据理解,MTK 首颗 5G SoC 采取了台积电的 7nm 制程,集成了联发科自家的 Helio M70 调制解调器。
这款基带支持 6GHz 以下的 5G NR 频谱、高达 2x 的载波聚合、以及独立 / 非独立的 5G 网络架构。环球首款采取前辈7nm工艺的5G 芯片,在极小的封装中实现大幅节能。高速吞吐:峰值吞吐量达到4.7Gps下载速率(Sub-6GHz频段),支持新空口(NR)二分量载波(CC),支持非独立(NSA)与独立(SA)5G组网架构。强大的多媒体与影像性能:支持60fps的4K视频编码/解码,以及超高分辨率摄像机(80MP)。
那么研发一款类似的芯片须要多少钱?
芯片代工行业在制程迈入10nm以内后,面临的本钱压力也越来越高。据SemiEngineering宣布,IBS的测算显示,10nm芯片的开拓本钱已经超过了1.7亿美元,7nm靠近3亿美元,5nm超过5亿美元。如果要基于3nm开拓出NVIDIA GPU那样繁芜的芯片,设计本钱就将高达15亿美元。而上面所提到的联发科开拓的是一款既有ARM CPU又有基带处理部分的SoC芯片,上面用到了浩瀚的IP核和繁芜的异构工艺部分,乃至比NVIDIA GPU还要繁芜。我们试着剖析一下本钱。
1、流片用度:在集成电路设计领域,“流片”指的是“试生产”。为了测试集成电路设计是否成功,必须进行流片,即从一个电路图到一块芯片,考验每一个工艺步骤是否可行,考验电路是否具备我们所要的性能和功能。如果流片成功,就可以大规模地制造芯片;反之,我们就须要找出个中的缘故原由,并进行相应的优化设计。
7nm FinFET工艺流片用度约3000万美金(参考下面麒麟990流片用度,同时兼顾考虑联发科与台积电同属台湾地区,可能有优惠),合2亿公民币;根据业内人士@手机晶片达人在微博上的爆料称,麒麟990处理器目前正在用台积电7nm Plus EUV的工艺设计中,即将流片。这次麒麟990处理器仅流片用度就高达3000万美金,足以表明华为的决心。
上面提到的FinFET工艺,实在便是华人科学家胡正明教授发明的(胡正明教授还提出了著名的BSIM模型)。也是为理解决芯片做到更小尺寸的一种方法,听说16nm FinFET工艺的价格,不管芯片的面积有多大,起步价500万美金。
2、IP授权购买费:目前,海内只有像龙芯、申威等少数走独立自主技能路线的IC设计公司可以做到自己设计的CPU/微构造不含第三方IP,比如申威411、申威1621,龙芯3A2000/3B2000/3A3000/3B3000,以及微构造GS464E皆不含第三方IP。而海内其他IC设计公司基本上还处于购买国外IP做集成的阶段,紧张的IP供应商都是国外公司。
以海思、展讯、联芯、全志、瑞芯微、新岸线等ARM阵营IC设计公司为例,这些公司无一例外依赖于ARM的IP授权——海思的麒麟950就购买了ARM Cortex A53和A72,不仅要一次性支付一笔不菲的授权费,而且每生产一片芯片,还要支付一定的专利费……
这种购买IP授权的商业模式,实际效果是ARM犹如开启了印钞机,而海内IC设计公司只能赚一点辛劳钱,直接导致海内ARM阵营IC设计公司“操的是卖白粉的心,赚的是卖白菜的钱”。
IP授权购买费紧张是购买了ARM最新的Cortex-A77CPU、Mali-G77GPU授权,估计其他一些小的模块该当也有购买的,如音视频编解码器什么的。按生命周期5000万颗算,各种ip授权购买费按每颗40元算,这大概20亿。单ARM CPU授权一项,据悉,每次约1亿美金。
3、自研部件用度:联发科这款5G SoC 集成了自研的最前辈的独立AI处理单元APU完备担保用户对付5G网络环境下手机的利用需求。除比较繁芜的APU外,自研部件还包括多模通讯基带(2G3G4G5G等),相机isp,各种掌握开关,微核等。这部分很难估算,而且是长期的研发的成果。这部分本钱暂复算为10亿公民币。
4、高通专利费:按5000万颗算,每颗交10元,合5亿公民币。
5、研发工程师人为奖金。像IBM、AMD、Marvell等IC设计公司中,有5年以上履历的工程师的月薪在25K-50K之间,海内海思、展讯、联芯有5年以上履历的工程师的月薪也在15K-30K之间。 1000名工程师每年按50万打算,3年合计15亿。
以上各项共计2+20+10+5+15=52亿公民币。而这些还不包括架构开拓,生态构建等的用度。
国产CPU的产量为何上不去呢?
像龙芯、申威等自主CPU,由于重新努力别辟门户,自建技能体系,一定和现有的Wintel(微软+英特尔)体系不兼容,在PC市场被Wintel垄断的情形下,自然导致市场化进程步履维艰。
而兆芯虽然同样采取X86指令集,可以跑Windows,不存在软件生态问题,但在技能上完备依赖于威盛公司,自然提高了本钱,加上性能孱弱,不具备市场竞争力——即便一味扩大产能,也只能是产量越大,幸亏越多,以是只能在党政军市场寻求机会,产量自然非常有限。
总之,抛开国内IC设计公司和英特尔在设计能力的差距不谈,纯挚讲制程工艺和产量对性能和本钱的影响,在国产CPU产量非常小的情形下,即便利用非常便宜的制程工艺流片,依旧导致其本钱比英特尔的CPU要高,价格也更贵。
而英特尔则可以依赖市场的垄断地位,即便利用了最贵的制程工艺,以弘大的产量压低本钱,攫取逾额利润,使自己的利润率高达60%。