芯片研发，设计，制造，代工，生产有何不同？

受限于人类生理层次的限制下，人类需要借助其他外在力量来完成一些复杂的计算和统计展现等多任务运算模式，在这种情况下能够实现多种任务运算的通用型处理器出现了，这就是芯片，也就是能够运算搭载有设计好电路的集成电路芯片。其实芯片的研发涵盖的范围还是比较广的，可以说从一款芯片的初步理论探讨到最终芯片成型过程中，任何涉及到芯片产业的工作都可以算是芯片研发，其中就包括了芯片的不同使用场景的芯片设计、生产、测试等环节都可以算是芯片研发。

但是具体来说的话，当下的芯片研发更应该以芯片架构研发为基准，比如当下不管是苹果手机还是安卓手机使用的手机处理器架构都来自英国的ARM，而架构也就是指ARM公司设计一个可以兼容多种应用程序框架，其他厂商可以在此架构上对任意框架进行增减的芯片平台。比如苹果公司拿到ARM的架构后，基于ARM通用架构搭载了苹果公司自己设计修改的高频率运算核心单元，从而设计出一款运算速度很快的处理器芯片。

简单来说就是苹果公司在拿到ARM的设计架构后，基于ARM架构上已经设定好的计量单位改进出了一台马力很大的发动机，但是整个发动机的架构依然是ARM公司设计的。或者就像是ARM公司设计一个通用的大楼地基框架结构，然后其他公司基于这个通用的基地框架自行设计是建造高楼大厦还是建造小平层或者别墅就是自己的事了。

而芯片设计指的就是其他公司拿到通用的芯片架构授权后，首先是设计架构规格，然后则是进行后面的细节设计。比如华为海思拿到ARM的架构授权后，首先想好是研发一款专注高性能的处理器还是设计一款在功耗、性能、成本等方面都较为综合的处理器规划规格出来。在大方向确定好以后，然后再对大方向框架内的某些组成结构进行优化和兼容修改。比如海思的麒麟处理器内部不光有数据运算的CPU，还有图形运算的GPU和用于数据通信的基带和无线网卡等，那么就要看看比如无线网卡和基带的频率是否符合国际通信标准要求；

再一个要提前确定好制造标准的规格高低，比如制程工艺的先进与否等。等这些大方向内的主要分类基本确定好以后，然后根据CPU运算、GPU图形运算、基带通信、ISP图形数据处理等不同使用场景进行框架分类，简单来说这个过程就像是建造出楼房的毛坯房出来，在这个过程中则已经对卧室的数量位置、厨房等房间的位置大小等提前制定好了规格。

接下来则是芯片的具体细节设计了，也就相当于新房装修。在这个环节中主要就是根据各个不同框架之间的数据交互方式设计出相互之间联系交互的电路程式出来，并对这些电路代码进行测算以验证其是否达到设计需求的功能实现，并在这个过程中完成芯片和外部运算程序代码之间的兼容测试和修改工作。

等测试无误后则根据功能需求规划出所有功能实现的电路平面图出来，并将所有单一平面图组成一个整体平面图出来。其实这个过程就相当于把CPU、基带、GPU图形处理各自的工作流程一步一步画出来，并把这些流程组合、堆叠到一起从而形成一个具有多个不同类型的多层结构的集成电路。在高倍数电子显微镜下看到芯片内部密密麻麻层层堆叠的芯片电路走向就是不同模块之间独立和组合后的电路流程走向路线。

等芯片设计完成后就进入芯片制造阶段了，在进行芯片制造之前，还需要完成芯片载体晶圆的制造工作，简单来说晶圆其实给沙子中加入高碳以氧化还原的形式将其转化为99.99%纯度以上的高精硅锭，然后将一整块硅锭用钻石激光刀片切割成一片一片非常薄的圆片并经过抛光后形成了制造芯片的承载体---晶圆。

晶圆制造出来以后还不能直接进行芯片制造工作，芯片制造原始厂比如三星或者英特尔这种有自己芯片制造厂的企业或者台积电这种第三方外包形式的芯片代工厂，在接到芯片设计厂商的芯片加工制造订单后，会对芯片设计公司设计出来的集成电路进行包括常规和非常规等逻辑检查，然后把芯片设计的图纸单位转化成机器能识别加工需要的单位，再交由芯片设计公司二次检查无误后，才会正式进入芯片制造环节。

芯片制造简单来说就是把一整张晶圆通过光刻机的照射在晶圆内部蚀刻出预先设计好的电路图案出来，最后用化学物质将蚀刻图案外层不用的杂质溶解掉，然后再在每个芯片电路之间填充用于数据交换的铜来完成不同模块芯片之间的数据交互，最后形成一个类似积木架构的多层结构的芯片架构出来。

最后就是封装测试环节了，这个环节简单来说就是把早已蚀刻好的一整块晶圆片切割成一块一块小小的芯片出来，并对这些芯片再次进行最终测试和涂胶包装从而形成我们肉眼见到的芯片模样。

总结来说芯片研发里面包括了芯片架构设计，同时芯片设计里面也是包括了芯片架构优化和不同架构芯片之间集成的研发工作；而芯片制造主要指的是芯片从晶圆体被光刻机蚀刻成一个个可以运行软件代码的芯片晶体块；代工则指的是某些专为为其他芯片设计研发企业完成从芯片设计图纸到成品制造任务的“第三方外包企业”，比如台积电就是专为从事芯片代工生产的企业；而芯片的生产则包含了芯片加工、封装、测试等环节。