细数华为海思芯片和ARM内核.doc

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1、细数华为海思芯片和ARM内核　　很多人对于华为海思芯片非常感兴趣，相关的讨论争论自然也不会少，在论坛上有时候也会看到。有人把它吹上天，也有人说它毫无技术含量。我看完之后痛心疾首，觉得很多人说的很多方面都是不对的。所以献上此文，客观介绍一下芯片的设计制造流程。　　细数华为海思芯片和ARM内核　　很多人对于华为海思芯片非常感兴趣，相关的讨论争论自然也不会少，在论坛上有时候也会看到。有人把它吹上天，也有人说它毫无技术含量。我看完之后痛心疾首，觉得很多人说的很多方面都是不对的。所以献上此文，客观介绍一下芯片的设计制造流程。　　细数华为海思芯片和ARM内核　

2、　很多人对于华为海思芯片非常感兴趣，相关的讨论争论自然也不会少，在论坛上有时候也会看到。有人把它吹上天，也有人说它毫无技术含量。我看完之后痛心疾首，觉得很多人说的很多方面都是不对的。所以献上此文，客观介绍一下芯片的设计制造流程。　　细数华为海思芯片和ARM内核　　很多人对于华为海思芯片非常感兴趣，相关的讨论争论自然也不会少，在论坛上有时候也会看到。有人把它吹上天，也有人说它毫无技术含量。我看完之后痛心疾首，觉得很多人说的很多方面都是不对的。所以献上此文，客观介绍一下芯片的设计制造流程。　　细数华为海思芯片和ARM内核　　很多人对于华为海思芯片非常感

3、兴趣，相关的讨论争论自然也不会少，在论坛上有时候也会看到。有人把它吹上天，也有人说它毫无技术含量。我看完之后痛心疾首，觉得很多人说的很多方面都是不对的。所以献上此文，客观介绍一下芯片的设计制造流程。　　细数华为海思芯片和ARM内核　　很多人对于华为海思芯片非常感兴趣，相关的讨论争论自然也不会少，在论坛上有时候也会看到。有人把它吹上天，也有人说它毫无技术含量。我看完之后痛心疾首，觉得很多人说的很多方面都是不对的。所以献上此文，客观介绍一下芯片的设计制造流程。　　　　卖弄前先自我介绍顺便声明一下，本人海思新员工，但不从事芯片设计类岗位，只是最近听过一个

4、关于芯片的培训，再加上本人对芯片如何实现等问题也比较好奇，所以搜集过一些非官方、不科学资料，发表一下浅鄙之见。　　一、工艺制程并不是越小越好　　OK，废话不多说，对于芯片，先说一些自己感兴趣的，可能涉及海思的不多。经常能听到有人争论40nm工艺、28nm工艺，14nm工艺，那么这个多少nm指得是什么呢?　　它指的是mos管在硅片上的大小，mos管就是晶体管，它是组成芯片的最小单位，一个与非门需要4个mos管组成，一般一个ARM四核芯片上有5亿个左右的mos管。世界上第一台计算机用个是真空管，效果和mos管一样，但是真空管的大小有两个拇指大，而现在最

5、先进工艺蚀刻的mos管只有7nm大。　　说到这里，大家一定和我一样，非常好奇如何在一个15mm*15mm的正方形硅片上制作出5亿个大小仅为40nm的mos管。如果要用机械的方法完成这一过程，世界上很难有这么精密的仪器，可以雕刻出nm级的mos管，就算有，要雕刻出5亿个，所需要的成本、时间也是难以估计的。　　借助光可以在硅片上蚀刻下痕迹，掩膜就可以控制硅片上哪些部分会被蚀刻。掩膜覆盖的地方，光照不到，硅片不会被蚀刻。硅片被蚀刻后，再涂上氧化层和金属层，再蚀刻，反复多次，硅片就制造好了。一般来说，制作硅片需要蚀刻十几次，每次用的工艺、掩膜都不一样。几次

6、蚀刻之间，蚀刻的位置可能会有偏差，如果偏差过大，出来的芯片就不能用了，偏差需要控制在几个nm以内才能保证良品率，所以说制作硅片用的技术是人类目前发明的最精密的技术。　　芯片可以靠掩膜蚀刻，批量生产，但是掩膜必须用更高精度的机器慢慢加工制作，成本非常高，一块掩膜造价十万美元。制造一颗芯片需要十几块不同的掩膜，所以芯片制造初期投入非常大，动辄几百万美元。芯片试生产过程，叫做流片，流片也需要掩膜，投入很大，流片之前，谁都不知道芯片设计是否成功，有可能流片多次不成功。所以国内能做高端芯片的公司真没几家，光是掩膜成本就没几个公司支付得起。　　芯片量产后，成本

7、相对来说就比较低了，好的掩膜非常大，直径30厘米，可以同时生产上百块芯片。芯片如果出货量很大，利润还是非常高的，像英特尔的芯片，卖1000多一块，可能平均制造成本100不到。但如果出货量很少，那芯片平均制造成本就高得吓人，几百万美元打水漂是很正常的。　　海思芯片价格有没有竞争力，还得看华为手机出货量大不大。看到有人问20nm好还是40nm好，从大小上来看显而易见20nm好。20nm意味着mos管大小只有40nm的1/4。mos管工作时是一个充电放电的过程，mos管越小，它充电需要的电量越小，所以功耗越小。而且mos管小之后，门电路密度就大，同样大小

8、芯片能放的mos管数就越多，性能空间越大。40nm工艺门电路密度是65nm的2.35倍。但以上都是在不考虑漏电和二级效应的