芯片作为现代电子产品的核心部件，一直充当着“大脑”的位置，其技术含量和资金极度密集，生产线动辄数十亿上百亿美金。芯片制造的完整过程包括：芯片设计、晶圆制造、封装、测试等几个主要环节，其中每个环节都是技术和科技的体现。不存在哪个步骤更难！

对于芯片来说设计和工艺同样复杂，八十年代EDA技术诞生——芯片自动化设计，使得芯片设计以及超大规模集成电路的难度大为降低，工程师只需将芯片的功能用芯片设计语言描述并输入电脑，再由EDA工具软件将语言编译成逻辑电路，然后再进行调试即可，正如编辑文档需要微软的office，图片编辑需要photoshop一样，芯片开发者利用EDA软件平台来进行电路设计、性能分析到生成芯片电路版图。现在的一块芯片有上百亿个晶体管，不依靠EDA工具，高端芯片设计根本无从下手。你细品，这么浩瀚的工程怎么能靠手动完成呢?

重点是尽管有了EDA也并不代表芯片设计这件事很容易，芯片设计仍然是一个集高精尖于一体的复杂系统工程。

验证很难，首先在验证只能证伪，需要反复考虑可能遇到的问题，以及使用形式化验证等手段来保证正确的概率，非常考验设计人员的经验和智慧。

其次在验证的方法必须尽可能高效。现在的芯片集成了微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)，验证复杂度指数级增长。如何快速、准确、完备、易调试地完成日益复杂的验证，进入流片阶段，是每个芯片设计人员最大的挑战。

最后在验证工具本身。以常见的FPGA硬件仿真验证为例，90年代FPGA验证最多可支持200万门，每门的费用为1美元。如今单位价格虽然大幅下降，随着芯片的复杂程度指数级增长，验证的门数也上升到以千万和亿为计算的规模，总体费用更加惊人。

此外，FPGA本身也是芯片设计的一种。现在大型设计(大于2千万等效ASIC门)需要用多块FPGA互联进行验证，FPGA的设计面对RTL逻辑的分割、多片FPGA之间的互联拓扑结构、I/O分配、布局布线、可观测性等现实要求，这就又给设计环节增加了难度。

第三关，难在流片。

前方高氪金提醒

流片就是试生产，设计完后，由芯片代工厂小批量生产一些，供测试用。它看起来是芯片制造，但实际属于芯片设计行业。

流片技术上不困难，因为芯片设计基于现有工艺，除了少量需要芯片设计企业指导的生产之外，困难在于钱、钱、钱。

流片一次有多贵?先引用CMP(Circuits Multi-Projets,美国一家非营利性多项目晶圆服务组织)的公开报价吧。

图片来自CMP报价表，报价文件下载地址：https://mycmp.fr/IMG/pdf/cmp-prices_sept_20.pdf

按照这份报价，以业内裸芯(die)面积最小的处理器高通骁龙855为例(尺寸为8.48毫米×8.64毫米，面积为73.27平方毫米)，用28纳米制程流片一次的标准价格为499,072.5欧元，也就是近400万元人民币!

然后，芯片设计企业可以拿到什么呢?25个裸芯，平均每个16万元!

更重要的是，流片根本不是一次性的事啊!

流片失败，需要修改后再次流片;流片成功，可能需要继续修改优化，二次改进后再次流片。

每一次都需要至少几百万元。

什么叫做氪金?这才叫做氪金啊!

或许有知友会提出疑问，这是成本上的问题，为什么算在困难上呢?这当然是困难了，世界上最大的困难不就是没钱吗?

之所以在会提到流片费用，是因为许多人在谈及芯片制造困难的时候都会指出，建立一条先进制程芯片产线需要天量资金投入，但通过流片可以看出，其实芯片设计对资金的渴求也同样惊人。

第四关，越来越具有挑战性的设计需求

首先是随着芯片使用场景延伸至AI、云计算、智能汽车、5G等领域，芯片的安全性、可靠性变得前所未有的重要，对芯片设计提出更高、更严格的要求。

其次是随着AI、智能汽车等领域快速发展，带来专用芯片和适应行业需求的全新架构需求，这一全新的课题给芯片设计带来更多新的挑战。

最后是随着硅基芯片根据摩尔定律，在两三年之后将达到1纳米的工艺极限，继续提升性能、降低功耗的重任更多落在芯片设计身上，给芯片设计更大的压力。此外，制程工艺提升也迫切需要芯片设计的指导才能实现，也额外增加了压力。

结案陈词，单纯地去讨论芯片制造和芯片设计哪个更难并没有太大的意义，芯片代表着人类最高的智慧，一块芯片的诞生是由芯片设计与芯片制造两者相辅相成，芯片设计与芯片制造同样困难!就像楼下一位知友说的，非要一较高下，和张飞战岳飞没有什么区别。

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