凯发k8娱乐官网app下载关|男人狂抽女人洞|于芯片设计的一些基本知识
来源:凯发k8·[中国]官方网站 发布时间:2025-06-15

以英伟达的B200芯片为例✿✿✿,在巴掌大的面积上✿✿✿,塞入了2080亿个晶体管✿✿✿。里面的布局✿✿✿,堪称一个异次元空间级的迷宫✿✿✿。
所以✿✿✿,基本上都是设计工程师直接在图纸上绘制电路的物理版图✿✿✿,然后把版图送到制造工厂✿✿✿,工厂进行生产✿✿✿。
随着集成电路变得越来越复杂✿✿✿,他们仍然采用这种方式✿✿✿,先画底层细节✿✿✿,然后进行“拼接”✿✿✿,最终组成一个完整的集成电路✿✿✿。
RTL层✿✿✿,是寄存器传输层( Register Transfer Level )✿✿✿。门级层的“门”✿✿✿,就是门电路✿✿✿。门电路是由晶体管搭建的✿✿✿。
掩模✿✿✿,在之前晶圆制造里介绍过✿✿✿,就是光掩模版✿✿✿,是芯片设计的最终产物✿✿✿,是最底层的✿✿✿、最能够从细节对芯片进行描述的东东✿✿✿。掩模层✿✿✿,是最底层✿✿✿。
此时✿✿✿,再采用自底向上(Bottom-Up)方式就不合适了✿✿✿。于是✿✿✿,自顶向下(Top-Down)的设计理念 开始崛起✿✿✿。
简单来说✿✿✿,就是不再从细节开始入手✿✿✿,而是“先宏观✿✿✿,再微观”——先做系统级设计✿✿✿,然后再做RTL级设计(逻辑功能设计)✿✿✿。等上层设计完成后✿✿✿,再进行下层设计( 门级层凯发k8娱乐官网app下载✿✿✿、晶体管层k8凯发国际官网✿✿✿、布局布线层和掩膜层)✿✿✿,完善每一个细节 ✿✿✿。
自顶向下( Top-Down)设计理念一直到现在都是主流✿✿✿。对于日益复杂的芯片架构来说✿✿✿,这种方式具有更高的效率✿✿✿、更短的设计周期✿✿✿,以及更低的设计成本✿✿✿。
上世纪70年代✿✿✿,随着计算机技术的不断成熟✿✿✿,芯片设计逐渐从手工设计走向了计算机辅助设计阶段✿✿✿,出现了ICCAD(ICComputer Aided Drafting) ✿✿✿。
到了80年代✿✿✿,又出现了CAE ( Computer Aided Engineering✿✿✿,计算机辅助工程)✿✿✿。 CAD专注于产品设计建模与绘图✿✿✿,而CAE侧重于工程仿真与性能优化男人狂抽女人洞✿✿✿。
大家需要注意✿✿✿, EDA并不是一个具体的软件✿✿✿,而是一类软件的统称✿✿✿。它不仅仅用于芯片的设计✿✿✿、验证和仿真✿✿✿,也用于芯片的制造流程✿✿✿。
换言之✿✿✿,EDA贯穿于芯片的整个研发和生产周期✿✿✿, 能够帮助工程师完成大量的细分任务✿✿✿,可以显著提高设计效率✿✿✿、精度以及成功率✿✿✿。
很多人都知道光刻机✿✿✿,也知道光刻机是我们被“卡脖子”的一个关键点✿✿✿。事实上✿✿✿,在EDA方面✿✿✿,我们也是被“卡脖子”的✿✿✿,问题同样很严重✿✿✿。
从全球范围内来看男人狂抽女人洞✿✿✿,处于EDA行业第一梯队的✿✿✿,就是三家公司——Synopsys(新思科技)✿✿✿、Cadence(铿腾电子)男人狂抽女人洞✿✿✿、Siemens EDA(原Mentor)✿✿✿。
他们都于上世纪80年代创立于美国✿✿✿,目前拥有完整的✿✿✿、全流程的EDA产品体系✿✿✿,市场占有率超过70%✿✿✿,竞争优势非常明显✿✿✿。
除了极少数公司(IDM✿✿✿, 整合元件制造商) 设计✿✿✿、制造✿✿✿、封测全都做之外✿✿✿,大部分公司都只做其中一块(Fabless凯发k8娱乐官网app下载✿✿✿、Foundry✿✿✿、OSAT)✿✿✿,或者是某个更加细分的领域✿✿✿。
国内的很多知名芯片公司✿✿✿,例如华为海思✿✿✿、中兴微电子✿✿✿、寒武纪等✿✿✿,都是Fabless( 无晶圆芯片设计企业)✿✿✿。
小米前两天发布了自己的手机SoC芯片——玄戒O1✿✿✿。他们也是Fabless✿✿✿,只负责设计✿✿✿,芯片制造还是交给了台积电(3nm工艺)✿✿✿。
数字芯片处理数字信号✿✿✿,通常都可以做很大规模✿✿✿,尤其是现在很多CPU✿✿✿、GPU天生赢家 一触即发✿✿✿,✿✿✿、NPU计算芯片✿✿✿,还有手机SoC芯片✿✿✿,结构都极为复杂✿✿✿,晶体管数量极多天生赢家·一触即发✿✿✿,设计难度极大✿✿✿,成本也极为高昂✿✿✿。
设计这种高端芯片✿✿✿,往往需要几百甚至几千人的专业技术团队✿✿✿,耗费一年甚至几年的时间✿✿✿,投入上亿甚至上百亿美元的资金✿✿✿。芯片工艺制程越先进✿✿✿,成本就越高✿✿✿。
成本中✿✿✿,包括了专业人才的薪资(芯片设计人才的薪资很高)✿✿✿、EDA工具的授权费✿✿✿、IP核(待会会提到)的采购费✿✿✿、设备购买费以及运营费用等✿✿✿。
模拟/射频芯片✿✿✿,处理模拟信号✿✿✿,往往是针对一些具体的功能✿✿✿,规模远不如刚才说的高端数字芯片✿✿✿。另外还有一些数模混合信号芯片✿✿✿,例如ADC(模数转换)✿✿✿、DAC(数模转换)✿✿✿,也是针对一些具体应用✿✿✿。这些芯片✿✿✿,大部分相对数字芯片来说简单一些✿✿✿。
对于较为简单的芯片男人狂抽女人洞✿✿✿, 一些中小型团队✿✿✿,借助目前比较齐全的芯片设计软件工具平台 (例如EDA) 和硬件设备✿✿✿,也能够进行自主设计✿✿✿。当然✿✿✿,哪怕是简单的芯片男人狂抽女人洞✿✿✿,设计周期大概是1-1.5年✿✿✿,耗费资金在百万至千万级✿✿✿。
如果流片(芯片设计最后要进行流片✿✿✿,相当于做一个测试版)失败✿✿✿,损失会非常大(28nm单次流片需要1000万元✿✿✿,7nm需要超过1亿美元)✿✿✿。
IP核✿✿✿,即知识产权核✿✿✿,代表着一种预先定义✿✿✿、经过验证且可重复使用的模块化功能单元✿✿✿。它是构建大规模集成电路的基础元素✿✿✿。
简单来说男人狂抽女人洞✿✿✿,你在设计一个复杂芯片的时候✿✿✿,不必每个部分都从零开始✿✿✿,一些成熟的或通用的功能单元✿✿✿,你就可以直接购买IP核✿✿✿,大幅减少芯片设计的工作量✿✿✿。
目前✿✿✿,芯片IP核的主要市场份额也被欧美企业所占据✿✿✿,其中Arm✿✿✿、Synopsys和Cadence位列市场前三✿✿✿。
在芯片设计的产业链中✿✿✿,上游的EDA工具和IP核授权环节毛利率高达90%以上✿✿✿。然而✿✿✿,这些利润基本上都被刚才说的那几家公司所占据✿✿✿。
根据有关机构的数据显示✿✿✿,2020至2024年间✿✿✿,全球芯片设计市场的复合增长率是9.8%✿✿✿,2024年市场规模突破4800亿美元凯发k8娱乐官网app下载✿✿✿。中国市场的增长更为惊人✿✿✿,占比从19%迅速提升至28%✿✿✿。
随着整个社会数字化转型的不断推进✿✿✿,还有AI浪潮的蓬勃发展✿✿✿,相信包括芯片设计在内的整个芯片产业还会继续高歌猛进✿✿✿。这其中凯发k8娱乐官网app下载✿✿✿,蕴藏着巨大的商业机会和挑战凯发k8娱乐官网app下载✿✿✿。
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