一家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的軟成本主要包括專利授權(quán)費(fèi)用、開發(fā)工具費(fèi)用和人力成本。購(gòu)買硬核IP授權(quán)生產(chǎn)芯片的廠商基本只支出授權(quán)費(fèi)用，自主開發(fā)的部分極少，所以這里主要討論購(gòu)買軟核IP授權(quán)和指令集授權(quán)的芯片研發(fā)企業(yè)的情況。

圖 芯片設(shè)計(jì)

一家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的軟成本主要包括專利授權(quán)費(fèi)用、開發(fā)工具費(fèi)用和人力成本。購(gòu)買硬核IP授權(quán)生產(chǎn)芯片的廠商基本只支出授權(quán)費(fèi)用，自主開發(fā)的部分極少，所以這里主要討論購(gòu)買軟核IP授權(quán)和指令集授權(quán)的芯片研發(fā)企業(yè)的情況。

授權(quán)費(fèi)用

大部分芯片企業(yè)在研發(fā)產(chǎn)品時(shí)首先要考慮的就是各種形式的專利授權(quán)。以蘋果公司的A9芯片為例，這款芯片采用了蘋果自主研發(fā)，兼容ARMv8指令集的CPU核心;GPU部分則是從Imagination購(gòu)買的Power VR 7系列核心。那么蘋果公司就要向ARM公司購(gòu)買ARMv8的指令集兼容授權(quán)，并向Imagination購(gòu)買GPU核心的代碼授權(quán)。

專利授權(quán)的費(fèi)用并不是“明碼標(biāo)價(jià)、童叟無(wú)欺”的。不同的企業(yè)在購(gòu)買授權(quán)時(shí)，最終支出的費(fèi)用可能有很大差異。一種情況是合作雙方通過專利互換來(lái)實(shí)現(xiàn)授權(quán)，例如Intel和AMD就有長(zhǎng)期的擴(kuò)展指令集互相授權(quán)協(xié)議(Intel向AMD授權(quán)SSE、AVX等指令集，AMD則提供x86-64指令集的使用許可)，這種協(xié)議通常不涉及資金支出。也就是說，如果自己有對(duì)方看重的專利技術(shù)，那么就可以一分錢不花用自己的技術(shù)去換回對(duì)方的專利授權(quán)。

如果企業(yè)沒有條件進(jìn)行專利互換，那么自然需要支付費(fèi)用來(lái)獲得想要的專利授權(quán)了。不同的IP核心代碼授權(quán)、指令集授權(quán)的報(bào)價(jià)在數(shù)十萬(wàn)至上千萬(wàn)美元之間，有些情況下會(huì)更高，但具體的成交價(jià)格也有相當(dāng)?shù)母?dòng)空間。比如ARM在推廣ARMv8指令集授權(quán)的過程中，就以很低的價(jià)格向一些小企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)“優(yōu)惠”出售了一些授權(quán)包。一般來(lái)說，指令集和核心代碼授權(quán)的費(fèi)用是與芯片的最終產(chǎn)量無(wú)關(guān)的，所以對(duì)于芯片廠商來(lái)說這是一項(xiàng)固定的成本。

一枚芯片，尤其是集成諸多功能的SoC(片上集成系統(tǒng))，其包含的IP核心種類是會(huì)有很多的。除了人們熟知的CPU、GPU外，內(nèi)存控制器、協(xié)處理器、視頻編碼解碼單元、PCIe控制器、閃存控制器、基帶模塊等部分都可以是獨(dú)立的IP。幾乎沒有什么芯片廠商能夠獨(dú)自研發(fā)所有這些模塊，所以一顆芯片上存在向其他企業(yè)購(gòu)買的IP核心是司空見慣的事情。當(dāng)然，自主研發(fā)的部分越少，需要向第三方支付的授權(quán)成本也就越高。

有時(shí)企業(yè)在研發(fā)芯片過程中還會(huì)無(wú)意中用到其他公司、科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法，這時(shí)免不了要被索取專利授權(quán)費(fèi)用。Intel、AMD、Nvidia等巨頭的產(chǎn)品都曾被小公司、學(xué)校起訴侵權(quán)，而這樣的官司最終和解費(fèi)用一般是和侵權(quán)產(chǎn)品的實(shí)際產(chǎn)量掛鉤的，因此動(dòng)輒數(shù)千萬(wàn)美元之多。芯片做的越復(fù)雜，類似的情況越容易發(fā)生，因此對(duì)于大企業(yè)而言這塊費(fèi)用也是必須要考慮的。

開發(fā)工具費(fèi)用
設(shè)計(jì)一款芯片，本質(zhì)上就是編寫出芯片的邏輯代碼并將代碼轉(zhuǎn)化為硅片上的電路圖的過程。做這些工作自然也需要相應(yīng)的軟件工具來(lái)提高效率。芯片的開發(fā)工具統(tǒng)稱EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)工具，是輔助工程師進(jìn)行代碼編寫、電路設(shè)計(jì)、仿真測(cè)試等一系列工作的軟件平臺(tái)。

就像圖有Adobe的Photoshop、辦公有微軟的Office，業(yè)內(nèi)也有很多企業(yè)專門開發(fā)EDA工具包。絕大部分芯片公司都需要購(gòu)買EDA，這一部分的支出也是芯片軟成本的大頭。

以EDA工具的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)品牌Synopsys為例，其銷售的EDA工具軟件一般是按照功能的多少來(lái)定價(jià)的。每個(gè)功能模塊的報(bào)價(jià)都在數(shù)萬(wàn)至十幾萬(wàn)美元/年。一款復(fù)雜芯片的設(shè)計(jì)過程中需要的EDA功能模塊動(dòng)輒幾十上百項(xiàng)，因此僅僅是購(gòu)買這套工具每年的花費(fèi)就會(huì)有幾百萬(wàn)乃至千萬(wàn)美元以上。

除了購(gòu)買功能模塊，芯片企業(yè)有時(shí)還需要EDA工具提供商的技術(shù)支援來(lái)幫助自己快速了解工具的功能、用法，并排除bug。當(dāng)然，技術(shù)支援也是需要另外掏錢的，視復(fù)雜度不同，每年的費(fèi)用也可以達(dá)到幾十萬(wàn)美元。
還有些EDA工具或支持服務(wù)是按部署工具的計(jì)算機(jī)數(shù)量，甚至按照計(jì)算機(jī)的CPU核心數(shù)量收費(fèi)——于是使用工具的電腦越多，機(jī)器里面的CPU核心越多，成本也就越高。芯片企業(yè)對(duì)這樣的價(jià)格策略自然是很不滿意，不過通常情況下也只能默默接受。畢竟優(yōu)秀的EDA工具選擇稀少，而這種工具對(duì)芯片設(shè)計(jì)來(lái)說幾乎是不可或缺的。

但并非所有的開發(fā)者購(gòu)買EDA工具的成本都是一致的。除了功能模塊數(shù)量、部署計(jì)算機(jī)數(shù)量等因素的影響外，EDA工具的銷售方是有著非常靈活的價(jià)格策略的。典型的，教育機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)購(gòu)買EDA時(shí)往往會(huì)有驚人的折扣，實(shí)際成交價(jià)可以低至報(bào)價(jià)的十分之一;大企業(yè)大批量購(gòu)買工具也容易得到較好的優(yōu)惠政策。即使是一般的訂單，最終成交價(jià)做到報(bào)價(jià)的五折或更低也幾乎是行業(yè)慣例。不過由于原始報(bào)價(jià)本身就居高不下，即使算上折扣，EDA工具的購(gòu)買維護(hù)費(fèi)用對(duì)于芯片設(shè)計(jì)者依舊是龐大的支出。

除軟件系統(tǒng)外，設(shè)計(jì)芯片自然也需要購(gòu)買大量的硬件設(shè)施。開發(fā)過程中的有些步驟(例如仿真測(cè)試)需要很大的計(jì)算資源支持，這些任務(wù)通常會(huì)跑在高性能服務(wù)器集群上。高可靠性的存儲(chǔ)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)作平臺(tái)也是必要的硬件投入。為了節(jié)省成本，企業(yè)可以將部分功能轉(zhuǎn)至第三方云平臺(tái)，即便如此每年百萬(wàn)美元的成本也是稀松平常。

人力成本
光有專利授權(quán)、軟硬件工具自然是沒辦法憑空“變”出來(lái)芯片的。作為知識(shí)密集類行業(yè)，開發(fā)芯片最重要的投入無(wú)疑是人力資源了。

研發(fā)芯片需要很高的知識(shí)、技能水準(zhǔn)，因而芯片開發(fā)工程師的薪資水平在IT產(chǎn)業(yè)中也位居前列。在硅谷，初級(jí)的芯片工程師年薪起步約10萬(wàn)美元。一家小型的芯片研發(fā)企業(yè)也會(huì)有一百位左右的工程師，而Intel這樣的巨頭一個(gè)項(xiàng)目就可能投入數(shù)百位研發(fā)專家。發(fā)展中國(guó)家的人力成本比發(fā)達(dá)國(guó)家低很多，但工程師年薪也可達(dá)3-5萬(wàn)美元。

一家芯片企業(yè)往往需要幾位能力很強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富的“大?！奔?jí)工程師來(lái)主導(dǎo)項(xiàng)目，這些人員的薪資成本自然更為高昂;很多時(shí)候，小企業(yè)或新興芯片企業(yè)為了招募大牛都需要有誘惑力的股權(quán)激勵(lì)計(jì)劃。除了薪資開支，企業(yè)為員工提供的福利也需要計(jì)算在人力成本之內(nèi)，且這一行業(yè)的福利水平在IT產(chǎn)業(yè)內(nèi)都居于前列。綜合起來(lái)，人力投入在多數(shù)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)中都是最大的固定成本項(xiàng)目。為了降低成本，即使是Intel這樣的巨頭也會(huì)將很多研發(fā)工作從高薪的硅谷轉(zhuǎn)移至印度、中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家;雇傭缺少經(jīng)驗(yàn)的新畢業(yè)學(xué)生、實(shí)習(xí)生來(lái)做一些簡(jiǎn)單工作的做法在小型開發(fā)企業(yè)中也比較常見。

其他成本
芯片設(shè)計(jì)企業(yè)自然也需要像其他行業(yè)一樣負(fù)擔(dān)房租、水電、基本管理費(fèi)用這些開支。但這些成本相比授權(quán)、開發(fā)工具和人力成本來(lái)說在軟成本中的占比很小。這主要是因?yàn)樾酒O(shè)計(jì)屬于高度知識(shí)密集行業(yè)，人員配置、設(shè)備占用空間等相比傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)和服務(wù)類企業(yè)而言要少很多。當(dāng)然，發(fā)達(dá)地區(qū)的房租成本可以達(dá)到普通城市的數(shù)倍乃至十倍以上，所以設(shè)立在高房租地段的開發(fā)機(jī)構(gòu)也會(huì)重視房租的成本控制。為了節(jié)省租金，有實(shí)力的企業(yè)往往會(huì)投資購(gòu)入房產(chǎn)乃至地塊;相對(duì)的，企業(yè)在困難時(shí)期也可以通過出售物業(yè)來(lái)渡過危機(jī)，最近AMD計(jì)劃以近億美元價(jià)格出售總部大樓就是一項(xiàng)典型的案例。

一般來(lái)說小型芯片公司是不需要在廣告宣傳方面投入很多資源的，因?yàn)樗鼈兺鎸?duì)少數(shù)企業(yè)客戶，無(wú)需同終端消費(fèi)者打交道。但I(xiàn)ntel、高通、AMD這些大型企業(yè)就需要投入巨額資金進(jìn)行商業(yè)宣傳以提升消費(fèi)者中的知名度了。Intel每年的廣告開支可達(dá)數(shù)億美元之多，甚至高過大多數(shù)小企業(yè)的全年銷售額。

總結(jié)
授權(quán)費(fèi)用、開發(fā)工具支出和人力成本三項(xiàng)構(gòu)成了芯片“軟成本”的主要內(nèi)容。

對(duì)于芯片企業(yè)來(lái)說，大部分的軟成本都屬于固定成本的范疇;企業(yè)無(wú)論是否有經(jīng)營(yíng)收入都需要龐大的固定支出來(lái)維持自身運(yùn)營(yíng)。因此要準(zhǔn)確衡量一塊芯片中究竟分?jǐn)偭硕嗌佘浶猿杀臼呛芾щy的事情。例如，一名工程師、一套開發(fā)平臺(tái)可能會(huì)同時(shí)涉及多種芯片的研發(fā)，因而相關(guān)成本就不能只分?jǐn)傇谝环N芯片上。對(duì)于持續(xù)經(jīng)營(yíng)多年、收入相對(duì)穩(wěn)定的企業(yè)來(lái)說，計(jì)算其每塊芯片包含的軟成本可以粗略使用企業(yè)固定開支與芯片總產(chǎn)量比值的方法，但這種方式只能得出一個(gè)大致的結(jié)果，不可能有精確的數(shù)值。

此外，芯片銷售的定價(jià)策略也和芯片的邊際成本、企業(yè)固定成本關(guān)系不大，而主要取決于市場(chǎng)供需狀況。例如，物料成本只有大約100美元的服務(wù)器芯片的實(shí)際售價(jià)可以在數(shù)百美元至數(shù)千美元之間波動(dòng);有些芯片為了推廣，甚至可以在低于物料成本的價(jià)格水平上大批量銷售。如果芯片的性能、功耗等綜合指標(biāo)不夠有競(jìng)爭(zhēng)力，即使有很高的軟硬成本也難以制定較高的價(jià)格，反之亦然。我們看到有芯片企業(yè)長(zhǎng)期處于虧損狀態(tài)，正是因?yàn)樗鼈兊漠a(chǎn)品難以制定高價(jià)，以至于都無(wú)法覆蓋自身的運(yùn)營(yíng)開支。