿美元,3nm节点的数据还没有,大概是因为3nm现在还在研发初期,不好估算,但是从这个趋势来看,3nm芯片研发费用超过10亿美元也不会让人惊讶。

    上述费用其实还不是全部的芯片开发费用,只是包含了芯片的IP授权、架构、验证、所用的软件工具等等费用。赛灵思在研发代号Everest的7nm工艺的FPGA芯片时提到他们费时4年,动用了1500名工程师才开发成功,项目耗资超过10亿美元。

    赛灵思的FPGA芯片已经如此,想想更复杂的高端CPU、GPU芯片所需要的投资吧。

    此外,除了研发投入高,先进工艺的晶圆厂投资也是直线上升,SI网站援引IBS机构的数据称,3nm制程工艺的研发投入就要40-50亿美元,而建设一座产能4万片晶圆/月的工厂还要投资150亿美元,这也解释了为什么台积电此前宣布的3nm晶圆厂需要200亿美元投资的原因了。

     

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    • 这些评论亮了
    • 游客 2018-08-29 14:27

      3亿美元多吗?20个亿人民币,北京几栋别墅?

      支持(40)  |   反对(1)  |   举报  |   回复

      1#

    • applehater研究生 2019-02-01 22:20

      游客

      没办法,现在能弄7nm的厂一只手都数得过来,除非菊花准备自己弄个晶圆厂,不然就只能继续给别人送钱。在这一点上,苹果也是一样的,老黄和农企也是一样的。
      2018-08-29 16:50 已有1次举报
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    • 不不不,苹果不会去碰生产的

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      23#

    • csaug高中生 2018-08-31 22:47

      游客

      就这种睿智言论网站不管一管么,都8012年了还tm有这种想法?
      2018-08-30 09:19 已有2次举报
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