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设计和制造,哪个重要?(130207)

已有 4312 次阅读 2013-2-7 08:05 |个人分类:微电子|系统分类:观点评述| 设计, 制造

设计和制造,哪个重要?(130207)
闵应骅

     人们对“设计和制造,哪个重要?”这个问题的回答往往是“都重要”。这种回答永远不会错,但属于“空话”一类。因为这种回答不需要思考、不需要研究,顺口就说出来了。在我国微电子行业,这个问题30年前就提出来了。当时的回答是:中国人聪明,搞设计比较擅长;搞制造,我们工业基础不够。几十年过去,回过头来看,这个回答对不对呢?

    1817年英国古典政治经济学家大卫.李嘉图(David Ricardo)提出一个问题:一块肥沃土地的租金应该是多少?因为在肥沃土地上生产一磅谷物要比在贫瘠土地上花费少,所以,租金就要贵。但是,如果租金贵到比多余花费最大值还要贵,农民就会到贫瘠的土地上去耕种了。这个道理现在还说得通。

    拿微处理器为例,设计微处理器可以赚钱,制造微处理器也可以赚钱。把赚钱换成“为国家做贡献”也可以,说白了也是要赚钱。怎么比较呢?拿INTEL为例,本月的ACM通讯上发表了一张图(如下图所示)。

    我们知道,INTEL设计、生产了286386486、奔腾、奔腾II、奔腾III、奔腾4,以致现在的多核处理器。它们是所谓微结构不同。在整个过程中,设计改进了,制造技术也更新了,主要的技术进步就是晶体管尺寸的缩小。那末,设计与制造,哪个功劳大呢?我们得计算:老设计用新的制造工艺和新设计用老制造工艺会得到什么结果,才能说明问题。新设计的处理器计算速度快,价格就高;可太贵了,可能就不如那贫瘠的土地了。要想得到相同的收益,老处理器需要更多的销量;而新处理器需要更多的劳务开销。 1997年有两种奔腾芯片设计P5PII,用了两种生产工艺,(P50.35),(PII0.35),(PII0.25),其中0.350.35微米生产工艺,0.25也类似。总结各年的数据,可以得到下图。这也算用数据说话吧!

左表是不同新设计所得到的节约的成本;而右表列出了由于新工艺所节约的成本。从表中可以看到,由于新工艺所节约的成本基本可达到新设计所节约成本的3倍。同时说明,奔腾4的设计最没意思,因为过热问题,INTEL不得不基本放弃。奔腾III收益最大,因为赶上1990年代因特网热。再加上当时INTEL用的0.13微米生产工艺也很成功,所以,钱就赚大了。

    现在,国内外都把设计与制造分开。许多公司只做设计,不制造,国内许多公司和大学、科研机构也是如此。譬如高通和博通,制造外包给制造商;而制造商却不做设计。他们的无形资产的评估是一件很复杂的事。微电子制造在国内还是一个弱项,需要进行科学研究的问题很多,亟待加强。



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