设计和制造，哪个重要？

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设计和制造，哪个重要？

设计和制造，哪个重要？(130207)

闵应骅

     人们对“设计和制造，哪个重要？”这个问题的回答往往是“都重要”。这种回答永远不会错，但属于“空话”一类。因为这种回答不需要思考、不需要研究，顺口就说出来了。在我国微电子行业，这个问题30年前就提出来了。当时的回答是：中国人聪明，搞设计比较擅长；搞制造，我们工业基础不够。几十年过去，回过头来看，这个回答对不对呢？
    1817年英国古典政治经济学家大卫.李嘉图（David Ricardo）提出一个问题：一块肥沃土地的租金应该是多少？因为在肥沃土地上生产一磅谷物要比在贫瘠土地上花费少，所以，租金就要贵。但是，如果租金贵到比多余花费最大值还要贵，农民就会到贫瘠的土地上去耕种了。这个道理现在还说得通。
    拿微处理器为例，设计微处理器可以赚钱，制造微处理器也可以赚钱。把赚钱换成“为国家做贡献”也可以，说白了也是要赚钱。怎么比较呢？拿INTEL为例，本月的ACM通讯上发表了一张图（如下图所示）。
    我们知道，INTEL设计、生产了286、386、486、奔腾、奔腾II、奔腾III、奔腾4，以致现在的多核处理器。它们是所谓微结构不同。在整个过程中，设计改进了，制造技术也更新了，主要的技术进步就是晶体管尺寸的缩小。那末，设计与制造，哪个功劳大呢？我们得计算：老设计用新的制造工艺和新设计用老制造工艺会得到什么结果，才能说明问题。新设计的处理器计算速度快，价格就高；可太贵了，可能就不如那贫瘠的土地了。要想得到相同的收益，老处理器需要更多的销量；而新处理器需要更多的劳务开销。 1997年有两种奔腾芯片设计P5和PII，用了两种生产工艺，（P5，0.35），（PII，0.35），（PII，0.25），其中0.35指0.35微米生产工艺，0.25也类似。总结各年的数据，可以得到下图。这也算用数据说话吧！

                               
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左表是不同新设计所得到的节约的成本；而右表列出了由于新工艺所节约的成本。从表中可以看到，由于新工艺所节约的成本基本可达到新设计所节约成本的3倍。同时说明，奔腾4的设计最没意思，因为过热问题，INTEL不得不基本放弃。奔腾III收益最大，因为赶上1990年代因特网热。再加上当时INTEL用的0.13微米生产工艺也很成功，所以，钱就赚大了。
    现在，国内外都把设计与制造分开。许多公司只做设计，不制造，国内许多公司和大学、科研机构也是如此。譬如高通和博通，制造外包给制造商；而制造商却不做设计。他们的无形资产的评估是一件很复杂的事。微电子制造在国内还是一个弱项，需要进行科学研究的问题很多，亟待加强。