一个芯片是如何设计的

最近一个妖股火了他的名字叫做左江科技$*ST左江(SZ300799)$ 其实对于妖股我一直不会去关心，因为他的上涨就是赌博，赌会有人用更高的价格从你手里买，但是左江这次吸引我是因为他连续7天20%幅度的跌停，瞬间就没了80%再一看还是芯片行业的，因为一个算力DPU火的，那刚好也是我的本职工作，我来普及下一个芯片或者一个SOC芯片是如何设计出来的，整个过程需要什么资源配置（人员），需要哪些基本成本，这样大家以后就有个大概的判断。

1.一个芯片如何设计以及成本

空说比较抽象，那么我随便就找了一个纳芯微的压力传感调理电路2860来做个简单说明，从官网可以看到公该芯片的使用手册，分为英文和中文，所以说到这里，大家可以注意，如果一个公司费劲九牛二虎之力研发出一个有竞争力的产品，那么他的说明书，也就是datasheet是必须的，这个方便潜在用户去了解产品，更有利于自己打开市场，从这点看，左江科技的DPU貌似什么都没有?

纳芯微2860的架构如下图

从这个架构图可以看出整个芯片分为大概7个部分，从上到下依次是1）电源部分，包括外部参考和带隙基准bandgap和电源管理regulator，这些都是给2860提供全温度范围内稳定的电源。2）压力采集和转换部分，包括前级放大和24位ADC，目的应该是把外界压力信号转换成24位的数字信号用于后面算法处理。3）温度采集转换，包括内部温度传感器temperature sensor，二选一开关和一个24位ADC，目的是把外部温度信号转换成数字信号用于后面算法，内部集成的温度传感器用于校准估计。4）数字算法部分，包括mcu+64bytes的EEPROM+逻辑控制+校验寄存器+系数寄存器，这部分会根据你采集的温度和压力值，结合之前的测试结果存入的校验系数对结果进行修正，得到更精准的压力和温度。5）I2C+SPI接口部分，用于外界通信和指令传输。6）模拟输出，包括16位ADC和后面的驱动输出，目的是把之前的数字电压和温度再次转换成模拟输出，这部分一般是可选项，因为传感器的未来趋势也是数字化，输出数字的结果其实更有利于用户的使用。7）内部晶振OSC，提供数字电路工作时钟。

好了，说到这里可以看到，以上7部分除了模拟输出可选，其他6部分是一个压力和温度传感器调理电路必备，简单看每个部分都是有各自的IP，IP你可以理解为搭建大规模芯片，比如SOC的积木，比如电源部分，包含了带隙基准bandgap，电源管理regulator这两个主要IP。那么IP有两个方法获得，1）花钱买别人设计和验证好的，优点是研发周期短，风险小;缺点就是贵。2）自己设计，缺点就是研发周期长，流片有失效风险。优点就是便宜。

那么我们看下，2860一共有多少个IP?光大的IP就7个，分别是bandgap，osc，regulator，16bit adc，24bit dac，mcu，eeprom(代工厂有IP)，还不算一些简单的驱动等电路，这就需要至少7个工程师进行设计。这里面MCU估计一个人肯定不定。。所以给10个人很少了，前提你还有个几年电路的积累，在外加资深的能独当一面的工程师，五年以上经验，不然一个高精度ADC都需要十个。外加数字逻辑设计2个人。另外这里存的校验系数等都是前期大量测试的结果，所以测试系统开发，包括硬件和软件共2人，IP设计的同时还需要整体架构1人。光设计就需要至少15个五年以上资深设计，其实就算你买IP，用的时候还是需要对应工程师进行使用，只不过开发周期短，成功率高。还有静电ESD设计1名。

那么设计完成了是不是就可以流片了?非也。数字电路其实都是代码，你要达到可以流片的数据，还需要后端工程师进行综合，然后还需要验证工程师对该数字功能进行验证，这里就需要后端和验证工程师共2名。模拟完成设计验证，就需要版图工程师进行绘制。一般设计和版图工程师是1：2，那么就需要版图26个人。

后面就可以送到代工厂去流片了，目前高级线程就是台积电TSMC和中芯国际SMIC，周期三个月或者更多。

回来后才是大头，芯片封装后就需要软硬件测试工程师进行各种功能测试，后面还有可靠性测试包含静电ESD，上千小时的老炼等等，按照行业标准进行。这里软，硬件测试工程师必不可少，就算2名。

最后，这么大项目肯定要配置一个项目经理吧，又要懂架构，又要懂模块IP，数字逻辑，测试等，这个应该属于大牛才可以。外加项目管理1人。

这么看，这个2860至少需要60人的团队，当然26人版图可以外包。那么最少也需要小30人的资深团队。按照1个大牛+29个资深配置，以成都为例，：目前芯片技术大牛工资在100K，资深5年以上30到60K算（平均45K），人力成本就需要2300W，还不含奖金什么。流片费就看工艺了，假设这个2860采用smic180nm工艺，成本大概一次100W，还不算测试封装等各种成本。如果你要是购买IP那就更贵了，一个IP价格几十到几百W都有，取决于线程和参数。

总结：芯片设计主要是模拟IP设计，数字IP设计，架构设计，版图绘制，数字后端设计，验证，封装，测试到应用，最大成本还是人力成本和IP（如果有），以及时间成本，所以就算是一个fabless也是资金和知识密集型企业。

2.什么是DPU

DPU其实你就可以理解成ASIC专用电路，目的是解放CPU和GPU，并且可以附加一些AI等算法在里面，见下图。

那么就要求DPU有速度快，面积小和功耗低的特点，多出来一大块，又很费电，速度也慢，要DPU就没意义。面积小和低功耗可以通过高级线程的工艺解决，比如28nm及以上，当然成本也很高，我目前最多也就用过55nm，流片一次700W左右。

从DPU的作用就可以看出，他是强相关于CPU和GPU的，为他们服务的，这也就解释了为什么intel和nvidia都在做DPU，个人理解，这部分很难给外面人去做，自己的CPU和GPU是他们的壁垒。

3.左江科技DPU怎么来?

首先，有一点就很值得怀疑，搜索了一圈NE6000 DPU，信息很少，比如datasheet或者user manual没有，架构不知道，有哪些资源不知道，只知道个200G，但是很多参数也不知道，比如nvidia的就可以看到官网有介绍文件使用手册等。

目前只知道左江的DPU NE6000是28nm对标nvidia上一代DPU，那么很多人会说别个是有实物产品的，那么个人猜测如下，仅供参考：

1）如果真有产品且第三方测试过，就有可能是直接买的nvidia上一代DPU产品，磨掉标致，进行再次封装成为自己产品，所以不敢公布，怕有知识产权问题。

2）如果成本更高的话，就是搞到了nvidia上一代DPU的版图数据直接流片，也不敢公布，会有知识产权问题。这种事情在芯片界也发生过很多次比如某大公司人离职，copy走了公司的设计，自己到处卖给其他人。

3）也许压根就没有这个芯片，就和当年贾跃亭一样ppt一样走天下毕竟芯片一个管壳，你也看不到里面。也没有第三方用过，测过。

当然，很多人会说有什么韶关政府背书，你可以看看，现在很多政府跟着国家政策走，想给自己的政绩上添加一笔，只要是芯片类投资就欢迎，前两个月江苏芯时代引入的投资百亿的时代芯存代工厂都夸了，跟别说一些小的地方政府了，毕竟只为了提高自己的政绩，多搞一些高科技企业对自己没坏处。

同样的，这两天才有一个四川射洪政府引入的芯片厂家倒闭进行设备拍卖，这个一看还是有设备这些的。

总之投资就是为自己的认知买单，这个包括亏损也包括卖飞，简单说，我目前对左江科技的认知就是认为这个DPU是个故事，而且即使他是有产品的，但是也很难打入cpu和gpu厂商的壁垒，所以即使他从现在的40涨到超过茅台的2500，我也不会去买他，因为自己没有认知到，也不应该赚这一笔钱，就这么简单，欢迎大家交流$纳芯微(SH688052)$ $*ST左江(SZ300799)$