我如何看小米3nm自研芯片?

360影视 国产动漫 2025-05-23 16:07 2

摘要:5月22日,小米正式发布了自研手机SoC芯片"玄戒O1",继苹果、三星、华为后,小米成为全球第四家拥有自研手机SOC的手机品牌。此举不仅标志着中国科技企业在芯片自主化道路上的又一重大突破,3nm工艺的"玄戒O1"也标志着小米在手机芯片先进工艺领域有重大突破。

5月22日,小米正式发布了自研手机SoC芯片"玄戒O1",继苹果、三星、华为后,小米成为全球第四家拥有自研手机SOC的手机品牌。此举不仅标志着中国科技企业在芯片自主化道路上的又一重大突破,3nm工艺的"玄戒O1"也标志着小米在手机芯片先进工艺领域有重大突破。

随着"玄戒O1"的发布,网友也分为两派,有力挺的,也有质疑和谩骂的,我是怎么看小米造芯的呢,最近我看大家主要围绕“自研芯片”来展开的,所以首先我们从自研入手探讨一下两个概念就明白什么自研芯片了

1、不是自己制造的算不算自研?

大家要知道,全球芯片公司分两类,一类是IDM模式,就是从芯片设计、制造甚至封测都自己干,这样的典型代表就是英特尔,很多欧美模拟芯片公司也是IDM模式,如TI \ADI\英飞凌、NXP等。

另一类是Fabless模式,就是无晶圆模式,就是细化分工,自己只负责设计,其他公司负责制造和封测,这样可以轻资产运营,典型代表就是苹果、AMD、博通、联发科等等。小米就是属于第二类,是Fabless模式,所以即便芯片不是自己制造,也可以说自研芯片,这个没毛病,因为国家认定软件也是有著作权的。

2、买了IP搭出来的SoC是不是自研?

再就是买了IP之后采用公模设计是不是自研? 这个可以打个比喻,就是我们盖房子,各种IP就相当于有人设计了一个房子里所需要的厨房、沙发,电视、床等,买了IP就相当于我不自己去设计制造这些东西了我自己拿来用,买了公模的CPU相当于我把设计好的一个开放式厨房设计直接放进自己的房子里,这样,我通过购买各种IP ,通过不同的组合设计出的房子算不算是自己设计的呢?当然算了。同理,买了IP 然后通过不同组合实现一个SOC也是需要自己投入设计和付出的,所以这也属于自研的范畴。

实际上,几乎所有公司都会购买其他公司IP的,包括苹果这么牛的公司,它是GPU 也是购买了Imagination 公司的GPU IP,苹果几年前曾经挖了好多牛人自己造GPU 结果搞了几年搞不出来,最后还是认怂选择继续从Imagination 公司授权GPU IP了,这样做不丢人,也不妨碍苹果说他的A16,A17是自研的,好像大家也没去质疑过吧。

理解了上述概念后大家就清楚了自研芯片的概念了吧。所以小米说自研是没毛病的。

3、有人说,那买了IP设计出一款SOC岂不是跟搭积木一样容易?非也。

在购买了IP(知识产权)之后,要设计出一个SoC(System on Chip,片上系统)需要经过一系列复杂的工作流程。以下是主要的步骤和工作内容:

1. 需求分析与规划

明确目标:确定SoC的应用场景(如智能手机、物联网设备、汽车电子等),明确性能、功耗、面积、成本等关键指标。

IP选型与集成规划:根据需求选择合适的IP(如处理器IP、存储器IP、接口IP等),并规划它们在SoC中的布局和连接方式。

2. 系统架构设计

架构定义:设计SoC的整体架构,包括处理器、总线、存储器、外设等的连接关系。例如,确定处理器的类型(如ARM Cortex-A系列或RISC-V)、总线架构(如AMBA AXI或AHB)等。

性能分析与优化:通过仿真和建模工具(如SystemC)分析系统性能,优化架构以满足性能要求。

3. IP集成与验证

IP集成:将购买的IP核集成到SoC设计中。这包括硬件接口的适配、时钟和电源管理的配置等。

接口验证:验证IP之间的接口是否正确连接,确保数据传输的完整性和时序的准确性。

功能验证:通过仿真工具(如Vivado、Cadence等)对整个SoC进行功能验证,确保所有模块协同工作,满足设计要求。

4. 硬件设计

逻辑设计:使用硬件描述语言(HDL,如Verilog或VHDL)编写SoC的逻辑代码,包括自定义模块的设计和IP的集成。

综合与优化:使用综合工具(如SynopsysDesignCompiler)将HDL代码转换为门级网表,并进行逻辑优化以满足性能和面积要求。

布局与布线:在EDA工具中进行物理设计,包括芯片布局、布线、时钟树设计等,确保信号完整性(SI)和电源完整性(PI)。

5. 软件开发与协同设计

驱动程序开发:为SoC中的硬件模块(包括IP)开发驱动程序,确保软件能够正确控制硬件。

固件与操作系统移植:将操作系统(如Linux、RTOS)移植到SoC上,开发启动代码(Bootloader)和运行时支持。

硬件与软件协同验证:通过硬件在环(HIL)仿真或FPGA原型验证,测试硬件和软件的协同工作情况。

6. 测试与验证

仿真测试:使用仿真工具对SoC进行全面的功能测试、性能测试和边界条件测试。

形式化验证:使用形式化验证工具(如Cadence Formality)检查设计的正确性,确保逻辑等价性。

流片前验证:在流片前,通过FPGA原型验证或仿真验证,尽可能发现并修复问题。

7. 流片与封装

流片:将设计提交给晶圆代工厂(如TSMC等)进行流片,选择合适的工艺节点(如7nm、5nm或者3nm)。这个过程是最烧钱的,随着半导体工艺的升级,芯片设计和流片费用都要呈指数级增长。有芯片大厂算过这么一笔账:

· 14nm工艺芯片,流片一次需要300万美元左右(折合人民币2170万)

·7nm工艺芯片,流片一次需要3000万美元(折合人民币2.17亿)

· 5nm工艺芯片,流片一次更是达到4725万美元(折合人民币3.41亿

如果搞3nm ,一次NRE费用要上亿美元了 ,也就是说如果芯片有BUG ,那个一次流片7个多亿就没了! 7个多亿啊,据说小米的澎湃S1就流片了几次才成功的,那几次烧钱堪称也是惊心动魄啊。

雷军说目前小米玄戒研发投入已经有135亿,搞芯片确实烧钱!而且他说做 3nm这样级别的大芯片,每代投资大约10亿美元,如果能卖100万台,平摊下来,每台芯片研发成本就高达1000 美元,而小米15S Pro 售价才 5499 元人民币,现在短期内芯片项目是赔钱的。

之后是封装设计:根据应用需求选择封装类型(如BGA、QFN等),并进行封装设计和测试。

8. 后端测试与调试

芯片测试:在封装完成后,进行芯片的功能测试、性能测试和可靠性测试。

调试与优化:根据测试结果,对芯片进行调试,优化硬件和软件以解决发现的问题。

9. 产品化与量产

量产准备:完成量产所需的测试程序开发、生产流程优化等工作。

市场推广:根据SoC的特点和应用场景,进行市场推广和客户支持。

10. 持续维护与升级

软件更新:根据用户反馈和市场需求,持续更新固件和驱动程序。

硬件升级:根据技术发展和市场反馈,对SoC进行升级或改进。

所以,一款芯片最终上市需要投入大量的人力物力的,最终能做出芯片真的不容易。

此外,从上面的10个流程也可以看出,造芯需要大量的人员,所以,要衡量一个公司不是是真的造芯就看它的人员规模,世界上有名的手机芯片公司都有大量的研发人员,例如高通有5万人,联发科有1.3万人左右,紫光展锐有5000人规模,而小米已经有2500人以上的芯片团队,从规模上也是输入中国前三梯队的。

在今天的发布会上,雷军也感慨造芯之路有很多挑战,很多人会认为他是在煽情,其实确实如此,看看上面造芯的流程大家就有更深的理解了,这里也分享一下雷军秀的一些参数,他主要是跟苹果A18对比,有明显的超越,个人感觉还是不错的!

小米造芯的战略意义

小米自研芯片的战略意义在哪里?我是这么看的。

于小米而言:

1、掌握了核心技术,减少被卡脖子的风险,自研芯片使小米能够掌握核心技术,减少对外部供应商的依赖,降低因外部因素(如供应链中断、技术封锁)导致的风险。有人说那不代工了是不是完犊子了?那倒不是,如果以后台积电不给小米做3nm代工,我们国内还是实现7nm量产的,有了3nm完整的设计经验,对于7nm也是可以应对的。

2、提升创新能力:自研芯片可以根据小米的产品需求进行定制化设计,优化性能、功耗和功能,特别是在人工智能、5G通信、影像处理等关键技术领域。

3、提升产品差异化竞争力:自研芯片能够为小米的产品提供独特的性能优势和功能差异化,有助于在高端市场与苹果、三星等竞争对手抗衡。另外小米自研的不是一款芯片而是多款,由此,此次自研芯片的量产,更多是为未来跨终端生态(手机 + IoT + 汽车)打下基础,而不仅仅是单款手机的性能升级。

4、增强市场话语权:拥有自研芯片后,小米在与高通、联发科等芯片供应商谈判时将拥有更多的话语权,能够更好地控制成本和供应链稳定性。

5、 成本控制与利润提升,自研芯片有望降低小米产品的物料成本,提升利润率。据估算,自研芯片可使小米单台手机的成本降低20%-25%。减少对单一供应商的依赖,降低因供应中断或价格波动带来的风险。

6. 生态系统构建构建闭环生态:自研芯片能够与小米的操作系统(如澎湃OS)和硬件设备(如智能手机、智能家居、汽车)进行深度协同优化,实现更高效的互联互通和无缝的用户体验。小米的“人车家全生态”战略需要强大的芯片支持,自研芯片能够为智能家居、智能汽车等领域提供定制化的解决方案。

7、品牌形象与技术实力--成功推出高端自研芯片是小米技术实力的重要体现,有助于提升品牌形象,摆脱“性价比”的固化认知,向高端市场转型。

引领行业发展:小米的自研芯片项目不仅推动了自身的技术进步,也为中国半导体产业的发展提供了新的动力。

于国家而言:

1、 推动国产芯片生态:小米的自研芯片项目将进一步激活国内芯片产业链,推动EDA工具、IP核设计等环节的国产化进程,大家要知道,本土EDA、IP要发展需要芯片设计的支持和验证的。

2、推动了中国手机芯片向高级工艺冲击,在华为被美国疯狂打压之后,手机芯片向高级工艺演进变得很非常曲折,小米自研3nm芯片成功也标志本土手机芯片冲击高级工艺阶段。

3、小米的自研芯片项目符合国家推动科技自立自强的战略背景,有助于提升中国半导体产业的整体实力,也通过这个项目培养了人才,这对于我们国家未来的半导体发展都是至关重要的。

但是,我也想说,小米自研3nm芯片"玄戒O1"仅仅是一个开始,从雷军对它未来的销量预期看,目前也是有试水的感觉,要看小米造芯是否很的成功还需要长期观察,看小米是否能坚持下去?毕竟这百万级的出货也难以弥补目前烧掉的135亿。

在3月中旬的时候我与雷军在北京小米科技园进行过一次深入交流,雷军表示小米造芯有四个原则 1、取长补短,以学习为主 2、长期主义,就是要长期投入,按雷军的说法,小米已经拿出500亿现金用于造芯。3、不设大目标--就是不设立所谓的盈亏目标,前期就是造芯,从手机会延伸到汽车家用领域 服务集团业务,这个模式跟海思很像。4、高端芯片延续火种--按雷军的说法小米号称硬科技公司,造芯是需要要走的一步,同时,造芯也是延续中国高端芯片的火种。

总之,我们没必要因为小米一款自研3nm芯片就将其夸上天,也没必要将其踩到地底下,造芯成功也不能通过一颗芯片来评判,小米未来一定还有后续系列,时间会给出我们的答案,我们每个人只要做好自己的事情就行,如任正非所言:“我们14亿人每个人做好一件事,拼起来就是伟大的祖国!”

一点感想,不喜勿喷!

来源:科技芯时空

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