奇怪了!为啥芯片越来越贵,但性能提升却越来越小?

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Toutiao
最新回复:2024年8月16日 3点45分 PT
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17 评论
中关村在线

两件有趣的事情。

首先,去年发布的iPhone15 Pro系列虽然首发了3nm制程,但A17 Pro的表现似乎并没有达到大家的心理预期。其CPU单核、多核和GPU性能相比A16的提升幅度分别仅为10%、12%和4%,而且功耗不仅没有降低,反而大幅增加。

另外,芯片的价格近些年在不断攀升,根据渠道消息,骁龙8系列旗舰芯片的价格已从曾经的100美元左右上涨到160美元左右。

那么为什么芯片的性能提升越来越小,价格反而越来越贵呢?

首先,芯片性能提升幅度变小,并非源于芯片厂商的技术因素。在众多人的观念里,常常会把工艺升级和性能升级画上等号,但这种认知实则有误。芯片工艺升级的关键优势在于增加每平方毫米的晶体管密度,进而缩减芯片面积以及“单位面积”的生产成本。例如,假定之前生产一个芯片需要 10 平方厘米,成本为 100 元,而如今随着工艺的进步,同等性能的芯片或许仅需 5 平方厘米,成本也会降至 50 元。

就像从 10nm 工艺进阶到 7nm 工艺,晶体管密度翻倍增长,这让芯片设计厂商能够在成本降低的状况下,合理增添晶体管数量以提高芯片性能,并且新芯片的量产成本相较于前一代并不会有显著的提高。

然而随着芯片工艺的发展进入瓶颈期,晶体管密度的提升幅度逐渐减小。从10nm到7nm,晶体管密度提升了102%;从7nm到5nm锐减为70%;到3nm时代则只有66%的提升,甚至成熟版的台积电N3E工艺相比于N5工艺的密度提升可能只有50%左右。这意味着芯片厂商想要提升性能,只能依靠增加芯片面积来实现,但芯片面积的增加会带来延迟提升、成本提升、功耗变高等一系列副作用。

苹果A系列芯片最先受到影响,是因为其核心面积一直是行业内最大的,在没有内置基带的情况下,比标配基带的安卓旗舰芯片面积还大,更容易触碰到工艺瓶颈的天花板。而安卓芯片由于堆料相对较少,还有一定的空间通过堆料来提升性能,如天玑9300采用全大核设计,骁龙8 Gen 3的GPU规模也很大。但CPU单核性能的提升却较为困难,因为无法通过堆料来实现。

其次,芯片价格越来越贵的原因是,由于工艺升级带来的晶体管密度提升变小,芯片厂商为了提升性能,不得不扩大芯片面积,从而增加了成本。此外,芯片生产过程中的成本也在提高,因为工艺提升需要依赖更昂贵的设备和技术,就比如更高阶的光刻机、光刻材料等。

根据已知信息,台积电的3nm工艺密度提高了56%,但成本增加了40%,每个晶体管的成本实际只降低了11%,这是50多年来主要工艺技术的最弱扩展。未来,骁龙8 Gen 4、天玑9400等芯片可能会采用更激进的规模配置,这必然导致采购成本进一步提高。因此,在没有新技术崛起的情况下,硅基半导体芯片尤其是高阶芯片的价格只会越来越贵,这是大势所趋。

化外小民
1 楼
这种有天花板,而且已经被别人验证过的事情,只要花时间,一定能做出来。 ~ 狗粮们,都向消失的诚聘学习!就算被操死,也要喷翻中共!
T
TVB2786333
2 楼
多付$5,000元,点按手机快了0.1 秒,那真是愚蠢的消费。
独孤苍狼
3 楼
现在手机芯片吹嘘的几纳米,就像当初英特尔PC芯片运行速度又快了多少多少一样,就是一个噱头! 实际上,没有多大卵用!新冠疫情后,全球经济放缓,物价上涨,快那么一星半点的真心没什么卵用。即使是打游戏,快那么一丁点也不见得抵得上网络速度的延迟!何况需要多花那么多钱。
元非
4 楼
  这篇文章其实误导掩盖了一个更大的事实──美国通过对全球高阶芯片产业的全面垄断对全球薅羊毛获取超额利润。   可以说,美国除了用发生美元这个事实上的全球货币的权力直接收取铸币税之外,还在利用在高阶芯片技术方面的垄断向全球收取“芯片税”。   “芯片税”的构成包括设计、生产芯片过程中涉及的所有硬件与软件利益权利。   作为对照,所有中国可以量产的芯片,其市场价都会以相比之前数量级程度的下降,为什么?   因为它相当大程度上挤掉了之前芯片市场价格中包含的“芯片税”。   很多人不愿说,甚至是在刻意回避与误导。  
残留的光与影
5 楼
我从iphone13升级到iphone15,感觉没啥变化。 真的扎心 [1评]
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dingding6
6 楼
正常,没有中国的大市场,外国芯片公司利润腰斩,入不敷出,没有钱搞研发。
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bullapex
7 楼
说来说去 美金不值💰
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liush000
8 楼
到硅mos管半导体极限了,未来的方向还是光激性水晶。
龙起卷
9 楼
割韮菜用的😂😂😂
胡老大
10 楼
还是有变化的 15砍了卡槽 齐刘海变痦子了😅
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potatohead
11 楼
因为西方在限制中国的芯片生产能力。 中国的芯片生产能力一旦获得突破, 所有芯片价格都会迅速下降。
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jxxy2468
12 楼
因为现在所谓的5纳米,3纳米都是扯蛋,根本不是实际栅极宽度,而是制程名。 好比有个产品号称“天下第一”,其实是它的注册商标是“天下第一”(如果注册成功的话)
@
@又是我@
13 楼
其实很简单,因为现在的最高工艺就是7NM,什么3/5纳米都是吹牛逼假的
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liuyuan59fen
14 楼
以前14纳米之前,就代表真正的制程,现在的都是虚标!
媚眼瞟瞟
15 楼
手机现在的功夫都在背景偷信息。 你用手机的一切行为都在人家掌控之中。
财富绽放
16 楼
明天多买点芯片股
六零四
17 楼
半导体厂商相互并购垄断。电车市场对于半导体需求激增,必然导致半导体单价上涨。