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。

結果沒想到評論區就炸了鍋了：

吃瓜群眾主打一個摸不著頭腦：

咱太奶都知道國產3nm芯片被美國制裁的事兒，現在華子發個新機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備。

黑馬再一瞅評論區，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。

不知道大家注意到沒有，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3nm芯片設計的一次突破。

這個芯片設計是啥意思呢？

在半導體產業里，科技企業通常會將芯片的功能、性能、架構先設計出一個電路布局，生成GDS文件后交給晶圓加工廠生產。

也就是說，其實設計和生產是產業鏈上兩個獨立的流程：

設計部分的難點在于，需要確認芯片CPU、GPU、功耗、算力等關鍵指標是否達到預期，要數億次進行仿真驗證，去覆蓋所有可能的場合。

系統級芯片的設計流程示意圖

你如果想做出高性能的處理器，那肯定是需要在傳統架構上進行優化能效比。

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

如果芯片設計這一步上就出現漏洞，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據說單次流片成本就超過1億美元。

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

OK，背景科普先到這里，接下來我們進入正題。

顯然，此次小米“造芯”指的就是自主研發設計，也就是芯片設計，而目前國產半導體行業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，設計其實也并非完全小米自研。

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

GPU架構則是外購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在通訊領域依舊需要依賴聯發科或者高通的基帶技術，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”，好處是降低了研發風險和成本，同時也將小米生態和芯片設計整合，完成了SoC級別的生態整合。

關鍵是沒有觸動美國核心利益，才使得這顆國產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設計、晶圓制造一整套都得靠全國產自己搞，受限于制程工藝，至今需要通過超線程技術提升能效比。

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

前面黑馬也提到過，在半導體產業里，芯片設計和制造是分工明確的上下游關系，像高通、聯發科、海思、蘋果做的都是芯片設計。

但這些前輩們，也不是一口吃成胖子的。

比如聯發科，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，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的規格也已經清晰，CPU采用10核架構，分別是2×3.9GHz超大核+4×3.4GHz大核+2×1.89GHz中核+2×1.8GHz小核。

根據統計到其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，研發團隊在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。

比如和小米“婚內”感情穩定的高通，在昨天發來賀電，慶祝雙方合作長達15年，并且達成了全新的多年協議。

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，推出各種終端產品。

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了，按理說高通應該有危機意識，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，產能鐵跟不上，另外高通的產品線很豐富，如WiFi、藍牙、物聯網、汽車等等領域，所以還是要穩住高通；另一方面高通也不能失去中國龐大的智能手機市場；

兩邊一合計，還是得繼續保持良好的關系。

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

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

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3nm的寬容，黑馬大概會對15S Pro稍微放低預期，只要能達到旗艦體驗，就足夠讓人驚喜了。

至于更硬核的底層架構自研，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