芯片的设计与制造，哪个更重要？
芯片，这个我们每天都在接触、却又时常忽略的小小元件，是现代科技的基石。从智能手机到高性能服务器，从汽车自动驾驶到尖端医疗设备，都离不开它们强大的计算能力。而芯片的诞生，离不开两个至关重要的环节：设计和制造。
那么，在芯片的“出生”过程中，设计和制造，究竟哪个更重要呢？这是一个常常被提起，也值得我们深入探讨的问题。与其说是“哪个更重要”，不如说它们是相互依存、缺一不可的双生子。失去任何一方，都无法让一片小小的硅片，转变成我们手中灵巧的芯片。
设计的灵魂：思想的具象化
我们不妨先从设计谈起。芯片设计，本质上是将人类的智慧、算法和逻辑，转化为一套精确无误的指令集，并最终体现在一片微小的硅片上。你可以把它想象成一个建筑师的蓝图，或者一个作曲家的乐谱。
架构设计：大脑的骨架。 这是最顶层的设计，决定了芯片的整体功能和性能。比如，是设计一个通用型的处理器（CPU），还是专用的AI加速器（GPU、NPU）？它决定了芯片的“做什么”，以及“做得有多好”。伟大的架构师能够预见未来的计算需求，设计出能够引领行业发展的芯片。例如，ARM架构凭借其高能效比，在移动设备领域占据了绝对优势。
逻辑设计：思想的序列。 在架构确立后，设计师需要将功能分解成无数个逻辑门（AND, OR, NOT等）和寄存器，通过硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，将这些逻辑关系精确地描述出来。这就像是将一段复杂的音乐，分解成一个个音符和乐句。
电路设计：细节的雕琢。 逻辑设计完成后，就需要将这些逻辑门转化为具体的电路，比如晶体管的连接方式、电压电流的参数等等。这一步需要考虑很多物理层面的细节，包括功耗、速度、信号干扰等等。这个过程就像是建筑师在蓝图上细化每一根梁柱的尺寸和材质。
验证：万无一失的检查。 设计完成后，绝不是万事大吉。芯片的设计极其复杂，一个微小的错误都可能导致整个芯片报废。因此，验证环节至关重要，通过大量的仿真和测试，确保设计在各种条件下都能正确运行。这个过程如同外科医生在手术前反复模拟操作流程。
设计的价值在于创新和差异化。 好的设计能够赋予芯片强大的性能，更低的功耗，或者实现全新的功能。一个突破性的架构设计，足以改变一个行业的游戏规则。在设计阶段，思想的火花和工程师的创造力是驱动一切的核心。
制造的基石：现实的实现
然而，再精妙绝伦的设计，如果无法被制造出来，也只能是纸上谈兵。这就轮到了制造环节。芯片制造，堪称人类工业制造的极致体现，它将设计图纸转化为物理世界中的精密器件。
晶圆厂（Foundry）：神圣的殿堂。 芯片制造的核心场所是晶圆厂，也就是我们常说的“fab”。在这里，一片直径12英寸（300mm）的圆形硅片，经过数百道极其复杂、精密且高度自动化的工艺流程，才能最终成为承载着无数晶体管的芯片。
光刻：雕刻纳米的艺术。 光刻是芯片制造中最核心、最关键的工艺之一。通过将设计好的掩膜版（mask）上的图案，利用紫外光（甚至更短波长的EUV光源）投影到涂有光刻胶的硅片上，一步步地“雕刻”出芯片的电路结构。这个过程的精度达到了纳米级别，比头发丝还要细小无数倍。
蚀刻与沉积：物质的增减。 在光刻后，还需要通过蚀刻（etching）去除不需要的部分，并通过沉积（deposition）在特定区域添加导电层、绝缘层等。这些步骤的精确控制，直接决定了电路的连通性和性能。
化学机械抛光（CMP）：平整的表面。 随着工艺的进步，芯片的层数越来越多，为了保证后续光刻和沉积的精度，需要对硅片表面进行反复的抛光，使其达到原子级别的平整度。
测试与封装：最后的把关。 制造完成后，还需要对每一颗芯片进行严格的电学测试，筛选出不合格的产品。最后，将合格的芯片切割下来，进行封装，以便于焊接和连接到电路板上。
制造的价值在于实现和良率。 卓越的制造工艺，能够实现更精密的晶体管尺寸（如7nm、5nm、3nm甚至更小），从而带来更高的性能和更低的功耗。同时，制造的良率（yield），也就是生产出的合格芯片占总产量的比例，直接关系到芯片的成本和市场竞争力。
谁是“更”重要？是命运的共同体。
如果非要在这两者之间分出一个“更”字，那未免过于狭隘。
没有好的设计，再好的制造工艺也无法发挥作用。 即使拥有最先进的光刻机，如果设计本身就存在逻辑错误或者效率低下，生产出来的芯片也只会是“废品”。一个好的设计，能最大化地利用制造工艺的潜力。
没有精良的制造，再好的设计也只能是“概念”。 哪怕设计图纸再完美，如果制造工艺跟不上，无法将设计中的纳米级细节精确实现，那么再精妙的逻辑也无法在硅片上运行。
它们的关系，更像是“需求”与“供给”的博弈，是“蓝图”与“现实”的融合。
设计驱动制造的进步： 随着计算需求的不断增长，对芯片性能的要求越来越高，这反过来会逼迫制造工艺不断突破极限。例如，为了实现更小的晶体管尺寸，就需要更先进的光刻技术（如EUV）和更精密的材料科学。
制造能力反哺设计： 制造工艺的进步，也为设计提供了更多的可能性。当某个制造节点能够稳定生产出更小的晶体管时，设计师就可以利用这一优势，在有限的芯片面积内集成更多的晶体管，实现更复杂、更强大的功能。
我们常常看到这样的情况：
先进设计需要先进制造： 苹果的A系列和M系列芯片，以其出色的性能和能效比闻名。这不仅仅是因为苹果拥有顶尖的设计团队，更因为他们能够与台积电（TSMC）这样拥有最先进制造工艺的代工厂合作，将他们的设计“完美”地复现在最新的制程节点上。
中国芯的挑战： 中国在芯片设计领域已经取得了长足的进步，涌现出了华为海思、紫光展锐等优秀的设计公司。然而，在高端制造领域，我们仍然面临着巨大的挑战。这导致即便拥有顶尖的设计，也无法在最先进的制程节点上实现制造，限制了芯片的性能和竞争力。
结论：
芯片的设计与制造，都是极其复杂、耗时且昂贵的领域，需要顶尖的科学技术、巨额的资金投入以及长期的积累。它们是唇齿相依、相辅相成的关系，一个是为了实现思想的极致，另一个是为了实现现实的突破。
与其问哪个更重要，不如说我们更需要的是设计与制造的协同发展和完整闭环。只有当最前沿的设计能够顺利地被最先进的制造工艺实现，才能诞生出真正改变世界的芯片。在技术飞速发展的今天，任何一方的短板，都可能成为整个产业发展的瓶颈。因此，两手都要抓，两手都要硬，才是应对未来挑战的正确之道。
那么，在芯片的“出生”过程中，设计和制造，究竟哪个更重要呢？这是一个常常被提起，也值得我们深入探讨的问题。与其说是“哪个更重要”，不如说它们是相互依存、缺一不可的双生子。失去任何一方，都无法让一片小小的硅片，转变成我们手中灵巧的芯片。
设计的灵魂：思想的具象化
我们不妨先从设计谈起。芯片设计，本质上是将人类的智慧、算法和逻辑，转化为一套精确无误的指令集，并最终体现在一片微小的硅片上。你可以把它想象成一个建筑师的蓝图，或者一个作曲家的乐谱。
架构设计：大脑的骨架。 这是最顶层的设计，决定了芯片的整体功能和性能。比如，是设计一个通用型的处理器（CPU），还是专用的AI加速器（GPU、NPU）？它决定了芯片的“做什么”，以及“做得有多好”。伟大的架构师能够预见未来的计算需求，设计出能够引领行业发展的芯片。例如，ARM架构凭借其高能效比，在移动设备领域占据了绝对优势。
逻辑设计：思想的序列。 在架构确立后，设计师需要将功能分解成无数个逻辑门（AND, OR, NOT等）和寄存器，通过硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，将这些逻辑关系精确地描述出来。这就像是将一段复杂的音乐，分解成一个个音符和乐句。
电路设计：细节的雕琢。 逻辑设计完成后，就需要将这些逻辑门转化为具体的电路，比如晶体管的连接方式、电压电流的参数等等。这一步需要考虑很多物理层面的细节，包括功耗、速度、信号干扰等等。这个过程就像是建筑师在蓝图上细化每一根梁柱的尺寸和材质。
验证：万无一失的检查。 设计完成后，绝不是万事大吉。芯片的设计极其复杂，一个微小的错误都可能导致整个芯片报废。因此，验证环节至关重要，通过大量的仿真和测试，确保设计在各种条件下都能正确运行。这个过程如同外科医生在手术前反复模拟操作流程。
设计的价值在于创新和差异化。 好的设计能够赋予芯片强大的性能，更低的功耗，或者实现全新的功能。一个突破性的架构设计，足以改变一个行业的游戏规则。在设计阶段，思想的火花和工程师的创造力是驱动一切的核心。
制造的基石：现实的实现
然而，再精妙绝伦的设计，如果无法被制造出来，也只能是纸上谈兵。这就轮到了制造环节。芯片制造，堪称人类工业制造的极致体现，它将设计图纸转化为物理世界中的精密器件。
晶圆厂（Foundry）：神圣的殿堂。 芯片制造的核心场所是晶圆厂，也就是我们常说的“fab”。在这里，一片直径12英寸（300mm）的圆形硅片，经过数百道极其复杂、精密且高度自动化的工艺流程，才能最终成为承载着无数晶体管的芯片。
光刻：雕刻纳米的艺术。 光刻是芯片制造中最核心、最关键的工艺之一。通过将设计好的掩膜版（mask）上的图案，利用紫外光（甚至更短波长的EUV光源）投影到涂有光刻胶的硅片上，一步步地“雕刻”出芯片的电路结构。这个过程的精度达到了纳米级别，比头发丝还要细小无数倍。
蚀刻与沉积：物质的增减。 在光刻后，还需要通过蚀刻（etching）去除不需要的部分，并通过沉积（deposition）在特定区域添加导电层、绝缘层等。这些步骤的精确控制，直接决定了电路的连通性和性能。
化学机械抛光（CMP）：平整的表面。 随着工艺的进步，芯片的层数越来越多，为了保证后续光刻和沉积的精度，需要对硅片表面进行反复的抛光，使其达到原子级别的平整度。
测试与封装：最后的把关。 制造完成后，还需要对每一颗芯片进行严格的电学测试，筛选出不合格的产品。最后，将合格的芯片切割下来，进行封装，以便于焊接和连接到电路板上。
制造的价值在于实现和良率。 卓越的制造工艺，能够实现更精密的晶体管尺寸（如7nm、5nm、3nm甚至更小），从而带来更高的性能和更低的功耗。同时，制造的良率（yield），也就是生产出的合格芯片占总产量的比例，直接关系到芯片的成本和市场竞争力。
谁是“更”重要？是命运的共同体。
如果非要在这两者之间分出一个“更”字，那未免过于狭隘。
没有好的设计，再好的制造工艺也无法发挥作用。 即使拥有最先进的光刻机，如果设计本身就存在逻辑错误或者效率低下，生产出来的芯片也只会是“废品”。一个好的设计，能最大化地利用制造工艺的潜力。
没有精良的制造，再好的设计也只能是“概念”。 哪怕设计图纸再完美，如果制造工艺跟不上，无法将设计中的纳米级细节精确实现，那么再精妙的逻辑也无法在硅片上运行。
它们的关系，更像是“需求”与“供给”的博弈，是“蓝图”与“现实”的融合。
设计驱动制造的进步： 随着计算需求的不断增长，对芯片性能的要求越来越高，这反过来会逼迫制造工艺不断突破极限。例如，为了实现更小的晶体管尺寸，就需要更先进的光刻技术（如EUV）和更精密的材料科学。
制造能力反哺设计： 制造工艺的进步，也为设计提供了更多的可能性。当某个制造节点能够稳定生产出更小的晶体管时，设计师就可以利用这一优势，在有限的芯片面积内集成更多的晶体管，实现更复杂、更强大的功能。
我们常常看到这样的情况：
先进设计需要先进制造： 苹果的A系列和M系列芯片，以其出色的性能和能效比闻名。这不仅仅是因为苹果拥有顶尖的设计团队，更因为他们能够与台积电（TSMC）这样拥有最先进制造工艺的代工厂合作，将他们的设计“完美”地复现在最新的制程节点上。
中国芯的挑战： 中国在芯片设计领域已经取得了长足的进步，涌现出了华为海思、紫光展锐等优秀的设计公司。然而，在高端制造领域，我们仍然面临着巨大的挑战。这导致即便拥有顶尖的设计，也无法在最先进的制程节点上实现制造，限制了芯片的性能和竞争力。
结论：
芯片的设计与制造，都是极其复杂、耗时且昂贵的领域，需要顶尖的科学技术、巨额的资金投入以及长期的积累。它们是唇齿相依、相辅相成的关系，一个是为了实现思想的极致，另一个是为了实现现实的突破。
与其问哪个更重要，不如说我们更需要的是设计与制造的协同发展和完整闭环。只有当最前沿的设计能够顺利地被最先进的制造工艺实现，才能诞生出真正改变世界的芯片。在技术飞速发展的今天，任何一方的短板，都可能成为整个产业发展的瓶颈。因此，两手都要抓，两手都要硬，才是应对未来挑战的正确之道。
网友意见
设计更重要。
只听说过设计把制造外包给他人，没听说过制造把设计外包给他人。
（这是逻辑关系）
另外，加一点，老美的fab并不是强项，但是老美是掌握核心的设计的。
美国人是聪明的。
台湾的IC设计起来，也不是制造的TSMC带动的。
台湾的PC行业带动IC设计，IC设计带动了TSMC的可能。下游往上游。
(这段不是逻辑关系，只是描述台湾状态）
这也是中国目前在走的道路。
》
chadwick bi芯片设计外包很常见的，术语叫做“客户定制”，XBOX360和PS4就是这么来的。
》
谢丹（作者）
这个例子更加反证了我的逻辑。没发现这是什么行业？游戏。游戏行业从来是软件为核心。游戏行业就是软件比硬件更加重要。（任天堂就是个破硬件好软件）
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