A. 中國自主研發一顆晶元，到底要燒多少錢
知道摩爾定律嗎？晶元製造的著名定律。18個月晶元容量增長一倍。你製造一顆晶元就行了？幾個月就被淘汰了，你還得繼續努力。
晶元，不只是技術，更重要的是市場支撐與技術儲備。
B. 失敗一個損失幾百萬美金，研發小米晶元成本有多大
晶元代工行業邁入10nm工藝後，成本壓力越來越高。10nm晶元的開發成本已超1.7億美元，7nm接近3億美元，5nm超5億美元。如果製造基於3nm開發出NVIDIA GPU那樣復雜的晶元，設計成本就高達15億美元。晶元成本主要由流片費用、IP授權購買費、自研部件費用、高通專利費、研發工程師工資獎金等5部分組成。
1000名工程師每年按50萬計算，3年合計15億。
人力成本占研發成本主要部分，項目開發效率與資深工程師數量相關，國內資深晶元設計工程師年薪一般在50～100萬元之間。EDA工具是晶元設計工具，是發展超大型集成電路的基石，EDA工具可有效提升產品良率。
20人的研發團隊設計一款晶元所需要的EDA工具采購費用在100萬美元／年（包括EDA和LPDDR等IP購買成本）。英偉達開發Xavier，動用了2000個工程師，開發費用共計20億美金，Xlinix ACAP動用了1500個工程師，開發費用總共10億美金。
以上各項共計 2+20+10+5+15=52億人民幣。
沒錯，52億！而這些還不包括架構開發，生態構建等的費用。
C. 晶圓成本占晶元成本多少
占晶元成本的50%。晶元產品的成本包括晶圓成本，封裝測試成本，其中，景稿旁圓晶元岩敬仔占晶元成本的粗汪50%，是生產晶元的主要原材料。
D. 晶元研發所需要的成本到底有多高科技企業的研發成本又是如何來的呢
晶元，又稱微電路、微晶元、集成電路等等。具體指的是那些內含集成電路的矽片，體積很小，常常是計算機或其他電子設備的一部分！我們通常所理解的晶元主要是在電腦，手機等通信領域使用率高的場景內，但其實晶元的應用范圍遠遠不止這些！比如很多家用電器，智能，人腦等等領域都有廣泛的應用場景！因此晶元又被稱之為「工業糧食"，可知其對於工業的重要性！
言歸正傳，我國對於晶元的使用情況如何呢？
不得不說我國也是一個晶元的使用大國，很多領域都有晶元的身影。在2016一年中，我國晶元進口額高達2271億美元，這是連續4年進口額超過2000億美元。而晶元進口的花費已經連續兩年超過了原油的進口花費，過去十年累計耗資更是高達1.8萬億美元！雖然花費巨大，但是卻又迫不得已，因為晶元普遍用於眾多熱門高新科技領域，比如手機，汽車，計算機等等，如果沒有自主研發的晶元，那麼就只能進口人家的，哪怕多貴也得啃下去啊！
問題來了，我國在很多領域都處於世界先進水平，然而為何小小的晶元卻未能自主研發呢？
晶元生產有多難？我國處於晶元狀況如何？
記得有人問過一個問題：晶元和原子彈生產相比，哪個比較難？這里可以負責任地告訴大家，晶元的生產研發難度要遠遠高於原子彈！說晶元的研發與製造能力是代表了一個國家整體的科技水平一點都不為過！
可能在很早之前，有些人可能聽說過我國研發的「龍芯一號」，「龍芯二號」中央處理器等等！有人可能就會認為我國其實很早就掌握了晶元的獨立自主研發能力！其實這是不正確的，因為其所用的絕大多數材料仍然來自於國外進口，比如原材料、外延片、晶圓、封裝測試等等，都沒有實現完全的獨立自主研發！所以以至於知道現在，還要依靠著大量的技術進口，才能夠維持國內的一些領域！
其實這並不是說我國的科技水平低下，而是晶元的研發難度實在太大了！
主要難度其實並不能通過一篇文章就講清楚，因為它的生產經過了非常多的工序流程，生產規模龐大，系統極為復雜，而且所需投入的成本也是極大的！當今有名的晶元提供商有英特爾，三星，高通等，全球提供商不超過30家，出名的更是不超過10家！
我個人認為我國晶元研發之所以落後是因為以下幾點原因:
國內晶元產業起步晚，導致技術的劣勢比較明顯，生產的晶元在品質和性能上難以得到保證。（起步晚）
國內很多晶元企業早起給予政府支持，在一定程度上脫離市場規律，存在投機取巧心理，過度依賴政府扶持，最終導致核心能力不強，以至於難以正真走向市場！（過度依賴）
晶元產業更新換代速度很快，且產業門檻較高，屬於高投入、高研發，但是回報可能較慢。（成本技術風險高）
國內產業鏈的整體發展水平和垂直整合直接影響國內晶元產業發展和效率的提升。（產業鏈的影響）
最後還是想說，一直以來受到國外技術封鎖，加上我國對於高新產業起步較晚，能以達到瞬間的崛起與超高水平的超越，這都是情有可原的！但是我相信未來幾年後，我國一定可以研發出屬於自己的「中國芯」！
E. 做一個晶元需要多少錢
晶元解密的價格區間比較大，主要得看具體的型號！
從事晶元解密工作以來，經常接到客戶各式各樣的問題，今天我們來解釋一下，為什麼晶元解密同樣都是針對晶元，在價格上會有那麼大的差異呢？有些晶元只要幾百塊錢，而有些就需要幾萬甚至十幾萬呢？
首先，晶元解密的價格和我們研發費用是掛鉤的，方案花費的成本越高，相應的解密價格也會越高，相信這一點不用我過多的解釋，大部分客戶是能夠理解的，所以不同的公司因為技術實力不同，方案開發所花費的成本也就不一樣，另外一點，比如atmel系列的51單片機，因為在國內已經出現了幾十年，而且所有的技術資料都是對外公布的，任何人都可以輕易的獲得這方面的資料，所以在解密方案的研究上也會得心應手的多，自然成本就會很少，最重要的，這種晶元的加密方式一般不會太復雜，解密操作成本也低。而有些晶元，比如stc單片機，它們是由美國設計，國內宏晶公司貼牌生產的，這類晶元在設計的時候就吸取了51系列單片機容易被破解的教訓，改進了加密機制，在出廠的時候就已經完全加密，用戶程序是isp（在系統編程）/iap（在應用編程）機制寫入，編程的時候是一邊校驗一邊燒寫，無讀出命令，這些都在很大程度上增加了解密的難度。stc晶元空間分為：1、bootload
2、應用代碼
3、eeprom，我們解密主要是針對bootload區進行破解，然後讀出程序，針對這一點，最新版本的stc晶元去掉了bootload區。以上種種都需要我們花費大量的人力物力才能研究成解密方案，並且很多設備成本動輒幾百萬上千萬所以只能外借，綜合成本要高出很多很多。
另外一點，不同設備上的晶元由於應用不同，即使是同一型號，在解密費用上也會存在很大的差別，有些程序燒的很滿的甚至無法破解，特別是一些設備上會用到專用晶元，解密難度更是非常大，所以解密的費用也會比普通晶元高幾倍，幾十倍甚至百倍。
值得高興的是，隨著解密技術的發展以及我們對於不同晶元加密方式的深入研究，解密方案也在不斷進行優化，從各個方面來縮減解密成本，降低解密價格，讓更多的客戶得到實實在在的利益。雙高科技深圳mcu解密中心在這方面一直在努力，相信我們會實現大的突破，所謂難的不會，會的不難，有時候就是一個思路轉變的問題。
F. 一顆就要2900元5nm晶元成本出爐，蘋果華為註定很昂貴
此前蘋果已經發布了A14晶元，作為全球首顆採用台積電5nm工藝的晶元，其集成118億個晶體管，在性能和能效上相比A13都有一定提升。但A14晶元採用台積電5nm工藝，所付出的代價也是相當高的！
最近美國CSET的一份研究報告指出， 台積電5nm製造的12吋晶圓成本約為16988美元， 遠高於7nm約為9346美元的成本，該報告同時還估算出了每顆5nm晶元的製造成本。
以英偉達P100 GPU為例，這款產品採用台積電的16nm節點處製造，包含了153億個晶體管，裸片面積為610平方毫米。若按此計算， 每片300mm直徑的晶圓只可以製造71.4顆5nm晶元，平攤單顆晶元成本將高達238美元，約合1600元人民幣。
事實上這還只是晶圓製造成本，而一顆晶元的誕生還需要包含設計成本和封裝、測試成本，這部分的成本也是非常高的。
有市場研究機構給出數據，晶元的成本迅速暴增，7nm晶元設計成本為3.49億美元， 5nm晶元設計成本將增至4.76億美元。 也就是說，像設計一款A14或者麒麟5nm晶元，總成本可能高達近5億美元。
該機構通過調查估算後，給出了 每顆晶元的設計和封裝、測試成本，分別為108美元和80美元。
如果這份研究報告的准確性高的話，那麼意味著 一顆5nm晶元支付的總成本將可能達到426美元，約合2900元人民幣。
從這份數據大概能夠了解到5nm晶元的成本高昂，所以今年蘋果和華為的旗艦機註定不便宜了。不過好在，手機晶元和英特爾GPU的尺寸還是有些差異的。
之前有業內人士表示， 12吋晶圓大概能夠切割出400顆麒麟9000晶元 。若按此計算，單顆製造成本為42美元，約合287元人民幣，加上設計和封裝、測試成本， 一顆晶元的最終成本可能在230美元左右，也就是1570元人民幣。
當然，這么估算也只是最理想的狀態，考慮到5nm工藝才開始正式量產，所以可能會 有比較高的損耗， 同時光刻機的成本也極高，因為 要重度依賴極紫外光EUV技術， 而一台EUV光刻機的價格高達1.2億美元。
昂貴的設備和工藝成本，推動了晶元價格的上漲，這是無法避免的。正如2018年的時候，對於媒體咨詢5nm的價格， 台積電官方表示，預計在5nm投資了250億美元，到時候各位就知道以後價格是多少了！
所以從這些情況來看，5nm晶元價格肯定是要提升了，如此一來手機廠商肯定也坐不住了，自然要考慮提升手機的價格的事情。正因為在成本上提升了很多，所以多方消息都有爆料， 蘋果今年將對部分配件和配置進行閹割，以降低綜合成本。
為了控製成本，同時鞏固自身的優勢，蘋果已經率先砍下一刀， 基礎版iPhone 12預計不會送充電器和耳機了，目的就是為了避免讓手機的價格過度上漲導致不好賣。
如今擺在安卓廠商面前的困難越來越明顯了， 5nm晶元價格上漲已成必然。 當晶元漲價後，手機的綜合成本也將漲上去，那時候安卓廠商究竟是維持原價減少利潤銷售，還是像蘋果一樣「自砍一刀」，把充電器也取消掉呢？
G. 4nm晶元成本
聯發科成為第一家推出4nm晶元的廠商，首款4nm晶元天璣200在2021年第四季度開始量產。4nm晶元每塊的生產成本將高達80美元左右，而目前台積電5nm晶元的生產價格大約在30-35美元之間。
H. 國產高鐵IGBT晶元技術崛起，打破國外多年壟斷
在視頻開始之前，小鯨先問問大家：
你們覺得電動車裡面，最核心的部件是什麼？
給大家幾個選項
1.電池
2.電機
3.其他部件
我目測選2的人會比較多，那麼先恭喜你們答對了！
但是電機裡面最核心的部件，你知道是什麼？
嗯，它就是咱們這一期視頻的主角-IGBT晶元。
那麼IGBT究竟是何方神聖？
所謂IGBT就是絕緣柵雙極型晶體管。
它是由BJT，也就是雙極結型晶體三極體 和MOS，也就是絕緣柵型場效應管組成的復合全控型-電壓驅動式-功率半導體器件。
是不是聽的有點暈？
首先小鯨先給大家科普下，半導體器件分類。
它主要有兩種分類方法，是否可控和驅動方式。
是否可控裡面又細分：
不可控型，也就是不能用控制信號控制其通斷，比如普通功率二極體。
半控型，也就是可以控制導通，但是不能控制關斷，比如普通晶閘管。
全控型，也就是可以控制其導通和關斷，比如IGBT。
驅動方式方面，又分為電流吵飢驅動，也就是可以通過電流信號控制導通和關閉，比如三極體BJT。
電壓驅動，也就是可以通過電壓信號控制導通和關閉，比如IGBT。
細心的粉絲可能注意到，小鯨我前面說到IGBT是晶體管呀，那麼它算不算晶元呢？
咱們拿華為麒麟990 5G晶元來舉例。
它的晶元面積為113.31平方毫米，這么小的地方集成了多達103億個晶體管。
可以看到晶元是由大規模晶體管組成的，所以嚴格來說，單個IGBT不能歸為晶元，而是功率半導體器件。
現在一般說IGBT晶元，是指包括了IGBT功率器件和其他很多東西組成的。
IGBT的主要工作是控制和傳輸電能。
它可以處理6500W以上的功率，並且工作時可以在短短1秒的時間內，實現10萬次電流開關動作。
千萬不要小看它這個功能哦！
目前的電動車，之所以不需要設計復雜的發動機與變速箱等機械繫統，IGBT的存在,可謂大功一件。
並且IGBT晶元，和咱們日常提到的7nm,5nm集成電路晶元一樣，也是國家02專項的重點扶持項目。02專項就是指"十二五"期間國家16個重大技術突破專項中的第二位。
也就是說，這塊晶元是目前功率電子器件里技術最先進的產品。
就拿我們常用的電腦舉個例子。
電腦想要做高速運算的話，它需要CPU。
那像咱們高鐵或者電動車這樣的驅動，也是需要一種器件，去作為電流的變換，而IGBT就是作為電能變換的這么一個CPU。
據統計，我國發電總量的60%都用在了各類電機上。
如果採用IGBT器件對電機進行升渣返變頻調速，電機耗費的電能可以節能大約1/3，即可節約全國總發電量的20%，相當於新建5個三峽大壩的效能。
根據工作電壓的高低，IGBT 模塊一般被劃分為三類。
低壓600V以下
中壓600V-1200V
高壓 1700V-6500V
低壓IGBT模塊一般用於消費電子、 汽車 零部件領域。
中壓IGBT模塊一般用於新能源 汽車 、工業控制、家用電器等領域。
高壓IGBT模塊一般用於軌道交通、新能源發電、智能電網等領域。
在電動車方面，IGBT成為電動車電驅系統的大頭，成本直接佔去了一半。
而電驅系統在電動車整車的成本佔比約為15-20%，這意味著單單是IGBT就佔去了整車成本的7-10%。
IGBT有多重要？
舉個形象的比喻，它就好像管你寢室供電的宿管大爺。
什麼時候給電，什麼時候拉閘，大爺輕車熟路。具體給多少電大爺也管，你要是用電不規范，偷偷用大功率電器，通報批評沒商量。
具體來說，IGBT可以直接控制直流、交流電的轉換。決定了驅動系統的扭矩以及最大輸出功率。所以你這車加速能力怎樣，最高時速多少，能源效率如何全看它。
舉個例子：
比如在電動 汽車 特斯拉Model 3上面，提供電源的是密密麻麻的電池，這些電池提供400伏直流電。
而電動車的電機轉動必須用交流電，通過改變電機交流電的頻率來改變電機的轉速，從而精準的控制車輛行駛的速度和加速能力，這背後都是IGBT的功勞。梁歷
再比如高鐵上面。
在火車運行中，要在短時間內將速度從零提升到300公里以上，或者在極短的時間內將正在高速行駛的列車平穩停下來。
這看似簡單的加速、減速過程，背後需要一系列相關傳動設備，牽引變流器以及其他電動設備的配合才行。而這就需要確保各種設備所需的電流、電壓極為精準可靠。
在目前技術條件下，只有大功率的IGBT，才能滿足這一苛刻要求。
而且在減速過程中，通過IGBT的作用，還可以將列車減速產生的能量轉為電能回饋給電網。
可以說，IGBT的裝置就是列車運行的"心臟"。
那麼IGBT的研發難不難？
跟傳統手機晶元研發一樣。
IGBT 行業的上游產業主要包括半導體材料，比如矽片、光刻膠等等。以及相關設備比如光刻機、刻蝕機等等。
IGBT行業根據晶元製造的工序，又可依次劃分為晶元設計、晶圓製造、模塊封裝與測試三個環節。
不過，IGBT晶元相較於手機晶元的製造工藝及設備來說，要求沒有這么高。
另外不同功率等級的IGBT晶元，也有不同的尺寸大小。一般來說，功率等級越高，晶元的尺寸就會越大。
目前IGBT 產品最具競爭力的生產線是8英寸和12 英寸。
世界最為領先的廠商是德國英飛凌，已經在12英寸生產線量產IGBT 產品。
國內晶圓的生產企業絕大部分，還停留在6 英寸產品的階段。目前國內實現8英寸產品量產的有深圳比亞迪、株洲中車時代和華虹宏力。但其產品良率與國際龍頭相比還存在一定差距。
最後是IGBT行業的下游產業。
它包括廣泛的各細分應用市場，IGBT 在工業控制、新能源 汽車 ，消費電子、電力儲能、軌道交通，家用電器等領域均有大量應用。
IGBT的技術，過去長期被極少數經濟發達國家所壟斷。
比如我國機車車輛使用的IGBT模塊都要從德國、日本進口，特別是在高等級的IGBT器件上。
2008年我國的第一條高鐵京津城際鐵路開通，隨後又開通了更多的高鐵線路，對IGBT的需求成倍增加。
一個8列標准動車組就需要152個IGBT晶元，光這個晶元的成本就高達將近兩百萬元，每年中國高鐵製造需要向國外采購十萬個以上IGBT模塊，采購資金超過12億元人民幣。
2014年6月，經過6年的不懈努力，由我國自主研製並具有完全知識產權的8英寸IGBT晶元成功下線。
打破了大規模半導體沒有自主晶元的 歷史 ，預示著我們的高鐵擁有了第一顆"中國芯"。
最後小鯨我想說：
十多年前，IGBT晶元基本是歐洲和日本的天下。
高鐵用的IGBT被日本三菱重工壟斷，電動車的IGBT被德國英飛凌壟斷。
而如今國內各類企業開始加緊，對IGBT晶元進行自主研發。其中比較有名的就是深圳比亞迪，株洲中車時代電氣，杭州士蘭微等等。
目前復興號所涉及的高速動車組的254項重要標准中，中國標准佔到了84%。
高鐵跑得快，全靠電機帶。
其中復興號的心臟也就是牽引電機。它擁有1152個IGBT晶元，這種能讓高鐵平穩運行的晶元，目前株洲中車自主研發的生產線，每年可以生產50萬個。
中國中車生產的IGBT晶元，不僅可以滿足自己的需求，還可以達到出口國外的標准，也已達到世界一流水平。
不得不說，中國標準的意義就在於每一項核心突破，拉動的都是整個體系的升級。而一個個體系的升級，最終使得中國製造走向全球。