中國第一顆自研3nm，為什么是小米“造”出來的？

周一的時候，雷廠長不是發(fā)了條微博說小米自研3nm SoC 玄戒O1再過兩天就要上了。

黑馬也是火速跟了一條短稿。

結(jié)果沒想到評論區(qū)就炸了鍋了：

吃瓜群眾主打一個摸不著頭腦：

咱太奶都知道國產(chǎn)3nm芯片被美國制裁的事兒，現(xiàn)在華子發(fā)個新機(jī)的處理器都還得藏著掖著。

咋小米你偷摸的就整上自研3nm了呢？這不對勁啊，也不知道先造個7nm讓兄弟們有個心理準(zhǔn)備。

黑馬再一瞅評論區(qū)，不少朋友也確實好奇，為什么海思搞了20多年沒搞出來的3nm SoC，糧廠滿打滿算才搞8年就直接上機(jī)了？這怕不是有啥貓膩……

今天黑馬就跟大伙捋一下，實際上華為和小米都在說的“造芯”根本不是一件事情。

不知道大家注意到?jīng)]有，央視在報道這事兒的時候，也是明確提到了玄戒O1是大陸地區(qū)3nm芯片設(shè)計的一次突破。

這個芯片設(shè)計是啥意思呢？

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)里，科技企業(yè)通常會將芯片的功能、性能、架構(gòu)先設(shè)計出一個電路布局，生成GDS文件后交給晶圓加工廠生產(chǎn)。

也就是說，其實設(shè)計和生產(chǎn)是產(chǎn)業(yè)鏈上兩個獨立的流程：

設(shè)計部分的難點在于，需要確認(rèn)芯片CPU、GPU、功耗、算力等關(guān)鍵指標(biāo)是否達(dá)到預(yù)期，要數(shù)億次進(jìn)行仿真驗證，去覆蓋所有可能的場合。

系統(tǒng)級芯片的設(shè)計流程示意圖

你如果想做出高性能的處理器，那肯定是需要在傳統(tǒng)架構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化能效比。

而這里還有一個關(guān)鍵點，就是芯片設(shè)計工具EDA，目前能夠支持制程模擬3nm工藝的只有美國，而國產(chǎn)的EDA龍頭目前只支持5nm工藝。

如果芯片設(shè)計這一步上就出現(xiàn)漏洞，那么一旦晶圓廠流片失敗，一次的成本就是上千萬美元，而制程越精密的流片就越貴，例如玄戒O1據(jù)說單次流片成本就超過1億美元。

制造方面，大家應(yīng)該就比較熟悉了，目前全球最好的晶圓代工廠臺積電有著3nm的制程技術(shù)，但國產(chǎn)目前最高只能做到7nm。

OK，背景科普先到這里，接下來我們進(jìn)入正題。

顯然，此次小米“造芯”指的就是自主研發(fā)設(shè)計，也就是芯片設(shè)計，而目前國產(chǎn)半導(dǎo)體行業(yè)最頭疼的制造則是由臺積電代工完成，所以小米暫時不需要為晶圓代工操心。

而值得注意的是，設(shè)計其實也并非完全小米自研。

比如玄戒O1的CPU架構(gòu)是基于ARM公版Cortex-X系列（如X3/X925）和A系列（如A725）核心，但小米優(yōu)化了多核負(fù)載分配、電源管理、緩存設(shè)計等模塊。

GPU架構(gòu)則是外購IP（有稱是Imagination的DXT或Immortalis-G925 GPU），基帶是外掛的5G基帶；

外掛基帶意味著玄戒O1在通訊領(lǐng)域依舊需要依賴聯(lián)發(fā)科或者高通的基帶技術(shù)，他倆的核心專利都在美國手里。

只有部分模塊，比如NPU、能源管理、UWB等模塊則是小米自研。

整體屬于是“混合架構(gòu)”，好處是降低了研發(fā)風(fēng)險和成本，同時也將小米生態(tài)和芯片設(shè)計整合，完成了SoC級別的生態(tài)整合。

關(guān)鍵是沒有觸動美國核心利益，才使得這顆國產(chǎn)3nm最終得以和咱們見面。

因此相比起華為那種處處受限的地獄自研模式，小米玄戒O1就顯得多少就有點“不講武德”的意思了。

畢竟華子那頭CPU、GPU、NPU、基帶、EDA設(shè)計、晶圓制造一整套都得靠全國產(chǎn)自己搞，受限于制程工藝，至今需要通過超線程技術(shù)提升能效比。

但如果到這，你就覺得小米自研純屬投機(jī)取巧，簡直就是“技術(shù)外包”，那就大錯特錯了。

前面黑馬也提到過，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)里，芯片設(shè)計和制造是分工明確的上下游關(guān)系，像高通、聯(lián)發(fā)科、海思、蘋果做的都是芯片設(shè)計。

但這些前輩們，也不是一口吃成胖子的。

比如聯(lián)發(fā)科，雖然近些年CPU引入了自研核心，但早年也是使用的ARM公版核心；比如高通，早年的處理器比如驍龍865采用的也是外掛基帶；蘋果則長期依賴高通基帶，芯片雖然自研微架構(gòu)，但底層還是ARM指令集。

因此，作為小米真正意義上的第一代自研旗艦SoC，玄戒O1只有基帶采用的外掛，CPU、GPU都是小米自己拿ARM公版做的，ISP成像，AI用的NPU芯片也是小米自己做的。

目前，玄戒O1的規(guī)格也已經(jīng)清晰，CPU采用10核架構(gòu)，分別是2×3.9GHz超大核+4×3.4GHz大核+2×1.89GHz中核+2×1.8GHz小核。

根據(jù)統(tǒng)計到其Geekbench跑分是單核3119分，多核9673分；OpenCL最高22141分。

還能在SoC性能和功耗調(diào)教上做到和天璣9400打得有來有回，確實是很厲害的了。

但有吃瓜群眾又說了，小米這波旱地拔蔥搞得好像設(shè)計處理器很簡單的樣子，事實上真的有這么厲害嗎？

造芯成本的事情雷總說了，目前重啟四年多，投入了135億人民幣，研發(fā)團(tuán)隊在2500人。

PS：黑馬估計玄戒沒少吸納哲庫、海思、紫光展銳的流失人才。（特別是23年哲庫解散之后）

但東西是不是真牛，我覺得還是得看合作伙伴的反應(yīng)。

比如和小米“婚內(nèi)”感情穩(wěn)定的高通，在昨天發(fā)來賀電，慶祝雙方合作長達(dá)15年，并且達(dá)成了全新的多年協(xié)議。

啥意思呢，就是雖然小米這邊推出了自研SoC，但并不影響和兄弟的情誼，未來我們還要攜手共進(jìn)，推出各種終端產(chǎn)品。

這就好比，原來和自己天下第一好的老鐵，扭頭說自己能搞自主研發(fā)了，按理說高通應(yīng)該有危機(jī)意識，比如背后施壓啥的……

但人沒有，反而光速確定了長期合作協(xié)議，仿佛彼此根本沒有隔閡。

一方面是小米這邊出貨量太高，產(chǎn)能鐵跟不上，另外高通的產(chǎn)品線很豐富，如WiFi、藍(lán)牙、物聯(lián)網(wǎng)、汽車等等領(lǐng)域，所以還是要穩(wěn)住高通；另一方面高通也不能失去中國龐大的智能手機(jī)市場；

兩邊一合計，還是得繼續(xù)保持良好的關(guān)系。

與此同時，小米也在之中無形化解了地緣政治風(fēng)險——通過綁定高通避免向美國告狀，哪怕真的遇到了技術(shù)封鎖，還有高通驍龍兜底。

不僅消除外界擔(dān)心小米和高通鬧掰，出貨會不穩(wěn)定的擔(dān)心，甚至還能通過玄戒擺脫對單一供應(yīng)鏈的依賴……

屬實是一舉多得。

只能說小米這一手確實充滿智慧。

出于對第一代國產(chǎn)3nm的寬容，黑馬大概會對15S Pro稍微放低預(yù)期，只要能達(dá)到旗艦體驗，就足夠讓人驚喜了。

至于更硬核的底層架構(gòu)自研，就像雷廠長說的，再給小米更多時間和耐心吧。

撰文：柯然

編輯：小馬哥