中国第一颗自研3nm，为什么是小米“造”出来的？

周一的时候，雷厂长不是发了条微博说小米自研3nm SoC 玄戒O1再过两天就要上了。

黑马也是火速跟了一条短稿。

结果没想到评论区就炸了锅了：

吃瓜群众主打一个摸不着头脑：

咱太奶都知道国产3nm芯片被美国制裁的事儿，现在华子发个新机的处理器都还得藏着掖着。

咋小米你偷摸的就整上自研3nm了呢？这不对劲啊，也不知道先造个7nm让兄弟们有个心理准备。

黑马再一瞅评论区，不少朋友也确实好奇，为什么海思搞了20多年没搞出来的3nm SoC，粮厂满打满算才搞8年就直接上机了？这怕不是有啥猫腻……

今天黑马就跟大伙捋一下，实际上华为和小米都在说的“造芯”根本不是一件事情。

不知道大家注意到没有，央视在报道这事儿的时候，也是明确提到了玄戒O1是大陆地区3nm芯片设计的一次突破。

这个芯片设计是啥意思呢？

在半导体产业里，科技企业通常会将芯片的功能、性能、架构先设计出一个电路布局，生成GDS文件后交给晶圆加工厂生产。

也就是说，其实设计和生产是产业链上两个独立的流程：

设计部分的难点在于，需要确认芯片CPU、GPU、功耗、算力等关键指标是否达到预期，要数亿次进行仿真验证，去覆盖所有可能的场合。

系统级芯片的设计流程示意图

你如果想做出高性能的处理器，那肯定是需要在传统架构上进行优化能效比。

而这里还有一个关键点，就是芯片设计工具EDA，目前能够支持制程模拟3nm工艺的只有美国，而国产的EDA龙头目前只支持5nm工艺。

如果芯片设计这一步上就出现漏洞，那么一旦晶圆厂流片失败，一次的成本就是上千万美元，而制程越精密的流片就越贵，例如玄戒O1据说单次流片成本就超过1亿美元。

制造方面，大家应该就比较熟悉了，目前全球最好的晶圆代工厂台积电有着3nm的制程技术，但国产目前最高只能做到7nm。

OK，背景科普先到这里，接下来我们进入正题。

显然，此次小米“造芯”指的就是自主研发设计，也就是芯片设计，而目前国产半导体行业最头疼的制造则是由台积电代工完成，所以小米暂时不需要为晶圆代工操心。

而值得注意的是，设计其实也并非完全小米自研。

比如玄戒O1的CPU架构是基于ARM公版Cortex-X系列（如X3/X925）和A系列（如A725）核心，但小米优化了多核负载分配、电源管理、缓存设计等模块。

GPU架构则是外购IP（有称是Imagination的DXT或Immortalis-G925 GPU），基带是外挂的5G基带；

外挂基带意味着玄戒O1在通讯领域依旧需要依赖联发科或者高通的基带技术，他俩的核心专利都在美国手里。

只有部分模块，比如NPU、能源管理、UWB等模块则是小米自研。

整体属于是“混合架构”，好处是降低了研发风险和成本，同时也将小米生态和芯片设计整合，完成了SoC级别的生态整合。

关键是没有触动美国核心利益，才使得这颗国产3nm最终得以和咱们见面。

因此相比起华为那种处处受限的地狱自研模式，小米玄戒O1就显得多少就有点“不讲武德”的意思了。

毕竟华子那头CPU、GPU、NPU、基带、EDA设计、晶圆制造一整套都得靠全国产自己搞，受限于制程工艺，至今需要通过超线程技术提升能效比。

但如果到这，你就觉得小米自研纯属投机取巧，简直就是“技术外包”，那就大错特错了。

前面黑马也提到过，在半导体产业里，芯片设计和制造是分工明确的上下游关系，像高通、联发科、海思、苹果做的都是芯片设计。

但这些前辈们，也不是一口吃成胖子的。

比如联发科，虽然近些年CPU引入了自研核心，但早年也是使用的ARM公版核心；比如高通，早年的处理器比如骁龙865采用的也是外挂基带；苹果则长期依赖高通基带，芯片虽然自研微架构，但底层还是ARM指令集。

因此，作为小米真正意义上的第一代自研旗舰SoC，玄戒O1只有基带采用的外挂，CPU、GPU都是小米自己拿ARM公版做的，ISP成像，AI用的NPU芯片也是小米自己做的。

目前，玄戒O1的规格也已经清晰，CPU采用10核架构，分别是2×3.9GHz超大核+4×3.4GHz大核+2×1.89GHz中核+2×1.8GHz小核。

根据统计到其Geekbench跑分是单核3119分，多核9673分；OpenCL最高22141分。

还能在SoC性能和功耗调教上做到和天玑9400打得有来有回，确实是很厉害的了。

但有吃瓜群众又说了，小米这波旱地拔葱搞得好像设计处理器很简单的样子，事实上真的有这么厉害吗？

造芯成本的事情雷总说了，目前重启四年多，投入了135亿人民币，研发团队在2500人。

PS：黑马估计玄戒没少吸纳哲库、海思、紫光展锐的流失人才。（特别是23年哲库解散之后）

但东西是不是真牛，我觉得还是得看合作伙伴的反应。

比如和小米“婚内”感情稳定的高通，在昨天发来贺电，庆祝双方合作长达15年，并且达成了全新的多年协议。

啥意思呢，就是虽然小米这边推出了自研SoC，但并不影响和兄弟的情谊，未来我们还要携手共进，推出各种终端产品。

这就好比，原来和自己天下第一好的老铁，扭头说自己能搞自主研发了，按理说高通应该有危机意识，比如背后施压啥的……

但人没有，反而光速确定了长期合作协议，仿佛彼此根本没有隔阂。

一方面是小米这边出货量太高，产能铁跟不上，另外高通的产品线很丰富，如WiFi、蓝牙、物联网、汽车等等领域，所以还是要稳住高通；另一方面高通也不能失去中国庞大的智能手机市场；

两边一合计，还是得继续保持良好的关系。

与此同时，小米也在之中无形化解了地缘政治风险——通过绑定高通避免向美国告状，哪怕真的遇到了技术封锁，还有高通骁龙兜底。

不仅消除外界担心小米和高通闹掰，出货会不稳定的担心，甚至还能通过玄戒摆脱对单一供应链的依赖……

属实是一举多得。

只能说小米这一手确实充满智慧。

出于对第一代国产3nm的宽容，黑马大概会对15S Pro稍微放低预期，只要能达到旗舰体验，就足够让人惊喜了。

至于更硬核的底层架构自研，就像雷厂长说的，再给小米更多时间和耐心吧。

撰文：柯然

编辑：小马哥