【導(dǎo)讀】作為電子產(chǎn)業(yè)鏈上的一員，無論是芯片的設(shè)計(jì)者，生產(chǎn)者，測試者，使用者都很想了解清楚一顆芯片的成本究竟由哪幾個部分構(gòu)成。這里我來就我的理解簡要說明一下。
大的方面來看：芯片本身單片所包含的成本；芯片設(shè)計(jì)過程中所用的花費(fèi)；非一次性的芯片設(shè)計(jì)所需要的設(shè)備和開發(fā)環(huán)境等費(fèi)用。
先重點(diǎn)分析芯片本身單片所包含的成本。
這個部分主要由芯片單片的面積也就是die的面積決定。采用不同的工藝，例如65nm，40nm或者28nm對應(yīng)的die的面積是不同，同時對應(yīng)的wafer的價(jià)格是不同，分配到每片芯片上的硬成本 = 某工藝某foundry對應(yīng)的wafer的價(jià)格 / 一個wafer可以切出來的芯片die的個數(shù)。 其中wafer的價(jià)格本身也是跟芯片設(shè)計(jì)本身的復(fù)雜度相關(guān)的，有多少層的mask，有多少層的metal等等。上述硬成本還需要考慮良率的問題。Wafer切出來之后，良率不同，單片好的die的成本又不同了。
例如良率能達(dá)到90%和只能達(dá)到70%，對于單個wafer同樣切得900片的好單die的成本就有了9:7的差異。說了硬成本和良率，這里還有一個很重要的事情就是IP。這顆芯片里面有多少IP是買的別人家的，例如ARM。有的IP是一次性支付的，不考慮在芯片單片成本中。但是有的IP例如ARM不僅僅是有NRE的，還有單片每片所需要交的Royalty。這個Royalty可能是固定的數(shù)目，可能是一個百分比，不管怎樣，都是直接疊加在單片芯片的成本上的。所以這部分不能小瞧。例如一顆芯片硬成本$1，售價(jià)$2，考慮其中有好幾毛是IP的Royalty喲。這個IP有的時候還不僅僅是硬件的部分，還有可能是軟件喲，例如JAVA。所以IP這個授權(quán)的商業(yè)模式，在單片規(guī)模復(fù)制的過程中，實(shí)際上不斷地再給授權(quán)方印鈔票喲。
（說到此處，不免感嘆幾句。如今國內(nèi)大力發(fā)展集成電路產(chǎn)品，可知咱們的芯片設(shè)計(jì)公司處于的階段基本上都是購買一堆IP集成的階段，而主要的IP vendor都是國外的老牌公司，還是在跟他們打工呀~）芯片die出貨后，需要進(jìn)行封裝和測試方可得到都好的芯片。封裝和測試單片的費(fèi)用也應(yīng)該計(jì)入最終芯片成本中。封裝測試過程會修改良率，這個良率的計(jì)算可以放到這個階段之后。小結(jié)一下公式如下：單片芯片成本=（某工藝某foundry對應(yīng)的wafer的價(jià)格 / 一個wafer可以切出來的芯片die的個數(shù)+封裝和測試單片的費(fèi)用）/ 良率 + IP的Royalty
第二再簡要說說芯片設(shè)計(jì)過程中所用的花費(fèi)。
首先是設(shè)計(jì)者們的工資了，甚至還有的是外包的design service費(fèi)用，主要也是人頭費(fèi)了。然后是購買許多IP所需要的一次性花費(fèi)。又提到IP了，因?yàn)檫@部分可不是小數(shù)目。DDR/USB/GMAC/WIFI/BLUETOOTH等等這些IP都不是花小錢就能買到的，動輒幾個M的人民幣。同樣還是剛才那句感概，究竟誰給誰打工喲。芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要的花費(fèi)，例如MASK的費(fèi)用，測試機(jī)臺設(shè)計(jì)費(fèi)用，封裝設(shè)計(jì)費(fèi)用等等。MASK的設(shè)計(jì)費(fèi)用，跟芯片設(shè)計(jì)直接相關(guān)，采用什么工藝，多少層構(gòu)成等因素。封裝設(shè)計(jì)費(fèi)用也跟設(shè)計(jì)相關(guān)，用什么封裝形式，是否將多個die封裝在一起等等因素。這些費(fèi)用看起來是一次性的，加在一次都不是小數(shù)目。這就是為什么一顆芯片如果賣不到百萬級的數(shù)量，芯片設(shè)計(jì)公司一般不敢下決心做。初期大規(guī)模的資金投入才可以得到一顆顆可以復(fù)制的芯片。依靠每顆芯片微薄的利潤慢慢地才能將初期投入在幾十萬甚至幾百萬的銷量點(diǎn)，才平衡回來。
最后說說非一次性的芯片設(shè)計(jì)所需要的設(shè)備和開發(fā)環(huán)境等費(fèi)用。
例如芯片前端設(shè)計(jì)的仿真環(huán)境，低功耗流程設(shè)計(jì)工具，時序仿真工具，芯片后端設(shè)計(jì)的工具等等。這些工具同樣是價(jià)格不菲，且也都來自那么兩個巨大的外國公司。第三次感嘆，為誰打工的問題。測試設(shè)備的投入，例如信號源，頻譜儀，邏輯分析儀。做通信系統(tǒng)芯片的尤其還需要各種系統(tǒng)仿真器等等。跟隨3GPP的版本演進(jìn)，儀器也需要不斷升級等費(fèi)用。這些花費(fèi)不能完全計(jì)入某一顆芯片的成本中了。但是是現(xiàn)如今芯片設(shè)計(jì)公司也都需要購置的。
