一些公司容许他们的芯片设计——作为软件构建模块，称为 IP 内核——以供广泛利用
有超过 150 家公司发卖芯片 IP 核
例如，Apple 授权 ARM的 IP 核 作为其 iPhone 和打算机中微处理器的构建块
工程师利用专门的电子设计自动化 (EDA) 软件设计芯片（在他们购买的任何 IP 内核之上添加自己的设计）该行业由三个美国供应商主导 ——Cadence、 Mentor （现为西门子的一部分）和 Synopsys利用这些 EDA 工具的大型工程团队须要 2-3 年的韶光来设计一个繁芜的逻辑芯片，例如在电话、打算机或做事器中利用的微处理器。（见下图设计过程。）本日，随着逻辑芯片变得越来越繁芜，所有电子设计自动化公司都开始插入人工智能赞助工具来自动化和加速流程到目前为止，我们的芯片仍处于软件阶段。但要将其转化为有形的东西，我们将不得不在一家名为“晶圆厂”的芯片工厂实际生产它。制造芯片的工厂须要购买专门的材料和化学品：利用了 100 多种气体 ——散装气体（氧气、氮气、二氧化碳、氢气、氩气、氦气）和其他外来/有毒气体（氟、三氟化氮、砷化氢、磷化氢、三氟化硼、乙硼烷、硅烷，不胜列举在…）五家公司在行业中霸占主导地位—— 运用材料、 KLA、 LAM、 东京电子 和 ASML这些是地球上一些最繁芜（也是最昂贵）的机器。他们取一片硅锭，并在其表面高下操纵其原子
以前利用现成芯片的系统公司（Apple、Qualcomm、Nvidia、Amazon、Facebook 等）现在设计自己的芯片。他们创建芯片设计（利用 IP 内核和他们自己的设计）并将设计发送到拥有制造它们的“晶圆厂”的“代工厂”他们可能会在自己的设备中专门利用这些芯片，例如苹果、谷歌、亚马逊……。或者他们可能会将芯片出售给所有人，例如 AMD、Nvidia、高通、博通……集成设备制造商 (IDM) 设计、制造（在自己的晶圆厂中）和发卖 自己的 芯片他们不为其他公司制造芯片（这种情形正在迅速变革。）IDM 分为三类——内存（例如 Micron、 SK Hynix）、逻辑（例如 Intel）、仿照（TI、 Analog Devices）他们利用芯片 IP 和电子设计软件来设计他们的芯片他们购买 Wafer Fab Equipment 并利用专门的材料和化学品流片新的领先芯片（3nm）的均匀本钱现在是 5 亿美元其他晶圆厂专门制造用于仿照、电源、射频、显示器、安全军事等的芯片。集成设备制造商 (IDM) 和 代工厂都拥有晶圆厂。唯一的差异是他们是制造芯片供他人利用或发卖，还是制造芯片供自己发卖。就像作者利用笔墨处理器写书一样，工程师利用电子设计自动化工具设计芯片作者与专门研究其流派的出版商签订条约，然后将文本发送到印刷厂。工程师选择适宜其芯片类型（内存、逻辑、射频、仿照）的晶圆厂印刷厂购买纸张和墨水。晶圆厂购买原材料；硅、化学品、气体印刷厂购买印刷机器、印刷机、粘合剂、修边机。晶圆厂购买晶圆厂设备、蚀刻机、沉积、光刻、测试仪、封装一本书的印刷过程利用胶印、拍摄、剥离、蓝图、制版、装订和修整。芯片是在繁芜的过程中制造的，利用蚀刻机、沉积、光刻来操纵原子。将其视为原子级胶印。然后切割晶片并封装芯片该工厂生产出数百万本同一本书。该工厂生产出数百万个相同芯片的副本虽然这听起来很大略，但事实并非如此。芯片可能是有史以来制造的最繁芜的产品。下图是 制作芯片所需的1000多个步骤的简化版本。随着芯片变得越来越密集（单个晶圆上有数万亿个晶体管），建造晶圆厂的本钱飙升——现在一个芯片工厂的本钱超过 100 亿美元仅来自荷兰公司ASML的一台前辈光刻机就 耗资 1.5 亿美元一个工厂有大约 500 多台机器（并不都像 ASML 那样昂贵）晶圆厂的建筑非常繁芜。制造芯片的清洁室只是一组繁芜管道的冰山一角，这些管道在精确的韶光和温度将气体、电力、液体全部运送到晶圆厂设备中保持领先地位须要数十亿美元本钱，这意味着大多数公司已经退出。2001 年有 17 家公司生产最前辈的芯片。本日只有两家—— 韩国的三星 和中国台湾的台积电 。制造密度更大、速率更快、功耗更低的芯片变得越来越难，那么下一步是什么？逻辑芯片设计职员没有让单个处理器完成所有事情，而是将多个专用途理器放入芯片内部随着芯片的设计变得越来越繁芜，这意味着更大的设计团队和更长的上市韶光，电子设计自动化公司正在嵌入人工智能来自动化部分设计过程晶圆设备制造商正在设计新设备，以帮助晶圆厂制造具有更低功耗、更好 性能、最佳面积本钱和更快上市韶光的芯片英特尔等集成设备制造商 (IDM) 的商业模式 正在迅速变革。过去，垂直整合具有巨大的竞争上风，即拥有自己的设计工具和工厂。本日，这是一个劣势。晶圆厂具有规模经济和标准化。他们不必自己发明，而是可以利用生态系统中的全体创新堆栈。只专注于制造AMD 已经证明，从 IDM 转变为无晶圆代工厂模型是可能的。 英特尔 正在考试测验。他们将利用 台积电 作为自己芯片的代工厂，并建立自己的代工厂在 21 世纪掌握前辈的芯片制造很可能被证明就像在 20 世纪掌握石油供应一样。掌握这种制造业的国家可以扼杀其他国家的军事和经济实力。确保芯片的稳定供应已成为国家的优先事变。（按美元打算，中国最大的入口是半导体——比石油还大）如今，美国和 中国 都在迅速考试测验将其半导体生态系统彼此脱钩。中国正在投入 100 多亿美元确当局勉励方法来培植中国晶圆厂，同时试图创造本土供应的晶圆厂设备和电子设计自动化软件在过去的几十年里，美国将大部分晶圆厂转移到了亚洲。本日，我们鼓励将晶圆厂和芯片生产带回美国以前只对技能职员感兴趣的行业现在是大国竞争中最大的部分之一。与30万半导体精英一起，订阅您的私家芯闻秘书！
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