Kolik vlastně stojí vývoj a výroba křemíkových čipů?

Vyvinout a vyrobit nový křemíkový čip s miliardami tranzistorů je stále těžký a finančně náročný proces. Jak je to vlastně s náklady při vývoji a výrobě?
Kapitoly článku

Výroba finálních čipů

Pokud jste překonali všechny překážky v samotné vývojové fázi, čeká vás ještě složitá dohoda s případnou továrnou. I když dohodnete výrobu, můžete čekat klidně i několik měsíců, než budete mít vyrobené čipy skutečně k dispozici.

Jak se dá očekávat, cena za výrobu za jednotlivé čipy se liší velmi výrazně dle jejich počtu a dle dohody s danou továrnou. Rozdíly v ceně při výrobě 10 tisíc kusů a 10 milionů kusů se mohou lišit dvojnásobně až desetinásobně. Pokud tak chcete vyrábět menší počet kusů, bude cena velmi vysoká a nebudete moci vůbec konkurovat. Jedinou použitelnou cestou při výrobě menšího počtu čipů jsou tak specializované a dražší čipy. A jaké jsou ceny u jednotlivých částí výroby za jeden čip?

Křemíkový wafer: 0,1 až tisíc dolarů za čip

Standardně továrny účtují paušální poplatek za každý vyrobený wafer. Je tak na vás, jak plochu využijete. Obvyklý průměr waferu je 300 mm, v další generaci se chystají wafery s průměrem 450 mm.

 2014-10-28 v 12.45.59.png
Na základní výpočty existují i jednoduché kalkulačky, které spočítají, kolik se vám vejde čipů na jeden wafer

Pokud budete mít malé čipy, vejde se jich na jeden wafer více a pokud budete mít skvělou výtěžnost, bude z nich většina funkčních a použitelných. V opačném případě znamenají velké čipy s nízkou výtěžností velký problém s vysokými náklady.

EM8R5.jpg

Zapouzdření: 0,01 až 30 dolarů za čip

Samotný křemíkový čip je samozřejmě nutné dát do pouzdra. Cenu ovlivňuje nejen počet čipů (čím více čipů, tím levněji), ale také složitost pouzdra. Různé pokročilé heatspreadery a další vychytávky, které slouží například pro lepší odvod tepla, zvyšují cenu.

4th_Generation_Intel_Core_Open_Corei7-587x600.jpg

Automatické balení, bondování: 0,01 až 50 dolarů za čip

Čipy v této fázi prochází dokončením, bondováním (spojení s plošným spojem – Wire bonding) a vše může probíhat zcela automaticky. I v tomto případě se ceny za jeden čip výrazně liší dle jejich počtu – čím více, tím je cena nižší a pokud jsou nutné nějaké manuální zásahy, cena se pochopitelně zvyšuje.

Testování: 0 až 10 dolarů za čip

Ještě před odesláním do prodeje či zákazníkům, je nutné i finální testování vyrobeného čipu. Cena se odvíjí od vybavení. Pokud jste nakoupili automatické linky za miliony dolarů, náklady jsou pro vás takřka nulové, v případě ručního testování je nutné počítat s cenou pracovníků, kteří testovací procedury provádí (5 až 75 dolarů na hodinu).

Licenční poplatky: 0 až 2 dolary za čip

Některé použité technologie v čipu je nutné zaplatit nejen jako paušální poplatek, ale původnímu vlastníkovi návrhu je nutné platit i poplatek z každého vyrobeného čipu.

Pokud chcete vydělávat, musíte vyrábět hodně

Jak je vidět, celý proces je velmi nákladný a složitý, což je jeden z důvodů, proč je v této oblasti velmi malý počet nových firem a hardwarových startupů. Proto je mnohem jednodušší využít hotové platformy a čipy, které už jsou na trhu od výrobců jako Intel, AMD, Samsung, Qualcomm, Nvidia a dalších.

Apple-A8-mockup-001.jpg

Apple je tak jeden z mála, který nepatří mezi samostatné výrobce čipů pro ostatní, ale vyrábí vlastní čipy pouze pro své výrobky. A vzhledem k tomu, že jich prodává hodně, tak se mu to vyplatí.

V rámci nejpokročilejších čipů je navíc velká konkurence, platí zde Moorův zákon a jakékoli zpoždění a problém znamená, že se ocitnete za konkurencí – ať už technologiemi, výkonem nebo vysokou cenou kvůli horšímu návrhu nebo použití staršího výrobního procesu (AMD).

Epiphany-IV_400x400.jpg

Podle vyjádření tak existuje jen pár firem, které v této oblasti slušně vydělávají (Intel, Qualcomm), další přežívají (All Winner, Spreadtrum) nebo pomalu opouští trh (Texas Instruments, Broadcom).

Jak ale zakladatelé z Adaptevy uvádí, právě díky takovému rychlému postupu můžeme už dnes koupit čipy s miliardou tranzistorů za cenu jednoho šálku kafe.

Témata článku: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,