自立芯片设计的坑：烧钱不算事这两样才是真正的大年夜坑_芯片_华为

然而，潮水退去后，真正能持续输出产品的仅有苹果、华为和三星，其它厂商基本上都成了炮灰。

正由于如此，OPPO的入局被认为是跳坑，带有一丝悲壮的味道。
但如果我们放宽视野，就会创造自研芯片如果仅仅是烧钱的话，实在不算事，还有比烧钱更难的事横在全体海内芯片设计公司面前，使得全体自主手机SoC芯片设计到现在还没有办理卡脖子的问题。

手机是快消电子产品，一年一换代，相应地SoC芯片也须要一年一更新，而随着芯片制程工艺的提高，全体研发投入（包括设计、流片）也呈越来越高的趋势。
华为fellow艾伟透露，麒麟980采取7nm制程工艺，研发投入超过3亿美元，耗时36个月。

据估计，随着5nm制程工艺量产，芯片的研发投入也将跳涨到50亿元公民币。

图片/网络

这种高强度的“烧钱”节奏，已经匆匆使华为和高通这样有上亿出货量担保的厂商发展出一种“手术刀”策略：通过阉割旗舰版内核（删减或增加IP核的缓存容量、基带速率、内存带宽、内核数量，提高或降落内核频率），搭配出不同档次的中低端SoC芯片。

高通的中端5G芯片骁龙765G的CPU内核和骁龙730的相同，都是基于ARM的A76内核，但频率相差200MHz，GPU、NPU和ISP等均是小改款。

“刀法”娴熟的直接好处是节省了IP授权费（一核多用），降落了芯片设计本钱（少养一支设计团队），缩短了芯片的开拓周期（高中低档次的芯片项目可以同时进行），终极降落了设计风险。

这一商业策略只管被不少用户吐槽，但它确实让大厂构筑起一道阻挡潜在竞争对手的高墙：市场的后来者由于没有吃透内核的集成设计技能，缺少迭代的资源，想阉割也找不到动“刀”的工具，难以降落设计风险和设计本钱。

高昂的设计本钱、风险和缺少迭代资源，是OPPO等市场后来者须要面对的一个坑。
但和后面的坑比起来，烧钱只是一个小坑。

SoC芯片设计表面上看是内核集成设计，目前市场上有公开的各种IP核售卖，只要买到IP核就可以设计SoC芯片，看起来门槛很低，实在不然。

和基本属于硬件设计范畴的传统芯片设计不同，SoC芯片设计既要面对繁芜的逻辑，还要考虑软件，特殊是可以改变芯片功能的外部软件的设计，例如操作系统（ＯＳ）。
换句话说，SoC芯片设计须要软硬件协同。

SoC芯片设计除考虑传统的连线延迟问题外，还必须考虑电源噪声、衬底噪声耦合等旗子暗记完全性问题。
现在手机SoC芯片芯片内集成的晶体管动辄数十亿个，集成度大幅提升的同时，单个芯片中的连线长度也随之大幅提升，连线总长达到几十千米的比比皆是。

稍有物理学知识的人都知道，频率与波长成反比，当芯片的内部事情时钟达到几千MHz的时候，相应的波长只有几米，当事情时钟达到GHz级别时（目前手机旗舰芯片的CPU内核事情时钟靠近3GHz），相应的波长会缩短到几十厘米。

苹果A12芯片内部繁芜的布局

根据电磁场干系理论，当连线的长度达到波长的某个倍数时，连线将成为向外界发射电磁波的天线，同样这些连线也将成为吸收电磁波的天线，加上芯片内部连线错综密布，结果是SoC芯片内部旗子暗记的滋扰将成为一个严重问题，影响内核性能稳定并增大功耗，导致SoC芯片“低分低能”。

大略说便是旗子暗记的完全性是SoC芯片设计的一个大门槛，办理不好每每会影响内核性能发挥。
华为海思花了10年韶光，在2014年推出成熟可用的麒麟920之后，才算真正迈过设计门槛，进入正常迭代的轨道。
小米的澎湃芯片在推出第一代后，第二代即一贯跳票，至今仍在坑里奋斗，足见SoC芯片设计之难。

但纵然跳过了SoC芯片设计难度的坑，还有一个更大的坑在等着所有国产SoC芯片设计厂商。

根据ICCAD公布的数据，2019年中国大陆芯片设计公司已达到1780家，比较2018年增加了82家，这已经是自2012年以来，海内芯片设计企业连续保持８年增长。

从数据上看，自主芯片设计相称热闹，就指令集方面来说，已经涵盖CISC和RISC两大生态系统，按技能来源划分，自研芯片又覆盖了五大阵营：

但细究之下，热闹的背后实在隐忧不少，最大的隐忧是短缺自主设计的IP核。

宏芯、兆芯和海光依赖购买微架构，IP核自主研发能力最弱，相称于IBM、VIA和AMD在中国的马甲产品。

ARM阵营同样是谨慎乐不雅观。
ARM的商业策略是只开放微架构（可费钱购买IP核，并可以修正），但指令集是封闭的，指令集的扩展由ARM说了算。
这会带来什么问题呢？纵然像华为这样设计能力较强的公司，只管已经得到ARMv8指令集永久授权，但无法自行扩展指令集，还须要连续购买ARMv9指令集，否则纵然能自行开拓IP核，但由于指令集的禁锢，CPU的性能提升路径依然会被锁去世。

ARM依赖指令集和IP核授权建立起弘大的商业生态

换句话说，ARM通过独揽指令集大权，使飞腾、海思麒麟和展讯等要么购买其IP核，要么环绕其指令集开拓CPU核（苹果的A系列芯片便是如此），总之统统尽在ARM节制之中：如果飞腾、海思麒麟和展讯只购买IP核，即是脖子直接被拽在别人手里；如果飞腾、海思麒麟和展讯自行开拓IP核，但由于短缺扩展指令集的权利，迫于软件兼容的压力，还是必须随着ARM的指挥棒跑，即是脖子间接被拽在别人手里。

前一段韶光，有威信专家认为海内芯片设计能力进步巨大，完备有能力设计自己的芯片，不怕卡脖子。
这话要掰开剖析，所谓的设计能力进步巨大，紧张是指SoC芯片的集成设计，代表是华为和展锐，但移动IP核包括CPU和GPU（图像处理芯片），目前海内还是一片空缺。

没有强大的移动IP核设计打底，自主SoC芯片设计将成为空中楼阁，以是自研芯片的重中之重是IP核的自研，尤其是GPU和CPU核的自主设计。

实际上真正不怕卡脖子的是在电脑CPU领域，代表是龙芯和申威。
由于申威购买了已经消逝的美国DEC公司的Alpha架构，即是在无主之地上开拓IP核并迭代，而且CPU紧张用在超算上，以是不怕进清单。

龙芯则是由于在2009年购买了MIPS架构的永久授权，得到IP核后可以自行扩展指令集，以是发展无拘无束，但代价是须要自行培养从操作系统、运用软件到市场用户的弘大生态系统，即是一家干了英特尔、微软、几千家运用软件开拓商的活，以是前路漫长。

仅凭龙芯和申威单枪匹马，还难以将我国的IP核自主设计提升到无惧外来压力的水准，未来的出路还是在开源指令集上，在财富效应引领下，吸引大量的芯片设计创业公司入局，自主设计出大量的CPU、GPU、内存掌握器、NPU、ISP等IP核，为自主SoC芯片设计供应充足的“原材料”，从而使自主芯片设计在IP核设计、SoC芯片设计、芯片制造、封装、测试等全体家当链条完成真正的闭环，此时谁也卡不了中国芯的脖子。

要达到这一目标，不仅要舍得烧钱，更要舍得花韶光沉淀，培养家当链。