芯片的總成本為什么那么貴？

集成電路的成本一般分為兩個(gè)部分，固定成本和可變成本。

總成本=固定成本 + 可變成本。

固定成本

固定成本包括，IP license費(fèi)用，EDA工具的費(fèi)用，服務(wù)器的費(fèi)用，流片的MASK（掩膜版）的費(fèi)用，FPGA開(kāi)發(fā)板及測(cè)試儀器費(fèi)用，封裝測(cè)試費(fèi)用，所有研發(fā)人員工資，市場(chǎng)、銷售、房租、公司日常管理開(kāi)銷運(yùn)營(yíng)的等等費(fèi)用，

固定成本與銷售量也就是產(chǎn)品售出的數(shù)量無(wú)關(guān)，因?yàn)榧词鼓惝a(chǎn)品最后生產(chǎn)出來(lái)了，但是賣(mài)不出去，你這部分錢(qián)已經(jīng)花出去了，所以是固定要輸出的成本。

可變成本

芯片的可變成本=單顆芯片可變成本 * 芯片出貨量

單顆芯片的可變成本 = IP royalty （版稅）+ 封裝成本 + 測(cè)試成本 +芯片成本

有些IP廠商收取專利費(fèi)的模式，除了收取IP固定的授權(quán)費(fèi)，而且等芯片出貨后還按每個(gè)芯片收取費(fèi)用，這就是IP royalty，按單芯片固定金額，更或者按芯片總價(jià)的百分比收取。

芯片成本

芯片成本 = wafer成本 / （DPW * Yield）

wafer就是晶圓，DPW（Die per wafer）每一個(gè)wafer上能夠切割的die（芯片）的個(gè)數(shù)。理論上來(lái)說(shuō)，每片wafer上芯片的個(gè)數(shù)可以用wafer的面積除以芯片面積，但是實(shí)際情況并不完全是這樣，因?yàn)閣afer是圓的嘛，芯片的是方的，你最邊上的一圈邊角料出來(lái)的芯片肯定是用不了的么。當(dāng)然wafer的尺寸也是越來(lái)越大，所以每批生產(chǎn)可以得到更多的芯片。還與Yield良率有關(guān)，芯片從晶圓上切割下來(lái)，肯定有些是廢片。合格的數(shù)量占晶圓上切割下來(lái)總數(shù)的百分比成為良率。

同一顆晶圓上出來(lái)的芯片，性能也不是完全一樣的，我們都知道intel的芯片系列后綴都有很多標(biāo)識(shí)，同樣是i7，有些后綴性能就強(qiáng)，有些就弱，賣(mài)不同的價(jià)格。

經(jīng)過(guò)粗略的計(jì)算，以上這些都加起來(lái)就構(gòu)成了芯片的總成本。

幾片石英玻璃=魔都一套房

其中最貴的部分就是流片了，流片就是試生產(chǎn)，先生產(chǎn)小批量的一部分，回片進(jìn)行測(cè)試，保證功能沒(méi)有大問(wèn)題，小bug能用軟件繞開(kāi)就繞開(kāi)，實(shí)在不行就做ECO，硅后ECO階段會(huì)非常貴。然后就可以大規(guī)模的量產(chǎn)。

流片主要是貴在Mask，也就是掩模版，這個(gè)東西的原材料不值錢(qián)，但制造它的機(jī)器特別貴，所以到手的Mask十分貴，所以就產(chǎn)生了一種新模式來(lái)幫一些小公司或?qū)W術(shù)機(jī)構(gòu)分?jǐn)偝杀?，這個(gè)模式叫做MPW，全稱為Muti Project Wafer意思是多項(xiàng)目晶圓，可以理解為拼多多的形式，大家一起拼單流片（不僅晶圓廠有專人負(fù)責(zé)這類業(yè)務(wù)，還有專業(yè)的中介公司，組織設(shè)計(jì)公司一起流片，當(dāng)然前提是在同一種工藝下），而full mask是土豪公司獨(dú)享的moment。Mask的貴，號(hào)稱幾片石英玻璃=魔都一套房，不是開(kāi)玩笑的。

等芯片量產(chǎn)后，就可以根據(jù)出貨量來(lái)分?jǐn)偭髌某杀?，比如說(shuō)，你mask的費(fèi)用是1000萬(wàn)美金，但芯片的出貨量有500萬(wàn)片，那么分?jǐn)偟絾蝹€(gè)芯片的成本就是2美金。所以出貨量越大，回本的速度就越快，甚至可以賺更多的錢(qián)。

點(diǎn)沙成金

也就是有一些說(shuō)法，造芯片就像印錢(qián)，點(diǎn)沙成金嘛。當(dāng)然這是理想的情況下。眾所周知，芯片行業(yè)是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)殘酷而且薄利的行業(yè)，你的產(chǎn)品能晚競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手上市三個(gè)月，你可能就會(huì)丟掉非常多的市場(chǎng)份額，流片風(fēng)險(xiǎn)也非常大，如果失敗，回來(lái)就是塊磚頭，所以我們說(shuō)自己是搬磚的。再來(lái)一次，這就是要花成倍的錢(qián)。

真是頂著賣(mài)“白面”的風(fēng)險(xiǎn)，賺著賣(mài)白菜的錢(qián)。所以芯片行業(yè)的生存法則就是，行業(yè)老大吃肉，老二喝湯，剩下的只能喝西北風(fēng)了。喝西北風(fēng)居然還是個(gè)成語(yǔ)。

我們傳統(tǒng)的芯片廠商引以為豪的就是first chip manufacture，可以理解為第一版量產(chǎn)，所以在IC設(shè)計(jì)工程上，通常是80%采用現(xiàn)有成熟的設(shè)計(jì)和IP方案，做20%的更新，萬(wàn)物基于”二八定律“么，除了第一版肯定是從無(wú)到有的全新。所以說(shuō)芯片設(shè)計(jì)就是一種模式設(shè)計(jì)，從功能規(guī)則制定到最終流片及驗(yàn)證，若完全遵循一整套業(yè)內(nèi)公認(rèn)的設(shè)計(jì)方法學(xué)，芯片必然能夠成功。

Designless-Fabless

半導(dǎo)體公司從傳統(tǒng)的IDM走到Fabless模式，已經(jīng)算是“輕資產(chǎn)”了，甚至現(xiàn)在還出現(xiàn)了很多芯片設(shè)計(jì)服務(wù)公司，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是外包。這樣的公司只需要承擔(dān)人力成本，而不需要承擔(dān)流片的風(fēng)險(xiǎn)。所以出現(xiàn)的這種新的模式，Designless-Fabless模式，由大廠或合作的方式定義芯片產(chǎn)品，然后由設(shè)計(jì)服務(wù)公司完成部分設(shè)計(jì)或驗(yàn)證，最后由大廠或合作公司自己承擔(dān)流片成本。

隨著芯片公司也越來(lái)越多，再加上一些的互聯(lián)網(wǎng)公司和系統(tǒng)廠商也進(jìn)入半導(dǎo)體行業(yè)，對(duì)于我們普通的從業(yè)者來(lái)說(shuō)，也算是好事，可能選擇的機(jī)會(huì)會(huì)更多一點(diǎn)。本文主要是從fabless設(shè)計(jì)的角度談芯片成本，關(guān)于制造領(lǐng)域的了解并不多，希望多多交流，做芯片不易，情懷也可以談，但同時(shí)也要保持冷靜獨(dú)立思考，我們的征途是星辰大海么。

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