03 | 芯片设计：一颗芯片到底是如何诞生的（上）

同意：需求做得好不好，决定了这个芯片的价值，如果需求分析做错了，那即使后面工程师能力再强，工艺再先进，也卖不出去。 我是做软件的， 软件的需求分析也很重要，但是软件有个特点，就是随着需求的变化而不断演进，所以一般开始都开发个MVP试错，不行就再改。 但是硬件由于其特殊性，造出来之后再演进几乎不可能，所以需求调研尤其重要。

其实这么看起来，华为挺牛逼的，麒麟芯片虽然跑分上落后同时期的A系列芯片，但是其设计实力还是毋庸置疑的，而且就冲着体量，再一条路走到死的芯片设计上，能够紧跟世界先进水平还是厉害的。可惜。。。哎。。。

学习总结： - 芯片是人类造物的巅峰之作，是最细微也最宏大的工程，研发投入大，项目收益高，试错成本极高。 - 芯片产生的流程长，主要分为芯片设计和芯片制造两部分。如果想从事芯片设计，可以读电子工程系的微电子专业；如果想从事芯片制造，可以读集成电路专业。 - 只看芯片设计，主要包括需求分析、架构设计、逻辑设计、物理实现和验证几个部分。 - 芯片设计的三种方式：买现成商业芯片、自制芯片和 FPGA。 > FPGA：通过硬件编程语言，把芯片内的标准阵列器件重新组合，形成新的电路，完成类似定制芯片的功能，可节省生产的开销和时间。代价是单片的价格偏高，功耗偏高，故 FPGA 在数据中心的应用较多，在手机终端领域极少。 - 芯片设计各环节： - 需求分析（市场团队）：通过市场调查，总结出市场需求清单，最终输出一份**市场需求文档**（有的公司可能要输出多份文档：商业需求文档、市场需求文档、产品需求文档和细分的功能需求文档） - 架构设计（架构团队）：输入需求文档 --> 确定基本架构 --> 规划 PPA（功耗，性能，面积），确定 IP --> 输出产品规格书和高层架构设计文档 - 逻辑设计（前端设计，设计团队）：输入产品规格书 --> 前端设计与验证（将架构师的设计用编码实现，并行测试）--> 逻辑综合（使用 EDA 工具把 RTL 描述变成网表 NetList） --> DFT （Design For Test，预先规划并插入各种用于芯片设计测试的逻辑电路）--> 输出 NetList - 物理实现（后端设计，实现团队）：输入 NetList --> 布局规划 FloorPlan --> 布局 Placement --> 时钟树综合 CTS --> 布线 Routing --> 物理验证 --> 输出电路图（GDSII 文件格式） - 一颗芯片做得好不好，在决策阶段取决于市场需求理解的是否深刻，在逻辑设计阶段取决于工程师的能力强不强，而在物理实现阶段基本取决于 EDA 工具玩得好不好。 - ARM 的技术白皮书有统计，一般一个项目的 40% 资源是用在验证阶段的，所以会有单独的验证团队。 - 重点掌握：芯片设计流程图（自己画一遍，这里无法发出）。

同意，需求分析的过程，也是项目目标的确立过程，目标错了，整个项目实施就只能算是一次演习。 哈哈，芯片设计中的每一步都值得我们敬畏，我等凡人不该对每一步的价值胡乱排序。

认同一部分，需求分析在不同体量的产品中占比不同，如果是初创或者开拓市场阶段，需求分析非常关键。产品成熟阶段，需求分析与技术可实现度之间需要balance，产品要达到护城河阶段时，需求其实已经多轮迭代，优化空间不大，更多是在ppa上磨练内功。粗浅见识，望指正，来自一名努力想往好的架构师发展的芯片从业者

同意。一直认为无论软件工程还是硬件工程项目，需求分析都是项目设计的最重要阶段也是花时间投入最大的阶段，是决定项目是否能成功被市场或客户接受的非常重要的工作。

同意，需求这个阶段闭门造车，一旦做出来的芯片不是下游或者市场需要的，失败的成本太高了，一不小心就被竞争对手超车了。 有个问题想请教，芯片的研发到量产的过程需要多久，另外一款芯片在市场上的生命周期有多久呢，考虑到手机厂商可能还要做硬件预留，感觉一款手机芯片的需求分析要前瞻好几年吧，这么长周期的预判要怎么做到需求分析的准确判断呢？

以前在学校学的 SmartEDA FPGA 没想到和芯片设计相关...

这个问题可以辩证来看： 1、对于苹果/华为这类巨头公司，终端产品市场占有率足够大，有足够的技术资金来研发投入和产品验证，现成的需求，做出来就能替代降成本； 2、对于相对中等规模公司，如早期oppo/小米只能依靠外购高端芯片（高通）保持产品领先； 总的来说：如果你的终端产品具备市场规模，投入芯片研发替代外购芯片，成功率高。如果是创业公司，需求分析则非常重要，这决定了你项目是否能取得好收益用于持续升级芯片和今后扩充产品线。

请教一下：经常在一些新闻 tech资讯当中听到 某某芯片进入到流片环节，这里的流片 具体来说是不是就是gdsii 环节已经完成，交付给代工厂 但先不大批量生产，少量生产几片demo 出来测试下效果？