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2018年04月08日 | 特定用途集成電路芯片(ASIC)的成本計(jì)算

發(fā)布者:yunhui 來(lái)源: 蓋世汽車網(wǎng)關(guān)鍵字:ASIC 手機(jī)看文章 掃描二維碼
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大規(guī)模集成電路芯片, 比如SOC(System on chip),由多核CPU和GPU組成,用于智能手機(jī)主芯片、車載多媒體和導(dǎo)航系統(tǒng),?或者特定用途的集成電路芯片ASIC (Application specified integrated circuit),?用于電子控制模塊的信號(hào)處理,算法運(yùn)行和控制執(zhí)行部件, 比如自動(dòng)泊車、啟動(dòng)安全氣囊、自動(dòng)駕駛的雷達(dá)信號(hào)分析等。這些芯片是未來(lái)數(shù)字化、智能化的核心元件。但是,它們的成本是怎樣構(gòu)成? 客戶所能知道的就是半導(dǎo)體公司或芯片貿(mào)易商(Distributor)的報(bào)價(jià)。特定用途集成電路ASIC芯片的成本構(gòu)成對(duì)絕大多數(shù)用戶來(lái)說(shuō)更是一無(wú)所知。作者通過(guò)20多年來(lái)積累的成本工程經(jīng)驗(yàn)和對(duì)集成電路芯片制造工藝過(guò)程的系統(tǒng)分析, 開辟了一條對(duì)集成電路芯片進(jìn)行成本分析和成本計(jì)算的路徑。

汽車成本

圖1某電動(dòng)汽車車載服務(wù)器的SOC和ASIC

集成電路芯片的制造分為兩部分,第一部分是前端工藝(Frontend),是把晶片毛坯通過(guò)一步一步復(fù)雜的工序,制作成有半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)化的晶片(見(jiàn)圖2)。

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圖2 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)化的晶片

每一個(gè)晶片上可以制作出幾千甚至幾萬(wàn)個(gè)集成電路的裸片(Die),每一個(gè)裸片,就是一個(gè)芯片的初始狀態(tài)。在第二部分后端工藝(Backend),把這一個(gè)個(gè)裸片分離出來(lái),連接到外面(bonding),然后用注塑封裝,就制作出一個(gè)個(gè)集成電路芯片了(見(jiàn)圖3)

汽車成本

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圖3 封裝好的集成電路芯片

為了能更好的觀察封裝好的集成電路芯片,通過(guò)倫琴射線的3D計(jì)算機(jī)成像CT(Computer-tomography), 可以清晰地看到集成電路芯片的裸片尺寸,外連線的結(jié)構(gòu)等。

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圖4 特定用途集成電路芯片(ASIC)在倫琴射線下的3D計(jì)算機(jī)成像

集成電路芯片的前端工藝和后端工藝見(jiàn)圖5和圖6描述。

汽車成本

圖5 集成電路前端工藝的例子 (n-通道場(chǎng)感應(yīng)三極管)

汽車成本

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圖6 集成電路的后端工藝

通過(guò)對(duì)集成電路前端及后端工藝的系統(tǒng)分析,得出如下的主要成本驅(qū)動(dòng)點(diǎn)及成本模型:

汽車成本

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圖7 集成電路芯片的成本驅(qū)動(dòng)點(diǎn)和成本計(jì)算模型

以一個(gè)自動(dòng)變速箱電子控制模塊中的特定用途集成電路芯片(ASIC)為例,依據(jù)以上的成本模型,計(jì)算出這個(gè)芯片的成本:

前端成本 ? 1.56 歐元

后端成本 ? 0.31 歐元

芯片成本 ? 1.87 歐元

總結(jié)

未來(lái)的汽車工業(yè),在數(shù)字化、自動(dòng)駕駛、新能源車型的需求下,越來(lái)越多的集成電路芯片,比如SOC或者ASIC投入實(shí)際應(yīng)用,無(wú)論是主機(jī)廠還是系統(tǒng)供應(yīng)商,都很想知道它們的成本構(gòu)成,使用觀昱機(jī)電技術(shù)(上海)有限公司的集成電路芯片成本計(jì)算模型,可以準(zhǔn)確地計(jì)算出集成電路芯片的成本。

作者劉曉毅博士(觀昱機(jī)電技術(shù)(CostKey-Solutions.com)創(chuàng)始人),德國(guó)戴姆勒集團(tuán)(奔馳汽車)21年的資深汽車技術(shù)經(jīng)驗(yàn)(動(dòng)力總成電子控制系統(tǒng)系列開發(fā)、整車企劃、成本工程、新工藝開發(fā)、變速箱生產(chǎn)等部門高級(jí)經(jīng)理),主導(dǎo)過(guò)奔馳汽車重卡16擋自動(dòng)化變速箱系列開發(fā)、動(dòng)力總成零部件和空客大型結(jié)構(gòu)件的新工藝開發(fā)、電動(dòng)商務(wù)車整車和成本企劃、商務(wù)車及轎車的多項(xiàng)降低成本重點(diǎn)項(xiàng)目(PKO/OPTIMA,CTX, CORE)。長(zhǎng)城汽車技術(shù)中心擔(dān)任高層技術(shù)管理,為長(zhǎng)城汽車集團(tuán)組建了中國(guó)車企第一個(gè)全建制的成本工程體系、方法和流程,并使它融入了集團(tuán)的整個(gè)產(chǎn)品過(guò)程。


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