使用先进工艺设计芯片要多少钱？
芝能智芯出品
在分析芯片设计公司的前景中，行业分析师、咨询顾问和众多专家试图估算新一代芯片采用最新工艺技术的成本，估算真实开发成本非常复杂，但总体数字似乎被夸大了。
IBS 2018发布的新工艺芯片的成本
随着技术的不断进步，越来越多的初创公司成功地构建了先进节点芯片，其成本远低于之前广泛引用的数字。这些背后隐藏着许多变化：
1. 芯片设计和制造模式变革
现代芯片设计趋向于简化，主要采用用于人工智能和机器学习的高度复制的乘法累加处理元件阵列。相较于将不同组件集成到单个芯片上，这种方式更简单，需要根据不同热度、噪声和各种用例来特性化。
2. 先进封装的应用
现在主流是采用先进封装技术，将在不同工艺节点开发的芯片或小芯片捆绑在一起。这比试图将模拟功能推向5纳米及以上更加经济实惠。
3. 成熟节点的延迟
过去，迁移到最新工艺节点确保市场领先地位，成熟节点的改进以及硬件和软件架构的变化，使得很多芯片制造商能够推迟迁移到最新节点，直至这些流程变得足够成熟和具有成本效益。
4. 软件的重要性
不是所有软件都需要从头开始开发。现有的工具和生态系统可适用于不同设计，例如Arm、NVIDIA以及RISC-V。大型EDA公司也在人工智能和机器学习方面投入资金，以改进设计流程，特别是在软件调试和通过强化学习更有效地利用公司知识的方面。
成本估算的复杂性
芯片开发成本的估算非常复杂，因为这些数字受到多种因素影响。早在2018年，IBS发布的数据将5纳米芯片的成本定为5.422亿美元，这样的估算可能不再准确，因为芯片设计和制造的方式已经发生了巨大变化。
◎ 16nm/14nm 的估计成本从约 3.1 亿美元增至 1.06 亿美元
◎ 28nm 的价格从大约 8500 万美元增至 5100 万美元
IBS 2014发布的新工艺芯片的成本
很少有公司公开其实际成本，但可以通过他们的风险投资和第一个芯片发布时的花费来大致估算。Achronix的初始芯片投资了1.5亿美元，然后又获得了1亿美元的融资，很大一部分是先发制人的费用。在芯片领域，目前的情况是先发的公司需要付出更高的成本。数百名设计师、许可证、一套全新的掩模组、先进的工艺，成本就会上升，但使用较旧的节点，那么现在这些成本就会低得多。
半导体设计中的各种成本因素，包括设计、验证、制造、基础设施和EDA工具：
1. 设计成本：
◎ 设计成本随着技术节点的变化而增加，特别是在新节点上开发新的工具和流程。
◎ 随着设计规模的增大，验证成本也会上升，因为需要更多的测试用例和模拟时间。
◎ IP（知识产权）的成本，包括开发、许可和维护费用，也是一个重要的考虑因素。
2. 验证和测试成本：
◎ 验证成本随着设计规模的增大而增加，因为需要更多的测试用例和模拟时间。
◎ 基础设施成本包括服务器、磁盘空间等，这些成本也随着设计规模和复杂性的增加而增加。
3. 制造成本：
◎ 制造成本主要包括芯片的制造和测试，这些成本通常会随着节点的减小而增加，因为制造过程变得更加复杂。
4. 基础设施成本：
◎ 基础设施成本包括服务器、磁盘空间、测试设备等，这些成本在设计和验证过程中是必不可少的，随着设计规模和复杂性的增加而增加。
EDA工具的影响
EDA工具的使用成本在整体设计经济中并不是决定性因素，但它对设计生产力有着重要影响。随着技术的进步，EDA工具越来越复杂，需要不断投入时间和资源来保持更新，以适应新一代IP的开发需求。
结论：
芯片的实际开发成本可能没有过去传言中那么高，随着技术和方法的不断演进，先进芯片的制造成本逐渐趋向合理，这也使得更多公司能够承受这样的开发压力。然而，要准确估算芯片的成本仍然需要考虑多个因素，包括设计复杂性、制造工艺和使用的技术工具。
