台积电|手机厂商们摆脱「方案整合商」标签第一站：造芯( 二 )

可以说，手机厂商有了自己的芯片，就像鱼儿到了水里，老虎有了翅膀，是无往不利的竞争神器。不过，手机芯片作为如今最具科技含量的产品，并不是想造就能造的。
芯片不是火箭科学，它的难度高多了
造手机芯片有多难？业内的笑话是这么调侃的：芯片不是火箭科学，它的难度高多了。所以，李白说蜀道难，难于上青天，主要还是因为没见过手机厂商面对的造芯困难。
其实，并不是所有芯片都那么难造，难造的芯片是那些先进制程的芯片，就目前来说也就是5nm这样的先进制程芯片，5nm指的就是芯片晶体管的尺寸最小只有5纳米，也就是50亿分之一米。什么概念？我们一般用头发丝形容一个东西很细，但是相比之下，人的头发平均宽度已然高达100000纳米。所以，这东西有多精密，正常人根本都不太能想象。如此精密的东西，别说设计、制造的难度，就连工厂的防尘，也要复杂得多。因为芯片工厂的灰尘已经精密到肉眼不可见，这样防尘难度可想有多大。
我们都知道芯片的原料是晶圆，晶圆的成分是硅，而硅是从石英砂提炼而来。也就是可以说芯片的原材料其实就是沙子。沙子随处可见，但并不是任何能得到沙子的人都可以制造芯片。因此也可以说，芯片的关键不在于原材料，而是取决于制造技术。

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总体来看，芯片的制造过程总共有这么三个流程：芯片设计、晶圆代工、封装测试。目前能够设计先进制程芯片的厂商，除了手机三巨头，就是我们前面提到的高通和联发科。而制造这个部分，只有台积电和三星。封装由于技术含量相对于前两者，能做的要多得多。所以，芯片制造这个产业其实分工是很明确的。目前只有三星有能力包揽设计、制造和封装这个「造芯三部曲」。
这三个流程，设计很好理解，就像建房子一样，咱得先有图纸，而设计就是高通、联发科等根据需求，先给芯片制作一个「图样」。然后依照「图纸」，台积电再进行制造，最后把这些制造出来的芯片打包给长月光、光电科技等企业进行封装和性能测试。就这样，一颗芯片就出炉了。不过，很遗憾，即便你知道芯片制造的每个具体步骤，以及你很有钱，也可能造不出芯片。

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首先是设计上，如果你要制造22nm以下的制程工艺的芯片，就必须得从Cadence、Synopsys、Mentor这三家总部在美国的公司中选择一家，购买他们的正版EDA软件。如果你正好和这三家关系都不好，那对不起，你只有找其他家的软件设计22nm以上制程工艺的芯片。其次是在芯片制作过程中要用的光刻机，全球能够制作5nm及以下制程工艺芯片的EUV光刻机，只有荷兰ASML公司有，而这家公司的高端产品一般只卖给自己的股东。没错，台积电占ASML公司5%的股权。当然了，像光刻胶、化学机械抛光设备这样的关键技术和设备，也被掌握在美日韩三国的几家大公司手里。
不过，目前是讲究全球分工合作的时代，抛去地缘政治的意外，一般手机厂商都只负责芯片部分，而把晶圆代工、封装测试两个步骤，交给台积电和长月光等企业。华为、苹果的芯片就只是自己设计，代工还是找的台积电。但，就算是手机厂商只负责芯片设计这个过程，所需要的投入和回报周期也不是一般企业能承受的。

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【台积电|手机厂商们摆脱「方案整合商」标签第一站：造芯】手机厂商研发顶级芯片设计要多少钱？可以参考华为的例子。有业界人士对华为海思自从2004年到2018年造芯花的钱做过估算，14年时间，海思的研发投入是1800亿左右，算下来平均每年要花至少128亿。而华为的麒麟芯片能够做到如今的先进制程，可不仅仅是花钱了，还进行了十多年的不断更新迭代和试错，这其中一次流片失败，就要浪费几千万，据说小米的澎湃S2芯片，就是因为5次流片失败而至今没有推出。谁家的钱也不是大风刮来的，厂商们再有钱也经不起这么花。