台积电究竟有什么了不起，它为什么能决定华为的“生死”?

2020-12-17 08:37

农业立国、制造业强国，自第一次工业革命至今，制造业都是衡量一个国家综合国力的重要标准。中国作为世界工厂，制造业产值全球瞩目，然而在高端制造业领域，却一直比较落后。特别是在消费电子领域，芯片制造一直是国内制造业的短板。以华为为例，在手机、笔记本电脑、5G 基站领域无往而不利，结果却因为无法与台积电继续合作而功败垂成。

台积电究竟有什么了不起，它为什么能决定华为的“生死”，台积电、三星、英特尔有什么区别，它们与芯片制造又有什么关系？小黑这篇文章将为大家解读！

从一颗沙子到一颗芯片

小黑记得，初中生的课本上就讲过，芯片的制程材料是硅，与沙子的主要成分一致。然而，从一颗沙子到一颗芯片，却是这个世界上最为艰难的“旅程”，涉及全球数百家顶级公司，哪怕有一个环节失衡都会功亏一篑。

芯片的诞生过程主要分为IC设计、IC制造和IC封测三大环节。IC 设计，顾名思义就是画图纸，指导工厂如何制造芯片。可能有的小伙伴不了解，画图纸有什么难的，随便拉来一个工科大学生都会画。

其实，IC 设计远没有这么简单。一颗芯片最大不过小拇指指头大小，其中却包含了近百亿晶圆，如此庞大的晶圆需要细致地画出图纸，即使世界上最小的笔也无法实现。因而IC 设计需要EDA 工具来辅助设计。

EDA 又叫电子设计自动化，在EDA工具诞生之前，设计人员必须手工完成集成电路的设计、布线等工作。随着上世纪七十年代集成电路复杂程度与日俱增，开发人员尝试将整个设计过程自动化，通过编程语言来辅助设计，芯片的功能设计、综合、验证、物理设计、布局、布线、版图、设计规则检查等都可以通过EDA 工具来模拟。

▲ EDA工具

由于EDA工具极为复杂，市场基本只有少数企业能够完成，Synopsys、Cadence和Mentor是目前主流EDA工具厂商，所有IC 设计厂家都离不开他们。

有了EDA工具之后，就可以从容进行IC 设计，华为海思就是一家IC 设计厂商，通过不断设计、优化，让芯片发挥更大的功效。以前，IC 设计分为PC端与移动端（或者说手机端），苹果、华为、高通、三星、联发科在智能手机芯片设计上处于领先地位，英特尔与AMD 在PC端处于领先地位。然而，上个月苹果发布的M1 PC端芯片打破了这一格局，目前苹果横跨PC端与移动端，技术明显领先于竞争者。