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一颗芯片成本是多少?

2021-02-02 收购库存 资讯动态 438

集成电路芯片产业链的特点是赢者通吃,像Intel那样的大佬,顶峰阶段的盈利能够达到60%。

那麼,相对性应动则好几百、上1000元的CPU,它的具体成本究竟多少钱呢?

芯片的硬件配置成本组成

芯片的成本包含芯片的硬件配置成本和芯片的设计方案成本。

芯片硬件配置成本包含晶片成本+掩膜成本+检测成本+封裝成本四一部分(像ARM势力的IC工程设计公司要付款给ARM设计方案产品研发费及其每一片芯片的版税,但小编这儿关键叙述自主CPU和Intel那样的大佬,将选购IP的成本省掉),并且也要去除这些检测封裝废片。

用公式计算表述为:

芯片硬件配置成本=(晶片成本+检测成本+封裝成本+掩膜成本)/最后良品率

对所述名字做一个简易的表述,便捷广大群众了解,内行人的能够绕过。

从二氧化硅到销售市场上售卖的芯片,要历经制得工业硅、制得电子器件硅、再开展激光切割打磨抛光制得晶圆。晶圆是生产制造芯片的原料,晶片成本能够了解为每一片芯片常用的原材料(单晶硅片)的成本。一般状况下,尤其是生产量充足大,并且有着自主专利权,以亿为企业批量生产来测算得话,晶片成本占有率最大。但是也是有除外,在下面的封裝成本中详细介绍奇怪的事例。

封裝是将衬底、核心、散热器层叠在一起,就产生了大伙儿日普遍到的CPU,封裝成本就是这个过程中所必须的资产。在生产量极大的一般状况下,封裝成本一般占硬件配置成本的5%-25%上下,但是IBM的有一些芯片封裝成本占总成本一半左右,听说最大的曾做到过70%......

检测能够辨别出每一颗CPU的重要特点,例如最大頻率、功能损耗、热值等,并决策CPU的级别,例如将一堆芯片分门别类为:I54460、I54590、I54690、I54690K等,以后Intel就可以依据不一样的级别,给出不一样的市场价。但是,假如芯片生产量充足大得话,检测成本能够忽略。

掩膜成本便是选用不一样的工艺加工工艺所必须的成本,像40/28nm的加工工艺早已十分完善,成本也低——40nm功耗加工工艺的掩膜成本为200万美金;28nmSOI加工工艺为400万美金;28nmHKMG成本为六百万美金。

但是,在优秀的工艺加工工艺面世之初,消耗则甚为颇丰——在2014年刚出現14nm工艺时,其掩膜成本为三亿美金(伴随着時间的变化和tsmc、三星把握14/16nm工艺,如今的价钱应当不容易那么贵);而Intel已经产品研发的10nm工艺。依据Intel官方网估计,掩膜成本最少必须10亿美金。但是假如芯片以亿为企业批量生产得话(好像iPhone每一年手机上+平板电脑的销售量上亿),就算掩膜成本达到10亿美金,平摊到每一片芯片上,其成本也就20美元。而这从另一方面体现了为什么像iPhone那样的大佬选用tsmc、三星最优秀,也是较贵的工艺加工工艺,依然能挣大钱,这就是为何IC设计方案具备赢者通吃的特点。

像代工企业要开展的光刻技术、蚀刻加工、离子注入、金属材料堆积、金属材料层、互联、晶圆检测与激光切割、关键封裝、级别检测等流程必须的成本,及其光刻技术、刻蚀机、减薄机、划片机、装片机、引线键合机、倒电脑装机等生产制造设备折旧成本都被算入检测成本、封裝成本、掩膜成本中,就沒有必需再行测算了。

晶片的成本

因为在将晶圆生产加工、切成晶片的情况下,并并不是能确保100%使用率的,因此存有一个良品率的难题,因此 晶片的成本用公式计算表明便是:

晶片的成本=晶圆的成本/(一片晶圆的晶片数*晶片良品率)

因为晶圆是环形的,而晶片是矩形框的,必定造成一些边角余料会被消耗掉,因此 每一个晶圆可以激光切割出的晶片数就不可以简易的用晶圆的总面积除于晶片的总面积,只是要选用下列公式计算:

每一个晶圆的晶片数=(晶圆的总面积/晶片的总面积)-(晶圆的直径/(2*晶片总面积)的开方数)

晶片的良品率和加工工艺复杂性、企业总面积的缺点数密切相关,晶片的良品率用企业表述为:

晶片的良品率=(1+B*晶片成本/A)的(-A三次方)

A是加工工艺复杂性,例如某选用40nm功耗加工工艺的自主CPU-X的复杂性为2~3中间;

B是企业总面积的缺点数,选用40nm工艺的自主CPU-X的企业总面积的缺点标值为0.4~0.6中间。

假定自主CPU-X的约长为15.8毫米,宽约为12.8毫米,(宽高比为37:30,操纵一个四核芯片的宽高比在这个占比并不非常容易)总面积约为200立方毫米(为便捷测算把零头除掉了)。一个12寸的晶圆有8万立方毫米上下,因此一个晶圆能够放299个自主CPU-X,晶片良品率的公式计算中,将a=3,b=0.5带到开展测算,晶片良品率为49%,换句话说一个12寸晶圆能够搞出146个好芯片,而一片十二寸晶圆的价钱为4000美金,平摊到每一片晶片上,成本为28美元。

芯片硬件配置成本测算

封裝和检测的成本这一沒有实际的公式计算,仅仅检测的价钱大概和针角数的二次方正相关,封裝的成本大概和针角乘功能损耗的三次方正相关......假如CPU-X选用40nm功耗加工工艺的自主芯片,其检测成本约为2美元,封裝成本约为6美元。


因40nm功耗加工工艺掩膜成本为200万美金,假如该自主CPU-X的销售量做到十万片,则掩膜成本为20美元,将检测成本=2美元,封裝成本=6美元,晶片成本=28美元带入公式计算,则芯片硬件配置成本=(20+2+6)/0.49+28=85美元。

自主CPU-X的硬件配置成本为85美元。

假如自主CPU-Y选用28nmSOI加工工艺,芯片总面积估计为140立方毫米,则能够激光切割出495个CPU,因为28nm和40nm加工工艺一样,都归属于十分完善的技术性,激光切割成本的危害几乎为零,因而晶圆价钱能够依然以4000万美金测算,晶片良品率一样以49%的来测算,一个12寸晶圆能够激光切割出242片晶片,每一片晶片的成本为16美元。

假如自主CPU-X生产量为十万,则掩膜成本为40美元,依照封装测试约占芯片总成本的20%、晶片良品率为49%来测算,芯片的硬件配置成本为122美金。

假如该自主芯片生产量为一百万,则掩膜成本为4美元,依照封装测试约占芯片总成本的20%来,最后产品合格率为49%测算,芯片的硬件配置成本为30美元。

假如该自主芯片生产量为1000万,则掩膜成本为0.4美元,照封装测试约占芯片总成本的20%来,最后产品合格率为49%测算,芯片的硬件配置成本21美元。

不言而喻,在同样的生产量下,应用更优秀的工艺加工工艺会使芯片硬件配置成本有所增加,但只需生产量充足大,本来昂贵的成本就可以被极大的总数分摊,芯片的成本就可以大幅度减少。

芯片的标价

硬件配置成本比较好确立,但设计方案成本就非常复杂了。这之中既包含技术工程师的薪水、EDA(LCEDA.cn)等开发环境的花费、机器设备花费、场所花费这些......此外,也有一大块是IP花费——如果是自主CPU到还行(某自主薄膜光学能够做的没有第三方IP),如果是ARM势力IC工程设计公司,必须很多购入IP,这种IP价格比较贵,因而不大好将世界各国每家IC工程设计公司在设计方案上的成本实际统一量化分析。

按国际性通用性的低赢利芯片工程设计公司的价格策略8:20标价法,也就是硬件配置成本为8的状况下,标价为20,自主CPU-X在生产量为十万片的状况下市场价为212美金。别感觉这一标价高,实际上早已很低了,Intel一般价格策略为8:35,AMD在历史上曾做到过8:50。

在生产量为十万片的状况下,自主CPU-Y也选用8:20标价法,其市场价为305美金;

在生产量为一百万的状况下,自主CPU-Y也选用8:20标价法,其市场价为75美元;

在生产量为1000万的状况下,自主CPU-Y也选用8:20标价法,其市场价为52.五美元。

不难看出,要减少CPU的成本/市场价,生产量尤为重要,而这也是Intel、iPhone能选用相对性而价格昂贵的工艺加工工艺,又能牟取经济利润的重要。


一颗芯片成本是多少?

标签:芯片 市场

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