为何 OPPO vivo 等一众厂商选择不造手机芯片呢？ 第1页

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回答4DAY后补充：

没想到有4k+的赞了。补充一些有参考价值的数据吧。

1. 评论区有人批评我没有给具体数据，那我还是说一下嘛~就我目前接触过的几次实验性流片（指芯片给台积电、中芯国际这种厂子，走MPW生产几百片芯片出来）的花费，TSMC上古亚微米级（几十几百纳米，具体多少我不记得了）工艺一次在30万左右，台积电28nm一次百万以上。回答中说百亿夸张了哈，不过最新工艺7nm这种价格也绝不会便宜）。
2. 评论区有人批评我没有说手机基带的问题。说来惭愧，基带芯片应该属于射频领域，我对数字芯片了解比较多，射频领域了解很少（通常芯片分为数字、模拟和射频三种用途，有着完全不同的设计模式）。不过有一点，手机SoC并不一定非要包括基带，比如大名鼎鼎的苹果A12本身并不带基带啦。
3. 单纯写一个CPU并不困难的，据我朋友说，中国某樱花很好看的985计算机系本科大三就要求学生自己写一个带5级流水线的MIPS结构CPU（道听途说，如果不对请轻喷）。而且当年x芯也不是没有做出成果，并不是完全骗钱的，其实离成功只差一步了（如果有机会我能更清楚地了解那段历史的话，我很愿意写一篇文章去分析~）。
4. 中国的IC行业应该已经火起来了。而且我们绝对不是无芯可用，很多领域的专用芯片，都有很多大小公司在默默奋斗，大部分都拥有了自己的产品。人工智能领域的芯片更是非常火。通用芯片中国起步晚，制约多，请给我们一点时间。
5. 讲个小故事，我曾经接触过一家位于上海的小半导体初创公司。跟曾经与AMD合作过的大工程师、后来是台湾某公司的大老板聊天时，他说一个芯片设计团队通常需要120人左右才比较完整。而那家小公司，整个公司全体技术人员只有70人，负责芯片的更是只有不到20人，但是他们也做出了自己的芯片。我想说的是，也许我们在大谈特谈尖端技术，谈高性能芯片，谈7nm5nm这种追求物理极限的东西，但是也有这么一批默默扎根行业的从业者，也是这片土地上最有热忱的一群人，他们用不了技惊四座的技术，因为决定着他们生死的，仍然是市场。但希望之火有大有小，不论技术高低，只要有人坚守在这个行业，有千千万工程师、创业者为之奋斗，星星之火终可燎原。

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这年头对IC全行业（即从设计开始到最后芯片问世）的科普还真不多，索性借着这个问题好好回答一下。

看到题目的第一瞬间，我也很想像其他答主一样喷一喷提问者对技术的一知半解，以及由此带来的蔑视。后来冷静想想，这其实反映了普通人对集成电路行业的不理解。毕竟集成电路行业里有一件很令人头痛的事，就是如何如何在形象描述IC产业各类基本概念的同时表达清楚这个行业的复杂程度——不说芯片是沙子做的，普通人理解不来芯片是何方神圣；但沙子离芯片的距离，中间附加的技术和智慧，可是比石头到世界第一高楼哈利法塔还要遥远千倍万倍。

• 以下是正经科普，希望能借回答题主疑问的机会，让读者对IC产业有一个大概的了解。

如果您有耐心看完对这四个问题的回答，您应该可以了解网友们日常用来吐槽的“买ARM授权”到底是什么意思，为什么造一块芯片如此困难。如果您足够聪慧，还应该能感受到芯片作为21世纪人类智慧的结晶，其光芒是多么耀眼。

为了方便叙述，我们假设一家叫“ov”的公司，财大气粗，其CEO，著名企业家段不平先生，于2019年3月22日突然在微博上宣布，ov决定自主研发“饕餮890”手机SoC。

某微博红人雷兵先生随即在评论区要求段不平回答下面四个问题，并称如果回答不好，就亲自给他科普手机厂商自己造芯片的种种坏处。

1. “手机芯片”是什么？
2. ov能不能从ARM买到造芯片的“图纸”？
3. 有了图纸，ov还需要什么才能造出一枚芯片？
4. 台积电拿到图纸以后在做什么？

一、”手机芯片“是什么。

我赌五角钱，段不平先生虽然在商界叱咤风云多年，打造过诸如“小霸主”、“步步低”等红极一时的产片，但是他对芯片的了解，恐怕仅限于“面积指甲盖大小”和“不好造”这两个印象。

关于芯片的定义很多，这里我给出一个我认为最好理解的说法。

芯片就是把过去用一堆堆电缆、开关、磁带这些巨大无比的电器实现的功能，在一片尺寸通常不超过2cmX2cm的小东西上实现出来并集成成千上亿个。
换句话说，如果你见过收音机拆开以后，里面的原件长什么样（尽管你可能依旧不知道那些原件是做什么的，但至少应该有个感性的印象），那么如今芯片的几乎所有功能，也同样能用收音机里面的零件实现，只不过复杂一点的芯片需要拆几亿个收音机才能凑够这些零件而已（同时也意味着几亿个收音机的功耗和奇慢无比的速度）。

此时你可能惊讶道，这是怎么做到的？且慢，我们先不去考虑是怎么实现的，我只能提前告诉你，不要想象成在2cmX2cm的纸片上用打印机打印上亿个图形，而是需要想象成在2cmX2cmX1mm的小石块上雕刻一幅有上亿个小动物的、镂空的3D风景画。

同时我们要注意到，ov要做的是“饕餮890”手机SoC芯片。这SoC三个字母不加不要紧，一旦加上，这个芯片又不太一样了。此时，系统和软硬结合两个词语又浮上水面。

回到之前收音机的比方，可能一枚“收音机芯片”的功能就是“接受特定频率的电磁波，并把它翻译成语音输出到音响系统“。这枚芯片也还算简单。但SoC呢？

SoC，全称System on Chip，在芯片上的系统。说到系统，我很喜欢一个词：“麻雀虽小，五脏俱全”。系统意味着它有一整套完善的体系结构。你可以这样理解，普通的芯片，只需要做好一件事，比如计算、比如储存；SoC也是芯片，但SoC几乎就是一台完整的电脑，他要能计算、能储存、能实现数据在自己内部各模块之间流动。

说SoC是一台去掉显示器、键盘鼠标，但是有CPU有显卡有主板有声卡有硬盘有内存的电脑，其实并不为过。而这一切都集成在那块指甲盖大小的芯片上。

这就带来一个巨大的问题。我们都知道，电脑这东西，上有Windows操作系统，下面内存硬盘各有各的接口标准。这些东西如果要浓缩到一块芯片上，怎么办？

此处我不展开说，否则太浪费时间。读者只需要记住一个词——软硬件协同设计，然后慢慢品味吧。

二、ov能不能从ARM买到造芯片的“图纸”？

答案：可以。但“图纸”种类比较多，绝大部分图纸并不可以直接拿到台积电“工厂”去生产。

我没有和arm打过交道，还真不知道从arm买手机芯片，尤其是大家关心的手机SoC芯片ARM具体怎么卖。

但是ov表示无所谓，我财大气粗。但是ov再有钱，其在ARM只能买到以下三种图纸（IC行业称之为IP核）：

• 软核
• 固核
• 硬核

为了不涉及复杂的技术词语，我用盖大楼的图纸来描述这三种东西。

软核，类似于开发商对大楼“画大饼”。“这座大楼一共十一层，每层分成一百个隔间，每层的隔间分别是5x6m，10x30m……”这张详细的“饼”将大楼的所有设计理念、设计逻辑、执行标准、达成的效果以及用几个楼梯、几个电梯去达成这些效果描述的很清楚。

固核，类似于效果渲染图。渲染图下，这栋楼每层用什么材料、外表看起来够不够炫酷，柱子够不够结实，已经能够看个大概。

硬核，就如名字一样“硬核”，是大楼的施工图纸，每一寸都规划好了，建筑商拿着这图纸直接施工就完事了。

聪明的读者此时应该可以想到，硬核似乎是方便省事的图纸了。但对于ov公司来说，它其实不太想要这个，因为画的完美的图纸，你完全无法对其进行改造优化，也看不出来设计师最初的设计理念。而软核图纸呢？虽然拿到以后没法直接施工，但是我完全可以把外墙颜色修改成绿色，同时加两个电梯，印上我公司logo，再让设计师把它搞成硬核图纸拿去生产。

简而言之，软核距离生产线最远，但是灵活可修改，同时有一定的风险（鬼知道你蓝图画的这么好，建起来会不会直接倒掉）。硬核拿过来就能去生产，但是几乎不能定制修改。固核介于两者之间。但是，任何一种方案都不可能让ov百分百满意，ov必须在生产难度、定制程度等方面权衡。

但这还是小麻烦，最最重要的是，ARM卖的图纸不！是！SoC！！ARM卖的只是SoC中的计算模块，其它所有设计，以及设计与设计之间怎样配合工作，都需要ov自己去搞定。如果它买ARM家的IP核，软核自然是灵活，灵活意味着方便和自己芯片内的其他设计迁就配合，但是就需要承担接下来做成成品的风险。如果买硬核，那就是买了一个写死的设计，自己所有的设计都要配合它来，分毫不能差。

对了，ov公司还要顺手把这个芯片的驱动写了，才能在上面跑起来安卓。

一句话，有钱就有图纸，但你要用起来，还真费劲。

三、有了图纸，ov还需要什么才能造出一枚芯片？

假如ov决心很足，东拼西凑搞出了“饕餮890”的完整图纸。它可以把它放进工厂生产了吗？

段不平先生不愧是商业大佬，他在看完这个烧了几个亿才搞出来的图纸，眼看就可以统治手机市场之时，问了首席工程师一句话：我怎么知道你的图纸设计是对的，没有BUG？

工程师一愣，然后说：我们……测试一下？

段不平大吼一声：你哄三岁小孩呢？没东西你怎么测试？？这样，别着急投入市场，先让台积电给我造两片出来，你们测试没问题再投入市场

工程师：段……段经理，台积电说，我们的芯片，开模费100亿，以后每造一片只要十块钱……您不管是产一片还是产一万片，其实价格差不多，做瞎了，整个公司就没了……

段：我……nmd，为什么？

没错。困扰芯片行业的巨大问题之一，就是生产芯片的特点。其实每片芯片并不是太值钱，但是哪怕只做一片，也需要造很多异常精密的掩模版。这部分花销无论如何都不能避免。这也就意味着，几十几百亿的钱投入生产前，没人知道这芯片能不能工作。这个风险之大，不是普通企业可以承受的。

当然，芯片投产前也不是完全不能“测试”。我们管生产前找芯片BUG的工作叫“验证”。这又是一个非常大的领域，而且验证一片芯片的其复杂程度，其实并不比设计一块芯片低。这不难理解——用户拿到手机以后，可能下载各种软件，在屏幕上左滑右滑点来点去，可能接收到无数种可能的数据，你怎么知道用户的某一个行为不会触发BUG？显然，用户的行为无穷无尽，而验证不可能验证这片芯片上所可能发生的所有事情。这里面的学问，也大的很。

四、台积电拿到图纸以后在做什么？

其实这不是ov公司要考虑的问题，这是台积电的问题。限于篇幅（懒）我也不展开说了。我在重复一下在问题一里的那句话：

芯片就是把过去用一堆堆电缆、开关、磁带这些巨大无比的电器实现的功能，在一片尺寸通常不超过2cmX2cm的小东西上实现出来并集成成千上亿个。
换句话说，如果你见过收音机拆开以后，里面的原件长什么样（尽管你可能依旧不知道那些原件是做什么的，但至少应该有个感性的印象），那么如今芯片的几乎所有功能，也同样能用收音机里面的零件实现，只不过复杂一点的芯片需要拆几亿个收音机才能凑够这些零件而已（同时也意味着几亿个收音机的功耗和奇慢无比的速度）。

同时补一个B站视频，是英特尔公司官方动画讲解的芯片制作

朋友，如果你看完了，你觉得，从ARM买一个图纸，在整个手机芯片设计中，有多重要呢？

反正ov老板表示：等一下，我这里有个X28要发布，芯片的事先缓一缓。

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