手机芯片架构

手机芯片
从一部iPhone手机看芯片的分类
主要讲芯片的分类，来看看芯片可不只是脑袋里想象的小硅片，其实类型非常多。
在正式开始这一讲之前，想要问个问题，“知道芯片和集成电路是什么关系吗？有人说，芯片和集成电路就是一回事，只是两个不同的名字罢了，认同吗？”这个问题很重要，建议先停下来花一分钟想想答案。
可以随便一搜，网上怎么说的都有。今天，看到的答案，绝对是最准确和客观的。
首先，芯片肯定不全是集成电路。芯片里面，大约只有 80% 属于集成电路，其余的都是光电器件、传感器和分立器件，行业内把这些器件称为 O-S-D（Optoelectronic, Sensor, Discrete）。
集成电路是由大量晶体管组成的。那光电器件、传感器、分立器件又是什么呢？概念很多，在此拿最熟悉的手机来举例子，以能有直观的认识。
因此，会通过“拆解”一部熟悉的 iPhone 手机，来和聊聊芯片的分类。为了方便理解，按照半导体行业的专业分类方式，做了下面这张行业分类图。图里的数据都来自半导体行业权威的市场研究机构 IC Insights 的最新市场统计。

有这张图还不够，另外整理了一张 iPhone X 物料表，在正中间那一列，标明了每个物料所属的半导体种类。

而且这张表的顺序，跟前面的分类图，基本上可以一一对应起来。考虑到公开信息的准确性，这张表参考了知名市场研究机构 IHS Markit 的 iPhone X 拆解报告。
表格的第二列，也就是功能描述部分，对部件做了解释，一定要花 2 分钟时间整体对照理解下。
对照完两张图，从宏观看，有两个信息需要关注：
第一，一部手机 80% 都是集成电路。所以，苹果是半导体产品全球排名第一的买家，这个就不难理解了吧？
第二，一部 iPhone 几乎把前面分类图中的重要品类都用到了。看，手机一点都不简单吧？
现在，有了一张半导体产品分类图，一张充满半导体元器件的物料表，下面就顺着这两个线索，逐一地讲解一部 iPhone X 所用到的半导体产品。
iPhone X 手机处理器：A11
2017 年秋天苹果发布 iPhone X 的时候，亮点之一就是这款手机搭载了 6 核心 64 位的 A11 处理器。当时，苹果公司高级副总裁评价说，这是一款智能手机到目前为止所能拥有的最强劲、最智能的芯片。

在主板上，带着苹果 Logo 的那个部件就是苹果自研的应用处理器 A11。在分类之中，属于集成电路 IC-> 数字 IC-> 逻辑 IC-> 处理器 -> 应用处理器。

这里注意，在说应用处理器的时候，也常用英文缩写 AP（Application Processor）。
在物料成本表里，可以看到，因为是苹果自己开发，找台积电代工，成本只有 27 美金。那如果不找台积电代工，而是全部采用高通旗舰芯片的话，同等性能配置下，成本大约都在 80 美金以上。算一算，苹果一年卖 2 亿部手机，一部手机省 50 美金，一年就能省 100 亿美金。这么一算，应该能明白苹果为啥要自己设计手机 AP 了吧？
从技术上，再看一下 A11 这颗处理器的细节，集成了 6 颗 ARMv8 的 CPU 核，2 大 4 小；3 颗 GPU 核，一个神经网络处理器 NPU 用来加速人工智能算法，一个（照相机）图像信号处理器 ISP。这是一颗高度集成的 SoC (系统级芯片，System-on-Chip)。
高度集成也是手机芯片的特点，像在 PC 或者服务器上，CPU、GPU、NPU 往往是三颗独立的芯片。对于 iPhone 手机来说，整个 iOS 系统都是跑在应用处理器上的，可以说手机中最重要的一颗芯片就是应用处理器了，系统是否顺滑，游戏是否顺畅，全看应用处理器的芯片。这也是苹果、华为、三星都要自研应用处理器的原因。
iPhone X 的两大存储芯片
在 A11 下面其实还压着一个存储芯片 DRAM（动态随机存取存储器，Dynamic Random Access Memory）。
存储芯片，顾名思义，就是存储数据的芯片，也叫存储器。手机中的全部信息，包括输入的原始数据、应用程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。除此之外，iPhone X 还有一块重要的存储芯片，就是在下图中最大的一块芯片，东芝的 NAND Flash。

DRAM 和 NAND Flash 的区别很好理解，类比下。在 PC 机上，俗称的内存条，其实就是 DRAM，固态硬盘（SSD）就是 NAND Flash。
在分类之中，属于集成电路 IC-> 数字 IC-> 存储 IC->DRAM & NAND Flash。
存储的分类，如果按技术类型，可以列一个长长的单子。但是，可以偷巧地只看用量最大的两个主要品类 DRAM 和 NAND Flash。那些技术名词留给行业人员自己 battle 用吧。
为什么只看 DRAM 和 NAND Flash 就可以？再回到第一张分类图，可以看到从存储芯片的产值构成来看，DRAM 约占这个存储芯片市场的 53%，NAND Flash 占比 45%，NOR Flash 与其余占比约 2%，完全可以忽略。
DRAM 存取速度快，因此手机运行时的数据，都存放在 DRAM 中，方便应用处理器随时存取。这也是 iPhone X 的应用处理器和 DRAM 紧密贴在一起的缘故。而在最新一代的苹果应用处理器中，采取先进封装技术，干脆把 DRAM 和 AP 封装在一起，更加紧密了。
NAND Flash 存储容量较大，而且掉电之后数据也不丢失。因此手机里的照片、记事本，都装在 NAND Flash 里。iPhone X 配的是 4GB DRAM、64G/256G NAND Flash。
介绍完 iPhone X 的应用处理器和存储芯片，再回去看一眼第一张分类图，会发现，已经大概理解其中占比 70% 的数字集成电路了。
在开始讲剩下的 30% 之前，想从专业的视角，把数字 IC、各类处理器和存储芯片等相关概念再解释一下。
数字 IC
集成电路的英文是 Integrated Circuit，数字 IC 就是数字集成电路。回到专业视角，如果从用途上分类，数字集成电路可以简洁地分为，做计算控制的逻辑芯片和保存数据的存储芯片。不过业界习惯，把标准程度非常高的 CPU、GPU、MCU 合并为 MPU 微处理器来单独统计，把应用相关度高的 ASIC（下文会解释）和 SoC 算作逻辑芯片。
CPU：计算设备的运算核心和控制核心
CPU（Central Processing Unit）是计算设备的运算核心和控制核心。功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU 的标准性很高，是最能体现摩尔定律的产品。
苹果的手机应用处理器，永远使用的是最顶级的工艺。iPhone X 的 A11，在 2017 年上市的时候，就用了当时最先进的 10nm 工艺。到了 2020 年，苹果的应用处理器都已经用上 5nm 的工艺制程，桌面和服务器端才跟进到了 7nm。
GPU：图形处理器
GPU（Graphics Processing Unit）也叫图形处理器，主要用来满足图像计算要求。相对来说 CPU 擅长逻辑判断和串行数据运算，而一个图片的每一个像素都需要相同的计算处理，GPU 就擅长图形计算这种并行的任务。
因为 GPU 这种并行度高的特征，在品类上还衍生出弱化图像能力，专注于计算的通用 GPU。
一般来说，通用 GPU 的数据处理性能是 CPU 的 10 倍、20 倍，甚至更高。作为加速器存在的 GPU，比 CPU 还要激进。摩尔定律中处理器性能每隔两年翻 1 倍，而英伟达的 CEO，Jason Huang，归纳说 GPU 将推动 AI 性能实现每年翻 1 倍，这个规律还被业界称为黄氏定律。
ASIC：为解决特定应用问题而定制设计的集成电路
为解决特定应用问题而定制设计的集成电路，就是 ASIC（Application Specific IC）。当 ASIC 规模够大，逐渐通用起来，某类 ASIC 就会有一个专有名称，成为一个品类。例如现在用来解决人工智能问题的神经网络处理器。
标准的 CPU 芯片，往往要配上不同的外围芯片，比如 Intel 管理外设的芯片组 Chipset，加速图形的 GPU，这样才能构成系统。而随着工艺制程的不断演进，有能力把越来越多的外围芯片集成进 CPU 芯片中，于是就有了 SoC。SoC 因其高集成度、高效率的特点，是目前 IC 设计的主流。
SoC 也算是 ASIC 的一种。相较于常见的 CPU、GPU 等通用型芯片，ASIC 芯片的计算能力和计算效率都可以根据特定的需要进行定制，定制么，肯定体积小、功耗低、计算效率高，在这些方面有优势。但是缺点就是入门门槛高，这里的门槛，包括资金、技术，还有时间。
存储芯片：DRAM 和 NAND Flash
前面有介绍，数字 IC 中 2/3 是逻辑芯片，1/3 就是存储芯片。存储芯片就两个主要品类 DRAM 和 NAND Flash，占了 98% 的比例，其余可以忽略不计。
存储芯片在设计方面跟前面的 CPU、GPU、ASIC 这类逻辑芯片有很大不同。
CPU、GPU、ASIC 重在功能设计、逻辑设计。而存储芯片的设计比较简单，基本都是重复单元，但是对时序和布局布线有挑战性。
好了，专业概念到这里就告一段落，让再回到 iPhone X 的物料表，讲一讲剩下 30% 的事情。
存储芯片之后列了三行模拟芯片，有射频芯片、电源芯片。
那么为什么会被归类到模拟芯片，什么是模拟芯片呢？iPhone X 中的模拟 IC上面提到数字 IC 的时候没有展开讲概念，这里可以跟模拟 IC 对比来看：处理数字信号的就是数字 IC，处理模拟信号的就是模拟 IC。两个是相对的。其实如果要逻辑严密，集成电路的分类应该还列上数模混合 IC 共三种，而实际上可以理解为，以数字电路为主的归类到数字 IC，以模拟电路为主的归类到模拟 IC。
数字 IC 基本上是一个追逐摩尔定律的品类，尽量采用最新工艺，利用新工艺制程带来的晶体管密度的提升，来提高性能同时降低成本。相对来说，模拟 IC 则更多的追求电路速度、分辨率、功耗等参数方面的提升，强调的是高信噪比、低失真、低耗电和高稳定性，因而产品一旦达到设计目标就具备长久的生命力，生命周期可长达 10 年以上。行业里有“一年数字，十年模拟”的说法。
那么，数字信号和模拟信号又是什么？简单来说，0 和 1，就是数字信号。而声音、光、气压、无线电信号（Radio Frequency，也被翻译成射频，射频信号），这些现实中的信号，基本上都是连续的信号，而不是简单的用“有 -1”，“无 -0”来表示，都是模拟信号。
数字 IC 这块，好歹在日常中有见过、听过，甚至买过。而对于模拟 IC，可能就不熟悉了。
但手机其实就是一个大量使用模拟 IC 的电子设备。如果按照整个半导体行业的出货量来看，模拟 IC 的数量是超过数字 IC 的，但是单价不高，因此在销售收入上占比也不高。
看下图，Quadplexer 四路复用器芯片，实现手机芯片频段载波聚合功能，载波聚合，是一种增加传输带宽的手段，把几个分散的频段通道整合成为一个更宽的数据通道；RF Switch 射频开关芯片，处理无线信号通道转换；NFC 芯片，用来处理近距无线通讯信号的；Wireless Charging 芯片，这个熟悉，支持无线充电；还有 Audio Amp 音频放大器芯片等等，这些就都是在 iPhone X 中的模拟 IC。

总的来说，射频器件、电源管理装置和数模 / 模数转换器是模拟 IC 的三大主要产品。
• 射频器件是处理无线电信号的核心器件，包括 5G 信号、蓝牙、WIFI、NFC 等，凡是需要无线连接的地方必备射频器件，手机是射频器件的一个重要应用场景。
• 任何电子设备都需要电源管理装置。电源管理芯片的任务就是完成电能的变换、分配、检测及其它电能管理。电源管理芯片占模拟芯片销售份额接近三成。
射频芯片和电源管理芯片在手机里非常重要，可以对着物料表，找一找。
• 模数和数模转换器是模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路。A/D 是模拟量到数字量的转换， D/A 是数字量到模拟量的转换，道理是完全一样的，只是转换方向不同。
例如要播放一首歌曲，歌曲是以数字形式存储的，手机经过一系列的数模转换，把数字信号变成连续的声音信号，通过麦克风播放出来，这就是一个 DAC(Digital to Aanalog Controller, 数模转换器) 数模转换过程。

一个小知识点，模拟 IC 的设计涉及了更加复杂的信号环节，并且其设计的自动化程度远不及数字 IC，通常需要大量的人工干预决定取舍。相对于数字 IC，模拟 IC 的设计对工程师的经验，权衡矛盾等方面的能力要求更为严格。所以，模拟 IC 设计被称为一门艺术。
到这里，已经了解了集成电路的分类，包括数字 IC 和模拟 IC，关于半导体 80% 的内容已经了解了。
剩下的近 20% 就是开头提过的 O-S-D 器件。iPhone X 的光电器件、传感器和分立器件回顾一下，在开篇就介绍了，半导体产品超过 80% 是集成电路芯片，其余的是光电器件、分立器件和传感器，行业内称为 O-S-D。
集成电路，就是数字 IC 和模拟 IC。用一个手机来理解，数字 IC 就是手机处理器，模拟 IC 就处理那些射频信号的芯片。那么光电器件、传感器、分立器件又是什么呢？
• iPhone X 用的三星产的 AMOLED 手机屏，就是光电器件。
• 手机里的 6 轴加速器 / 陀螺仪、电子罗盘、颜色传感器、气压传感器等都属于传感器。
• 分立器件，其实就是单独包装的晶体管。多个晶体管集成起来，就是集成电路，而仍然单独封装的晶体管，就是分立器件。看过一份资料，在 2004 年，手机上有 300 多个分立器件，现在，这个确切的数字已经查不到了，能集成在一起的都尽量集成起来了。
到这里用一部 iPhone X 举例，把半导体产业的几大产品品类：CPU、GPU、ASIC、SoC， DRAM、NAND Flash、射频 IC、电源 IC、数模 / 模数转换 IC，以及光电器件、传感器等，串讲了一下，希望对整个行业能有个初步的认识。
总结
• 1、在半导体行业中，超过 80% 的产品是集成电路芯片，因此在日常中常把芯片、半导体、集成电路三者混用。但其实，集成电路之外，半导体产品还有光电器件、传感器和分立器件，行业内称为 O-S-D。
• 2、集成电路芯片主要分为数字 IC 和模拟 IC，数字 IC 强调运算速度，模拟 IC 强调高信噪比、低失真、低耗电和高稳定性，生命周期更长；论销售额，数字芯片有绝对优势，但是如果论出货量，模拟芯片量大过数字芯片。
• 3、数字 IC 中主要就是 CPU 处理器和存储器。CPU 是重中之重，行业明珠的地位。无论是 Intel，还是苹果，都是靠 CPU 站在行业第一的位置的。
• 4、一部 iPhone 手机，基本上用到了半导体产品的全部种类。一部小小的手机，是整个行业的缩影。选车要看发动机，在选择下一部手机的时候，就要看看芯片。
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三、苹果A11芯片
1）集成电路——数字IC
苹果的这颗A11 处理器的细节，集成了 6 颗 ARMv8 的 CPU 核，2 大 4 小；3 颗 GPU 核，一个神经网络处理器 NPU 用来加速人工智能算法，一个（照相机）图像信号处理器 ISP，是一颗高度集成的 SoC (系统级芯片，System-on-Chip)。
在 A11 下面其实还压着一个存储芯片 DRAM（动态随机存取存储器，Dynamic Random Access Memory）。
iPhone X 还有一块重要的存储芯片，东芝的 NAND Flash。
DRAM 和 NAND Flash 的区别很好理解。类比下，在 PC 机上，俗称的内存条，其实就是 DRAM，固态硬盘（SSD）就是 NAND Flash。
DRAM 存取速度快，因此手机运行时的数据，都存放在 DRAM 中，方便应用处理器随时存取。这也是 iPhone X 的应用处理器和 DRAM 紧密贴在一起的缘故。而在最新一代的苹果应用处理器中，采取先进封装技术，干脆把 DRAM 和 AP 封装在一起，更加紧密了。
NAND Flash 存储容量较大，而且掉电之后数据也不丢失。因此手机里的照片、记事本，都装在 NAND Flash 里。iPhone X 配的是 4GB DRAM、64G/256G NAND Flash。
2）集成电路——模拟IC
Quadplexer 四路复用器芯片，实现手机芯片频段载波聚合功能，载波聚合，是一种增加传输带宽的手段，把几个分散的频段通道整合成为一个更宽的数据通道；RF Switch 射频开关芯片，处理无线信号通道转换；NFC 芯片，用来处理近距无线通讯信号的；Wireless Charging 芯片，这个熟悉，支持无线充电；还有 Audio Amp 音频放大器芯片等等，这些就都是在 iPhone X 中的模拟 IC。
总的来说，射频器件、电源管理装置和数模 / 模数转换器是模拟 IC 的三大主要产品。
• 射频器件是处理无线电信号的核心器件，包括 5G 信号、蓝牙、WIFI、NFC 等，凡是需要无线连接的地方必备射频器件，手机是射频器件的一个重要应用场景。
• 任何电子设备都需要电源管理装置。电源管理芯片的任务就是完成电能的变换、分配、检测及其它电能管理。电源管理芯片占模拟芯片销售份额接近三成。射频芯片和电源管理芯片在手机里非常重要。
• 模数和数模转换器是模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路。A/D 是模拟量到数字量的转换， D/A 是数字量到模拟量的转换，道理是完全一样的，只是转换方向不同。例如要播放一首歌曲，歌曲是以数字形式存储的，手机经过一系列的数模转换，把数字信号变成连续的声音信号，通过麦克风播放出来，这就是一个 DAC(Digital to Aanalog Controller, 数模转换器) 数模转换过程。
3）O-S-D
光电器件、分立器件和传感器，行业内称为 O-S-D。
• iPhone X 用的三星产的 AMOLED 手机屏，就是光电器件。
• 手机里的 6 轴加速器 / 陀螺仪、电子罗盘、颜色传感器、气压传感器等都属于传感器。
• 分立器件，其实就是单独包装的晶体管。多个晶体管集成起来，就是集成电路，而仍然单独封装的晶体管，就是分立器件。看过一份资料，在 2004 年，手机上有 300 多个分立器件，现在么，这个确切的数字已经查不到了，能集成在一起的都尽量集成起来

2017 年的发布的 iPhone 8，采用的应用处理器 A11，43 亿晶体管，88mm² 指甲盖大小的面积，2 亿手机销量，160 亿美金的总价值。

1. 在半导体行业中，超过 80% 的产品是集成电路芯片，因此在日常中常把芯片、半导体、集成电路三者混用。但其实，集成电路之外，半导体产品还有光电器件、传感器和分立器件，行业内称为 O-S-D；
2. 集成电路芯片主要分为数字 IC 和模拟 IC，数字 IC 强调运算速度，模拟 IC 强调高信噪比、低失真、低耗电和高稳定性，生命周期更长；论销售额，数字芯片有绝对优势，但是如果论出货量，模拟芯片量大过数字芯片。
3. 数字 IC 中主要就是 CPU 处理器和存储器。CPU 是重中之重，行业明珠的地位。无论是 Intel，还是苹果，都是靠 CPU 站在行业第一的位置的。一部 iPhone 手机，基本上用到了半导体产品的全部种类。
4. 一部小小的手机，是整个行业的缩影。选车要看发动机，希望在选择下一部手机的时候，也能看看芯片。
   三、苹果A11芯片
   1）集成电路——数字IC
   苹果的这颗A11 处理器的细节，集成了 6 颗 ARMv8 的 CPU 核，2 大 4 小；3 颗 GPU 核，一个神经网络处理器 NPU 用来加速人工智能算法，一个（照相机）图像信号处理器 ISP，是一颗高度集成的 SoC (系统级芯片，System-on-Chip)。
   在 A11 下面其实还压着一个存储芯片 DRAM（动态随机存取存储器，Dynamic Random Access Memory）。
   iPhone X 还有一块重要的存储芯片，东芝的 NAND Flash。
   DRAM 和 NAND Flash 的区别很好理解。类比下，在 PC 机上，俗称的内存条，其实就是 DRAM，固态硬盘（SSD）就是 NAND Flash。
   DRAM 存取速度快，因此手机运行时的数据，都存放在 DRAM 中，方便应用处理器随时存取。这也是 iPhone X 的应用处理器和 DRAM 紧密贴在一起的缘故。而在最新一代的苹果应用处理器中，采取先进封装技术，干脆把 DRAM 和 AP 封装在一起，更加紧密了。
   NAND Flash 存储容量较大，而且掉电之后数据也不丢失。因此手机里的照片、记事本，都装在 NAND Flash 里。iPhone X 配的是 4GB DRAM、64G/256G NAND Flash。
   2）集成电路——模拟IC
   Quadplexer 四路复用器芯片，实现手机芯片频段载波聚合功能，载波聚合，是一种增加传输带宽的手段，把几个分散的频段通道整合成为一个更宽的数据通道；RF Switch 射频开关芯片，处理无线信号通道转换；NFC 芯片，用来处理近距无线通讯信号的；Wireless Charging 芯片，这个熟悉，支持无线充电；还有 Audio Amp 音频放大器芯片等等，这些就都是在 iPhone X 中的模拟 IC。
   总的来说，射频器件、电源管理装置和数模 / 模数转换器是模拟 IC 的三大主要产品。
   • 射频器件是处理无线电信号的核心器件，包括 5G 信号、蓝牙、WIFI、NFC 等，凡是需要无线连接的地方必备射频器件，手机是射频器件的一个重要应用场景。
   • 任何电子设备都需要电源管理装置。电源管理芯片的任务就是完成电能的变换、分配、检测及其它电能管理。电源管理芯片占模拟芯片销售份额接近三成。射频芯片和电源管理芯片在手机里非常重要。
   • 模数和数模转换器是模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路。A/D 是模拟量到数字量的转换， D/A 是数字量到模拟量的转换，道理是完全一样的，只是转换方向不同。例如要播放一首歌曲，歌曲是以数字形式存储的，手机经过一系列的数模转换，把数字信号变成连续的声音信号，通过麦克风播放出来，这就是一个 DAC(Digital to Aanalog Controller, 数模转换器) 数模转换过程。
   3）O-S-D
   光电器件、分立器件和传感器，行业内称为 O-S-D。
   • iPhone X 用的三星产的 AMOLED 手机屏，就是光电器件。
   • 手机里的 6 轴加速器 / 陀螺仪、电子罗盘、颜色传感器、气压传感器等都属于传感器。
   • 分立器件，其实就是单独包装的晶体管。多个晶体管集成起来，就是集成电路，而仍然单独封装的晶体管，就是分立器件。看过一份资料，在 2004 年，手机上有 300 多个分立器件，现在么，这个确切的数字已经查不到了，能集成在一起的都尽量集成起来
   2017 年的发布的 iPhone 8，采用的应用处理器 A11，43 亿晶体管，88mm² 指甲盖大小的面积，2 亿手机销量，160 亿美金的总价值。
   四、芯片诞生及半导体芯片行业的运作模式
   https://www.techinsights.com/blog/apple-iphone-x-teardown

一颗芯片的诞生，第一步就是芯片设计，有几个重点，简单给总结一下。

1. 芯片项目是人类历史上最细微也是最宏大的工程，研发投入大，项目收益高。
2. 在需求分析之后，进入芯片设计过程。芯片的设计过程可分为两个部分，分别为：前端设计（也称逻辑设计）和后端设计（也称物理实现），这两个部分并没有统一严格的界限，凡涉及到与工艺有关的设计都可称为后端设计。
3. 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。
4. 整个芯片设计流程是一个设计，优化，验证的不断迭代的过程。
   半导体芯片行业的运作模式：（IDM/Fabless/Foundry模式）
   1、IDM（Integrated Device Manufacture）模式
   主要的特点如下：集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身；
   早期多数集成电路企业采用的模式；目前仅有极少数企业能够维持。
   主要的优势如下：设计、制造等环节协同优化，有助于充分发掘技术潜力；能有条件率先实验并推行新的半导体技术（如FinFet）。
   主要的劣势如下：公司规模庞大，管理成本较高；运营费用较高，资本回报率偏低。
   这类企业主要有：三星、德州仪器（TI）。
   2、Fabless（无工厂芯片供应商）模式
   主要的特点如下：只负责芯片的电路设计与销售；将生产、测试、封装等环节外包。
   主要的优势如下：资产较轻，初始投资规模小，创业难度相对较小；企业运行费用较低，转型相对灵活。
   主要的劣势如下：与IDM相比无法与工艺协同优化，因此难以完成指标严苛的设计；与Foundry相比需要承担各种市场风险，一旦失误可能万劫不复
   这类企业主要有：海思、联发科（MTK）、博通（Broadcom）
   “轻晶圆厂”（fab-light）或“无晶圆厂”（Fabless）
   3、Foundry（代工厂）模式
   主要的特点如下：只负责制造、封装或测试的其中一个环节；不负责芯片设计；可以同时为多家设计公司提供服务，但受制于公司间的竞争关系。
   主要的优势如下：不承担由于市场调研不准、产品设计缺陷等决策风险。
   主要的劣势如下：投资规模较大，维持生产线正常运作费用较高；需要持续投入维持工艺水平，一旦落后追赶难度较大。
   这类企业主要有：SMIC（中芯国际）、UMC(联华电子—联电)、Global Foundry(格芯)、台积电(tsmc)。
   五、行业Top厂商
   一流企业定标准，二流企业做品牌，三流企业做产品。
   硬件行业的 3 次风口：第一次 PC；第二次手机与移动互联网；第三次就是 AI+5G+IoT。
   

有“最懂经济的市长”之称的黄奇帆说，一个公司的成功三要素是：市场、资金和技术。
Intel 是处理器芯片第一，三星是存储芯片第一。
Intel： 从 2005 年到 2015 年，Intel 提出 Tick-Tock 战略，持续领跑 ICT 行业。
完败存储器市场，选择 CPU 作为主产品。
三星存储芯片业务：逆周期投资。
GAA（Gate-All-Around，环绕式栅极技术）/韩国的现代（2001 年后改称 SK 海力士）
一家并不是最新工艺的晶圆厂的建设成本为 30 亿美金，每年的折旧成本 + 运营成本约为 10 亿美金，这意味着半导体公司的营业额，必须在 50 亿美金以上。
2020 年无厂半导体设计公司的收入来看，只有 5 家公司：高通、博通、英伟达、AMD 和联发科够这个标准（排在第 6 的 Xilinx 收入是 30 亿美金）。
台积电：无厂设计公司 + 代工厂模式。英文简称：tsmc。
多年来，台积电一直保持着“高投入 – 低成本 – 高销量 – 高投入”的正向循环。

六、中国的半导体行业
1、2000 年之前：国家计划与政策扶持
https://mp.weixin.qq.com/s/vi3W65JSnDZFnWk0Ds_EeQ
“八五”规划，全国重点支持的 5 个集成电路重点企业：无锡华晶、绍兴华越、上海贝岭、上海飞利浦和北京首钢日电 。
中国的半导体产业初期服务军工，自研能力不低，但是几乎全是国有企业。离开了政策的扶持，离开了军工的订单，这些国企并没有很好的度过军转民这一个弯，甚至在 80 年代改革开放后，进口半导体产品的冲击下，几乎停滞。2000 年左右，中国芯片设计公司，不足 100 家，总收入不到一亿美元。
2、2000 年 -2014 年：市场带动产业发展
2000年，中芯国际成立。是大陆第一大晶圆代工厂。
电信市场：90年代，当时有“巨大中华”之称的四大公司，包括巨龙通信、大唐电信还有华为和中兴。
海思半导体公司(麒麟)和中兴微电子技术有限公司。
手机市场：展讯。锐迪科（RDA）——是射频 IC、混合信号芯片和手机功率放大器 PA 的专家。
比特币矿机：比特大陆和嘉楠耘智。
靠白牌平板电脑起家的瑞芯微、全志。凭借 NOR Flash 芯片进入苹果供应链的兆易创新，还有核高基项目重点支持的 CPU 公司：兆芯、龙芯、飞腾、海光等。还有 2014 年，长电科技以 7.8 亿美元收购新加坡星科金朋，成为全球封测第三。
3、2014 年后：投资产业时代
国家集成电路产业大基金，简称大基金。
紫光集团

全球主要晶圆代工厂市占率及产能

截至目前，三星与台积电是全球仅有的两家能够量产7nm和5nm芯片的晶圆厂。

七、张忠谋讲半导体简史
半导体的电导性介于导体（如金属）与绝缘体（如木头）之间，所以称为半导体。
1948年以前，半导体还只是一个科学家，特别是物理学家才知道的名词。
1948 年，美国最大的电信公司 AT&T，其旗下的贝尔实验室，是世界第一流的研究机构。贝尔实验室有三位物理学家，肖克利是领袖，巴丁和布拉顿不太服，可是三个合作发明了基于半导体的电晶体（晶体管，transistor）——可以不断缩小尺寸。1952年，AT&T开放。半导体和电脑开始平行发展。
1958 年，德州仪器的杰克·基尔比和仙童半导体及 Intel 的联合创办人罗伯特·诺伊斯几乎同时发明了集成电路。
1965 年的摩尔定律。
1980 年代至今，半导体应用快速扩展，IBM 发布 PC，把 PC 普遍化。
半导体产业的分工从 1960 年代开始，先分出来封装与测试，在低工资的地区做，包括台湾、菲律宾、新加坡、香港，甚至日本。然后再到芯片设计，再到晶圆制造。1987 年，张忠谋在台湾成立崭新商业模式的台积电，专门从事晶圆制造服务。
https://www.bilibili.com/video/BV1254y1L7WG?from=search&seid=3557240962535509625

参考链接
https://mp.weixin.qq.com/s/HDS3p-5T2FM9zkyCNJuRIg
https://www.cnblogs.com/developer-qin/p/14805417.html

原文链接：https://blog.csdn.net/wujianing_110117/article/details/123321382