芯片设计之难，到底难在哪里？

~Show Time~

“

难点之一——设计具有竞争力的高性能芯片

以个人计算机中的CPU为例，其全球市场几乎被AMD和英特尔瓜分。在消费电子领域，高性能就是绝对的竞争力，这在AMD和英特尔几十年的竞争历史上得到了完美的证明。一方的性能如果能全面超越另一方，那么其市场占有率就会发生明显的变化。

比如，AMD在2003年推出的基于K8微架构的64位速龙处理器，因其强悍的性能成为高端游戏玩家的主流配置。其市场份额也在逐年攀升，甚至在桌面CPU领域的市占率一度超过英特尔，但随后英特尔凭借酷睿CPU重新夺回市场。

AMD和英特尔之间的竞争如“神仙打架”一般，鲜有第三家公司能挤进这个领域。这是因为AMD和英特尔拥有最优秀的架构师，架构设计思想经过多年的市场验证及迭代，始终走在领域的最前沿。

从前端设计的角度看，顶级芯片设计公司在芯片性能（Performance）、功耗（Power）、面积（Area）方面都做到了极致，后来者恐怕难以望其项背！

难点之二——为芯片设计新功能

业内的多数芯片都有着成熟的设计方案，并且新产品都是基于上一代项目的迭代而诞生的，芯片设计过程相对容易。如果为了解决一个新的问题或者适应新的使用场景，从头开始设计一款芯片，那么难度会直线上升。

首先要考虑如何设计架构，实现新的功能；其次要考虑如何用硬件描述语言实现架构师的想法，以及如何在有限的硬件资源条件下尽可能提高性能。这些问题都非常考验工程师的技术实力。

难点之三——芯片验证

事实上，验证工程师承受着非常大的压力，因为面对功能复杂的芯片，保证覆盖率达标是一件非常困难的事情。在流片之后，如果芯片没有成功点亮，验证工程师也会挺身而出，与硅后工程师一起完成芯片的调试工作。在实际的芯片项目中，找到芯片设计中一个相对隐晦的错误并不容易。