芯片硬件成本计算 - 一文了解芯片制作的完整过程及硬件成本

时间: 2023-10-22 19:36:31 |   作者: 安博体育

  封装和测试的成本这个没有具体的公式,只是测试的价格大致和针脚数的二次方成正比,封装的成本大致和针脚乘功耗的三次方成正比。如果CPU-X采用40nm低功耗工艺的自主芯片,其测试成本约为2美元,封装成本约为6美元。

  因40nm低功耗工艺掩膜成本为200万美元,如果该自主CPU-X的销量达到10万片,则掩膜成本为20美元,将测试成本=2美元,封装成本=6美元,晶片成本=28美元代入公式,则芯片硬件成本=(20+2+6)/0.49+28=85美元

  如果自主CPU-Y采用28nm SOI工艺,芯片面积估算为140平方毫米,则可以切割出495个CPU,由于28nm和40nm工艺一样,都属于非常成熟的技术,切割成本的影响微乎其微,因此晶圆价格可以依旧以4000万美元计算,晶片成品率同样以49%的来计算,一个12寸晶圆可以切割出242片晶片,每一片晶片的成本为16美元。

  如果自主CPU-X产量为10万,则掩膜成本为40美元,按照封装测试约占芯片总成本的20%、晶片成品率为49%来计算,芯片的硬件成本为122美元。

  如果该自主芯片产量为100万,则掩膜成本为4美元,按照封装测试约占芯片总成本的20%来,最终良品率为49%计算,芯片的硬件成本为30美元。

  如果该自主芯片产量为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,最终良品率为49%计算,芯片的硬件成本21美元。

  显而易见,在相同的产量下,使用更先进的制程工艺会使芯片硬件成本有所增加,但只要产量足够大,原本高昂的成本就可以被巨大的数量平摊,芯片的成本就可以大幅降低。

  硬件成本比较好明确,但设计成本就很复杂了。这当中既包括工程师的工资、EDA等开发工具的费用、设备费用、场地费用等等。另外,还有一大块是IP费用——如果是自主CPU到还好(某自主微结构可以做的不含第三方IP),如果是ARM阵营IC设计企业,需要大量外购IP,这些IP价格昂贵,因此不太好将国内外各家IC设计企业在设计上的成本具体统一量化。

  按国际通用的低盈利芯片设计公司的定价策略8:20定价法,也就是硬件成本为8的情况下,定价为20,自主CPU-X在产量为10万片的情况下售价为212美元。别认为这个定价高,其实已经很低了,Intel一般定价策略为8:35,AMD历史上曾达到过8:50.

  在产量为10万片的情况下,自主CPU-Y也采用8:20定价法,其售价为305美元;

  在产量为100万的情况下,自主CPU-Y也采用8:20定价法,其售价为75美元;

  在产量为1000万的情况下,自主CPU-Y也采用8:20定价法,其售价为52.5美元。

  由此可见,要降低CPU的成本/售价,产量至关重要,而这也是Intel、苹果能采用相对而昂贵的制程工艺,又能攫取超额利润的关键。

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