华为麒麟980开发费超3亿美元但这只是晶圆开发费用

随着电子产品在近十年来的快速爆发，大众对于电子产品有了全新的认识。除了产品本身之外，电子产品最重要的处理器、FPGA、DRAM和NAND等芯片开始被大众所熟知。芯片的制造工艺、制造方式也开始走进大众视野。

前两天，关于华为麒麟980处理器的开发费用达3亿美元(约合20亿人民币)的消息在网络疯传，而且这只是芯片前期的开发、验证和测试费用，一旦将芯片开始量产，良品率会让制造费用只增不减。再加上如今芯片级晶圆奇缺，众多半导体厂商均先进抢货，对于麒麟980芯片的成本会提高到何种程度，目前还不得而知。

Semiengingeering网站发布过一篇工艺和芯片开发费用的文章，文中指出28nm节点的芯片开发成本为5130万美元;16nm节点则需要1亿美元;7nm节点需要2.97亿美元;5nm节点，开发芯片的费用将达到5.42亿美元;由于3nm还处于最初期的开发阶段，所以其开发成本至今还难以确定，3nm的开发费用有可能超过10亿美元。此外，晶圆厂建设同样需要大量的现金支持，这将进一步拉高芯片的制造成本。

按照目前的消息来看，华为麒麟980处理器采用台积电的7nm工艺制造，文章开头的麒麟980开发费用达3亿美元就来源于此。华为麒麟980处理器如此大手笔的投入，让众多粉丝感到兴奋。只能说华为为了用户，还是舍得花钱提升产品的。

事实上，采用更先进工艺制造的半导体芯片，需要更高的技术和更多的投资。从一般的理论来说，芯片的制造工艺越先进，功耗越低的同时性能也越强大。但是芯片除了制造成本之外，芯片本身的电路、IC设计成本就已经非常昂贵，而的验证、测试到投产也需要大量的现金支持。

在越先进的制程下，芯片本身的工艺制造难度也就越高，加上芯片后期的测试、封装都需要花更多的钱才能进行，所以除了最尖端的高性能处理器外，一般的FPGA芯片、存储芯片都不会优先考虑采用过度昂贵的先进位程，更成熟和良率更高的制程显然更重要。在28nm的节点开始，越先进的制程越少被厂商采用。

但是随着台积电和三星的崛起，半导体制造工艺的衡量标尺已经不再适用。为何笔者要说现在的衡量标尺改变了？实际上，最早期的半导体采用xx纳米是因为xx纳米直接代表了晶体管尺寸，所以用这样的方法可以很直观的展现芯片工艺水平。但是随着半导体制造的发展，现在的晶体管微缩已经接近极限，除了晶体管之外，晶体管之间的距离夜非常重要，特别是在上百亿晶体管中，1nm的差距都能让晶体管数量产生很大的差别。

英特尔的晶圆技术基本是用于自己家产品的制造，对于英特尔来说，提高良品率和执行更严格的工艺标准是非常合理的。与英特尔不同，三星、台积电甚至格芯(格罗方德)、台联电等晶圆代工厂的生存需要客户的订单，所以容易有夸大制造水平的嫌疑，至于制造工艺是否达到标准，估计他们自己才是最清楚的。

AMD是最快在28nm节点上推出了新品的厂商，第一代的GCN架构所采用的就是28nm工艺。相比之下，nVidia比AMD满上几个月，主要原因是nVidia认为28nm节点上，GPU芯片的成本优势并不明显(以前提升工艺可以降低晶圆的需求从而降低成本，但是28nm高昂的开发费用就已经让nVidia觉得不太舒服。)。虽然后来nVidia也一直在跟进最先进的制程，但显卡的价格变得越来越高。

实际上，无论是IC设计厂商还是晶圆代工厂，都在考虑如何采用更先进工艺的同时，将开发费用和前期成本进一步降低。但这个问题至今依然无解，所以所有厂商只能硬著头皮加大先进位程的投入，从而获得更好的高性能产品。

AMD在之前的IEDM会议上以250mm2的晶圆核心作为例子，将采用45nm工艺制造的芯片作为标准1，采用7nm的相同产品成本要翻4倍，三星14nm/台积电16nm工艺的陈本则在2倍左右，28nm工艺则是1.8倍。AMD这组对比已经很好的证明，越先进的制程工艺，在芯片的成本投入上就越高。

不过即使7nm工艺成本高昂，AMD依然押宝未来的7nm工艺，主要原因依然离不开晶体管密度翻倍、性能和能效的提升。虽然AMD义无反顾的支持7nm工艺，但AMD的“女朋友”格罗方德已经表示撑不下去了，在前天正式宣布无限期暂停7nm工艺的开发。但AMD随后表态已经将7nm工艺转向台积电，格罗方德放弃7nm对于AMD不会造成不良影响。

SI网站援引IBS机构的数据称，3nm制程工艺的研发投入需要40-50亿美元，而建设一座产能4万片晶圆/月的工厂还要投资150亿美元，这也是为什么台积电此前宣布3nm晶圆厂需要200亿美元投资的原因。