說到大家對芯片制造有兩個刻板印象:第一,芯片就是沙子變來的;第二,造芯片只要有光刻機就行。
但其實還有一個更普遍的刻板印象——認為芯片是高精尖產物,天生就貴。
可你低頭看看身邊:鼠標、鍵盤、充電寶、耳機、口袋里的門禁卡,里面全藏著芯片。
它們有的論斤賣,單塊價格低至幾毛錢;另一邊,手機CPU、AI芯片,卻能賣到幾百上千塊,貴的甚至上萬元。
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圖片來源:AI生成,圖片僅作示意
同樣叫“芯片”,價格差出成千上萬倍,到底差在哪?
生活里的 “白菜價芯片”
比想象中多得多
你每天至少接觸20顆廉價芯片,只是沒見過它們。它們在哪里?
剛睡醒,你用遙控器把空調關了,走進衛生間拿起電動牙刷,順便踩上體重秤。然后你來到廚房,用電熱水壺燒上水,電飯煲里預約的粥已經煮好了。出門前,你習慣性檢查一遍——手機、耳機、車鑰匙、充電寶、門禁卡。
好了,你剛剛已經跟無數芯片打過交道了。
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圖片來源:AI生成,圖片僅作示意
簡單控制類:遙控器按鍵、門禁卡識別、計算器運算、玩具發聲、LED燈亮滅,0.1-1元。
功能模塊類:耳機連接配對、電飯煲控溫、電風扇檔位調速、空調接收信號、充電寶充放電、電動牙刷的電機驅動,1-5元。
如果你拆開手機,除了SoC這個核心,里面同樣有各種相對廉價的芯片:屏幕顯示要有顯示驅動芯片,指紋解鎖要有指紋識別芯片,連上5G網絡要有射頻芯片……
它們幾乎不被提起,但沒有它們,手機就是一塊磚。
芯片世界,各司其職。手機、電腦不僅需要高性能芯片,同樣需要簡單可靠芯片。沒有高低貴賤,只有適配與否。
是什么決定芯片
是“幾毛”還是“上千”
幾毛錢一顆的芯片,和幾千塊的CPU,原材料都是硅,憑什么價格差出上萬倍?我們拆開來看——
第一,干的活不一樣
第二,造的難度不一樣
第三,產的數量不一樣
一個“偏科學生”,一個“超級學霸”
功能越簡單,芯片越便宜。
便宜的芯片非常偏科,幾乎只會做簡單事:遙控器里的編碼芯片只等你按下按鍵,發出信號;電飯煲里的控溫芯片只檢測溫度,到了就斷電,低了就加熱;門禁卡里的NFC芯片被讀寫器掃到時,就喊一聲“到”。
貴價芯片相當于超級學霸,比如電腦CPU,可以同時跑幾十個程序、處理4K視頻、玩3D游戲、跟內存硬盤網卡等各種設備溝通;又比如高端存儲HBM,把存數據、取數據做到極致的深度。一顆高端芯片里,往往藏著幾百億個晶體管,功能復雜得多,設計難度也更大。
一個“小平房”,一個“摩天大樓”
工藝越成熟,芯片越便宜。
你抽屜里舊鼠標的那顆幾毛錢芯片,用的制程可能是180nm——這是2000年奔騰電腦的工藝水平。便宜的芯片,用的都是成熟工藝——28nm及以上的制程,甚至180nm,它們生產設備便宜、工序簡單、幾十年前的產線就能造,幾乎零失誤。
旗艦手機的SoC芯片,采用5nm、3nm甚至2nm的先進制程,設計復雜,研發費用高昂,產線投資上百億元,設備精度要到原子級別,工序幾百道,良率爬坡以年為單位,身價自然就高。
一個“批量日用品”,一個“限量奢侈品”
產量越大,芯片越便宜。
便宜的芯片,個頭小、產量大。NFC芯片可以做到3mm×3mm,比一粒米還小。一般來說,同樣的12寸晶圓,切NFC芯片能切出數千顆甚至數萬顆,切CPU只能切出幾百顆。而NFC芯片一年產量幾十億顆,產線一開,每顆成本只有幾分錢。
貴的芯片正好相反,個頭大、產量少。生產時只要有幾顆出問題,整片晶圓的成本就會全壓在剩下能用的芯片上,單顆分攤的成本自然就高。
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圖片來源:AI生成,圖片僅作示意
芯片的世界
其實是一個金字塔
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圖片來源:AI生成,圖片僅作示意
塔尖是昂貴的CPU、AI芯片、高端存儲,引領著科技向上突破;塔基是幾毛一塊的日用芯片,筑起我們觸手可及的便利。
我們既研究面向未來的高端芯片技術,也關注那些支撐起數字化生活的低端芯片。因為科技的溫度,不僅在于它能跑多快,更在于它能讓多少人的生活變得更好。
電飯煲準時煮好飯、遙控器一按就響應、門禁卡一刷就開門,背后都有這些“白菜價芯片”在默默運行。這些藏在日用品里的芯片,價格低到可以“忽略不計”。正是它們,讓九塊九的耳機、百來塊的家電成為可能,組成了普羅大眾的數字化生活。
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圖片來源:AI生成,圖片僅作示意
有趣的是,這些看似身價懸殊的芯片,如今卻面臨著共同的“通脹”壓力。當上游的銅、銀等原材料價格上漲,晶圓代工和封測的成本同步攀升,漲價潮便無差別地從塔尖傳導至塔基,不少MCU(微控制器)也紛紛提價15%到50%。
只是“白菜價芯片們”本身的基數低,漲價分攤到終端產品上也不過幾塊錢的變動,消費者感知并不強烈,遠不像存儲芯片、高端芯片漲跌那樣牽動整個市場的神經。
請問
你還知道什么生活中的“白菜價芯片”?
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來源:季華實驗室進校園
編輯:Bingbing
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