По мере развития полупроводниковых технологий рост сложности проектирования микросхем ведет к увеличению затрат на разработку. Удовлетворение требований к оптимизации соотношения высокой производительности, низкого энергопотребления и высокой интеграции узлов в микросхемах для смартфонов, серверов ЦОД и ИИ – сложная задача, что делает полупроводниковую IP-инфраструктуру критически важной.

Использование предварительно разработанных IP-блоков, таких как ядра CPU, GPU и ускорителей ИИ, сокращает время разработки и повышает производительность. Вместе с тем, переход к передовым технологическим узлам экспоненциально увеличивает затраты на разработку и верификацию IP-блоков. Это особенно заметно в сегментах рынка, в которых передовая IP-инфраструктура имеет решающее значение, например, в телекоме, оборонном секторе и в аэрокосмической отрасли.

Картинка показывает, насколько значительно растут расходы по мере того, как современные техпроцессы позволяют все более плотно размещать элементы микросхемы. Разработка микросхемы под техпроцесс 2нм может стоить в 14 раз дороже, чем под процесс 28 нм.

Примерная структура расходов на разработку микросхемы:

• на САПР и другие инструменты проектирования – порядка 10%,
• сэмплирование и покупка маски – порядка 15-20%
• фронт-энд и бэк-энд дизайн – 20-30%
• IP-лицензии и выплаты роялти – 25-35%
• прочие расходы – 10-20%

по материалам отчета PwC Semiconductor and Beyond 2026

Как можно было бы ответить на вопрос из заголовка - можно ли остановить или хотя бы притормозить рост стоимости разработки передовых чипов?

Какого-то простого ответа, очевидно, быть не может. Но можно стараться двигаться по ряду направлений, сулящих экономию, снижение стоимости или хотя бы ускорение разработок.

В части использования IP-блоков

• Создание и использование собственных, уже проверенных блоков для новых проектов (IP-reuse) радикально снижает затраты на разработку и верификацию.
  
  
• Использование открытых стандартов, таких как архитектура RISC-V для процессорных ядер, позволяет избежать высоких лицензионных отчислений и дает полный контроль над дизайном.
  
  
• Комбинирование критически важных уникальных IP (разработанных внутри) со стандартными лицензионными ядрами для периферии.

Автоматизация и современные САПР

• Алгоритмы ML уже используют для оптимизации работы систем автоматизированного проектирования, что позволяет быстрее находить эффективные решения и сокращать циклы итераций.
  
  
• Переход к высокоуровневому синтезу (HLS). Идея подхода в том, что он позволяет описывать логику микросхемы на языках высокого уровня (C++, SystemC), а не на Register Transfer Level (RTL), что ускоряет разработку и позволяет быстрее создавать архитектурные решения.
  
  
• Использование облачных САПР, чтобы не создавать свою дорогую инфраструктуру. (Но здесь, конечно, есть геополитические риски).

Партнерства

• Поскольку попытки делать все самостоятельно (IDM) становятся неподъемными для большинства. А раз так, нужно двигаться в сторону партнерств.
  
  
• Глубокое партнерство с фабриками (foundries) позволяет, например, провести совместную оптимизацию дизайна под конкретный техпроцесс, улучшить параметры и избежать дорогостоящих ошибок.
  
  
• Аутсорсинг части этапов проектирования специализированным небольшим компаниям (дизайн-студиям), у которых уже есть экспертиза и лицензии на инструменты.

Архитектурные инновации - чиплеты, например, а также подбор оптимальных техпроцессов

• Вместо создания одного гигантского кристалла при чиплетном подходе сложная система разбивается на несколько меньших систем - чиплетов (например, отдельно процессор, отдельно блок памяти, отдельно ускоритель ИИ). Их изготавливают по оптимальному для каждой задачи техпроцессу и объединяют в одном корпусе. Это резко повышает выход годных пластин, а также снижает стоимость по сравнению с монолитным чипом на передовом узле.
  
  
• Выбор наиболее подходящего техпроцесса. Переход на новый узел (например, с 5нм на 3нм) не всегда оправдан. Не так уж редко лучший баланс цены и производительности достигается на "зрелых" узлах (28нм, 16нм), например (особенно) для аналоговых блоков, драйверов и микроконтроллеров.

--

За новостями наземного и спутникового телекома удобно следить в телеграм-канале abloud62. Региональные новости телекома, новости искусственного интеллекта и ЦОД вы найдете в канале abloudRealTime, новости микроэлектроники можно найти в моем канале RUSmicro, также подключайтесь к каналу Бойко про телеком ВКонтакте

теги: микроэлектроника аналитика стоимость разработки тренды PWC Semiconductor and Beyond 2026

--