《電子技術(shù)應(yīng)用》
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華為首次披露麒麟芯片的發(fā)展歷程

2019-09-07
關(guān)鍵詞: 華為 麒麟

  在近年歷次華為旗艦手機(jī)的消費(fèi)者調(diào)查中,作為支撐華為手機(jī)商業(yè)成功的重要力量,麒麟芯片越來越受關(guān)注,。但實(shí)際上麒麟一路走來的艱難險(xiǎn)阻,只有經(jīng)歷過的人才有深刻體會(huì),。這里,我們希望通過2003年以來的若干小故事,來探究麒麟的奮斗和變革歷程,。需要說明的是,麒麟只是一個(gè)代稱,實(shí)際上是指用于手機(jī)的一系列芯片或部件,即華為無線終端芯片,包括麒麟,、巴龍,、HiKe(氦客開源開發(fā)板)RF,、 Connectivity,、PMU(電源管理單元芯片),、 Codec(編解碼器)等,。

  以下是文章正文:

  華為無線終端芯片要從2003年說起,。那時(shí),公司決定研發(fā)用于WCDMA(寬帶碼分多址)的手機(jī)芯片——代號(hào)是梅里??上н@個(gè)項(xiàng)目不太成功,。2007年中,公司正式定布停掉梅里項(xiàng)目。時(shí)任海思總裁徐直軍表示,盡管梅里這個(gè)項(xiàng)目不做了,無線終端芯片領(lǐng)域還有更多挑戰(zhàn)值得攻克,鼓勵(lì)大家堅(jiān)持下去,。他說:“我們?nèi)A為就是'傻傻地投',。"

  梅里這款產(chǎn)品雖然最終沒能成功商用,但給團(tuán)隊(duì)積累了最為珍貴的產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),更重要的是培養(yǎng)了一批人。梅里項(xiàng)目的結(jié)柬其實(shí)是一個(gè)全新的開始,公司決定兵分三路在3G Modem(調(diào)制解調(diào)器)和AP(應(yīng)用處理器)處理器領(lǐng)域分別積蓄力量,,另一方面也開始了4G LTE新技術(shù)的預(yù)研和探索,。

  于是三個(gè)團(tuán)隊(duì)分別重新踏上征途。王勁和King帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始3G Modem(含2G)研發(fā),Jerry則帶領(lǐng)梅里團(tuán)隊(duì)的一部分核心力量,在高端AP領(lǐng)域繼續(xù)探索;第三個(gè)團(tuán)隊(duì)則專攻4G LTE方向,。

  2007年底,華為無線產(chǎn)品線研發(fā)4G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要配套的4G測試終端,。Scan曾經(jīng)有過3G測試終端的開發(fā)經(jīng)驗(yàn),責(zé)無旁貸地挑起了LTE測試終端開發(fā)的大梁。同時(shí),由于缺人,公司決策將高端芯片專家 William從發(fā)展得如火如茶的數(shù)字媒體芯片領(lǐng)域抽調(diào)到LTE領(lǐng)域,負(fù)責(zé)LTE芯片的開發(fā),。William是一位非常有經(jīng)驗(yàn)的芯片開發(fā)專家,在數(shù)據(jù)通信芯片,、安全芯片,、數(shù)字媒體芯片等領(lǐng)域有著成熟的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。后來證明,正是這樣才實(shí)現(xiàn)了4G乃至5 G Modem芯片的“星星之火,可以燎原”,。

  新鮮血液的加入,不僅帶來了成熟的SoC(片上系統(tǒng))架構(gòu)和電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),還帶來項(xiàng)目開發(fā)的新思維,。William說:新團(tuán)隊(duì)沒有經(jīng)歷梅里項(xiàng)目的磨難,但正是因?yàn)椴涣私?反倒有更多勇氣去挑戰(zhàn),真正激發(fā)出團(tuán)隊(duì)潛力。與此同時(shí),Sean帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)也燃起全新的奮斗熱情,堅(jiān)守的兄弟們一心都想把項(xiàng)目做好,他們的心中始終燃燒著一團(tuán)熊熊烈火,。但不論團(tuán)隊(duì)如何熱情高漲,艱難困苦一如既往地在前面等著大家,。

  第一代LTE單模 Modem巴龍700:是25Mbps,還是100Mbps?

  在定義第一代LTE芯片巴龍700的最高速率時(shí),大家在25Mbps(傳輸速率單位,兆比特每秒)和10Mbps之間搖擺不定,當(dāng)時(shí) HSDPA(高速下行分組接入)的下行峰值速率在36Mbps左右,有些人覺得LTE做100Mbps太高了,能做到25Mbps就行。但 William不這樣想,?;诼酚善黝I(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)積累,他認(rèn)為,4G初期的速率在無線領(lǐng)域看來確實(shí)很高,但在路由器領(lǐng)域,這個(gè)速率差不多是10年前的水平。盡管傳輸?shù)脑聿煌?很多核心技術(shù)卻是相通的,。William堅(jiān)持100Mbps沒什么問題,物理層以上的題能夠解決,。

  這是一款LTE單模芯片,支持 LTE FDD/TDD(頻分雙工/時(shí)分雙工).不支持2G/3G。在當(dāng)時(shí)LTE網(wǎng)絡(luò)沒有大規(guī)模部署的情況下,單模LTE應(yīng)用場景受限,既不能做手機(jī),也不能做數(shù)據(jù)卡,只能放在固定位置用于CPE產(chǎn)品形態(tài),。而且彼時(shí)行業(yè)已經(jīng)推出成熟的2G/3G/4G多模LTE芯片,并且在主流市場商用發(fā)貨,。從這個(gè)角度說,單模LTE芯片巴龍700是一個(gè)徹頭徹尾的“落后”的產(chǎn)品,既然這樣,為什么還要設(shè)計(jì)這樣一款產(chǎn)品?

  其實(shí)這是有原因的。負(fù)責(zé)產(chǎn)品規(guī)劃的專家 Benjamin說:2010年恰逢德國政府發(fā)布國家寬帶戰(zhàn)略,號(hào)召運(yùn)營商在DD800MHz( LTE Band20,運(yùn)營商的一個(gè)頻段)頻段上開展移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù),彌補(bǔ)德國廣大鄉(xiāng)村地區(qū)無線寬帶接入的缺口,消除數(shù)字鴻溝,。這在對(duì)手眼里,不算肥肉,但對(duì)4 G Modem巴龍團(tuán)隊(duì)來說卻是天賜良機(jī),于是才設(shè)計(jì)了巴龍700,。Sean和 William團(tuán)隊(duì)完成了巴龍700的交付,德國的運(yùn)營商同意采用基于巴龍700平臺(tái)的CPE,4G巴龍芯片獲得了一次寶貴的機(jī)會(huì)。在當(dāng)時(shí)業(yè)界已經(jīng)推出多模芯片的背景下,一款單模LTE芯片能夠獲得德國運(yùn)營商的認(rèn)可,實(shí)屬不易,。

  借此契機(jī),華為充分發(fā)揮端管協(xié)同優(yōu)勢,成功支持德國幾家重要的運(yùn)營商利用DD 800MHz“數(shù)字紅利頻譜”在全德范圍內(nèi)部署移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò),巴龍700成功在夾縫中打開市場,。開頭提到的在德國郊區(qū)進(jìn)行信號(hào)測試,就是這個(gè)時(shí)候。

  趁熱打鐵,基于對(duì)中國移動(dòng) TD LTE頻段的支持,巴龍700在上海世博會(huì)演示的即攝即傳體驗(yàn)峰值速率達(dá)到了100Mbps,海思也成為最早完成工信部 TD LTE測試的廠家,。基于巴龍700的數(shù)據(jù)卡還支撐華為網(wǎng)絡(luò)完成在日本運(yùn)營商的拓展,。這就是LTE單模三年技術(shù)攻關(guān)播種下的革命火種,。

  第一代LTE多模 Modem巴龍710:選擇成熟的3G架構(gòu),還是面向未來的LTE架構(gòu)

  2012年,多模已經(jīng)成為行業(yè)主流,業(yè)界LTE芯片已經(jīng)做到第二代,甚至第三代,海思也迅速轉(zhuǎn)入多模4GLTE芯片巴龍710的研發(fā)和攻關(guān)。這時(shí)他們遇到了多模Moem架構(gòu)選擇的問題,。

  此前,2G/3G Modem芯片開發(fā)架構(gòu)基于ARM9(此處ARM為英國ARM公司,下同)和ZSP(一款數(shù)字信號(hào)處理產(chǎn)品),有成熟的解決方案的交付能力;而之后的4GLTE單模 Modem芯片則基于新的 ARM 11 CPU(中央處理器)和CEVA(思華科技,公司名,也是其產(chǎn)品的名字)處理器,開發(fā)了全新的更有競爭力的架構(gòu),。

  對(duì)于LTE多模 Modem的架構(gòu),兩個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了激烈的討論,一方認(rèn)為應(yīng)該選擇成熟的3G架構(gòu),有利于產(chǎn)品的快速量產(chǎn);另一方認(rèn)為應(yīng)該選擇面向未來的LTE架構(gòu),有利于未來演進(jìn)。雙方相持不下,。時(shí)任海思研發(fā)管理部部長的何庭波沒有立即拍板,而是給大家講了一個(gè)故事,。

  2G時(shí)代,半導(dǎo)體巨頭TI(德州儀器)英飛凌,基于成功的2 G Modem去開發(fā)3 G Modem,結(jié)果失敗了。而后起之秀高通則是先開發(fā)了3 G Modem,之后把2G功能融合進(jìn)去,結(jié)果成功了,。何庭波沉默了一會(huì),對(duì)大家說:“現(xiàn)在我們面臨同樣的歷史時(shí)期,要從3G向4G切換,。采用舊的成熟的架構(gòu),加入新的功能,事實(shí)證明是不適用的,無法很好地演進(jìn)。我們的4G技術(shù)架構(gòu)選擇,要面向未來,?!庇谑亲罱K決定:采用4G LTE架構(gòu),把2G/3G功能融入進(jìn)去,。正是這次選擇,奠定了巴龍LTE未來芯片的清晰演進(jìn)路線,從 LTE Cat 4的150Mbps,到Cat 6的300Mbps,再到Cat 12的600Mbps,整個(gè)架構(gòu)支撐了華為無線終端芯片在LTE上的持續(xù)演進(jìn)。

  萬里征程:從4G LTE正迎頭追趕,到5G時(shí)代全球領(lǐng)先

  2013年CES(國際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(huì))期間,公司從產(chǎn)品競爭力的角度出發(fā),決定把Modem和AP合起來,選擇走soc的發(fā)展道路,。當(dāng)時(shí)距離交付只剩下八個(gè)半月的時(shí)間,時(shí)間緊,、任務(wù)重,團(tuán)隊(duì)克服重重困難按時(shí)交付,并且在巴龍720這代產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了很強(qiáng)的競爭力,創(chuàng)下了最短開發(fā)周期的紀(jì)錄,同時(shí)這款Moden也持續(xù)為麒麟920/930/950等提供著強(qiáng)勁的通信能力支持。

  從巴龍720開始,巴龍750,、巴龍765等后續(xù)產(chǎn)品逐漸走上正軌,隨后推出的每一代產(chǎn)品幾乎都實(shí)現(xiàn)了業(yè)界最強(qiáng)的規(guī)格,在LTE時(shí)代站穩(wěn)腳跟,。2019年1月24日,華為正式面向全球發(fā)布業(yè)界領(lǐng)先的5G多模終端芯片巴龍5000和基于該芯片的首款5G商用終端——華為5 G CPE Pro,領(lǐng)航5G時(shí)代。

  5G的形勢和4G相比已經(jīng)大不相同,。在巴龍5000與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備商聯(lián)調(diào)的過程中,Sean和 William及團(tuán)隊(duì)聽到最多的反饋就是“你們真的很快”,。2019年6月28日,中國移動(dòng)發(fā)布首份5G芯片和終端評(píng)測報(bào)告,巴龍5000不論在網(wǎng)絡(luò)兼容性、吞吐率上還是在續(xù)航上,都一騎絕塵,。

  經(jīng)過4GLTE時(shí)代艱苦卓絕的奮斗和積累,巴龍 Moden芯片終于在市場上喊出了自己的聲音,也讓行業(yè)內(nèi)的其他廠商刮目相看,。“做全球最好的 Modem”成為現(xiàn)實(shí),。

  麒麟920:初露鋒芒,爆款產(chǎn)品是如何誕生的?

  2007年,如上文講到的,梅里項(xiàng)目結(jié)束后,公司決定兵分三路,。經(jīng)過幾年艱難探索和嘗試,三個(gè)方面軍陸續(xù)都取得了一些突破:

  3 G Modem巴龍芯片經(jīng)過幾代的更迭,陸續(xù)突破了歐洲、日本等重要的運(yùn)營商;

  AP處理器經(jīng)歷K3V1的小規(guī)模出貨,到K3V2,支撐華為D1,、P6,、G710、Mate,、D2,P1,、Dl XL等手機(jī)產(chǎn)品以及平板、電視盒子和電子相框等大規(guī)模出貨,奠定了關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ),摸索和積累了一系列產(chǎn)品研發(fā)和量產(chǎn)的方法學(xué),在市場上初步打開局面;

  4GLTE團(tuán)隊(duì)是革命火種,在3G向4G變遷的大潮來臨之前儲(chǔ)備力量,艱苦研發(fā)與攻關(guān),終于在4G來臨時(shí)打出了場又一場漂亮的通信勝仗,。

  2012-2013年,國內(nèi)4G即將開始大建設(shè),;2G/3 G Modem、4G Modem,、AP齊頭并進(jìn),但分立的K3V2和巴龍710難以擔(dān)負(fù)起業(yè)務(wù)發(fā)展的使命,要支撐華為手機(jī)發(fā)展,多模SoC推出至關(guān)重要,。歷經(jīng)昏天黑地的艱難攻關(guān),華為推出了首款手機(jī)SoC麒麟910,支撐Mate2、P6S,、P7,、H30等手機(jī)規(guī)模發(fā)貨,獲得了良好的口碑。

  麒麟為上古時(shí)期靈獸,聰慧,、祥瑞,擁有來自東方的神秘力量,賦予芯片非凡的智慧和強(qiáng)大的力量,。麒麟910開始了華為手機(jī)SoC時(shí)代,而最大突破卻是來自麒麟920。

  麒麟920的一波三折

  麒麟920和麒麟910幾乎是并行開發(fā)和交付的,這被稱為“擰毛巾模式”,。但它的誕生卻是一波三折,。

  早在2012年12月28日,大家就在討論開發(fā)一個(gè)K3V2 pro版本,作為K3V2的升級(jí)版,重點(diǎn)解決一些問題。但后來大家覺得它的競爭力不太強(qiáng)。2013年1月,公司決定:不要再猶豫了,果斷停掉K3v2 pro,。

  2013年公司新立項(xiàng)一個(gè)產(chǎn)品,名稱為K3V3,。當(dāng)時(shí)的想法是做一顆規(guī)格領(lǐng)先的獨(dú)立AP芯片(為什么業(yè)界總有K3V3的傳說原來不是空穴來風(fēng)),外掛一顆全球首發(fā)支持 LTE Cat.6的巴龍720芯片,采用AP+ Modem的模式,交付終端客戶。就在項(xiàng)目按計(jì)劃進(jìn)行的時(shí)候,芯片研發(fā)主管 William敏銳地發(fā)現(xiàn),這種模式的交付,對(duì)客戶來說,成本競爭力很不夠,。有沒有辦法,在保證規(guī)格競爭力的同時(shí),大幅降低整體成本,從而為客戶提供有競爭力的解決方案版本?

  辦法總比困難多,通過整體的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì),、規(guī)格分析、成本分析,最終項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)確定,采用整合AP和 Modem的SoC方式可以在保證規(guī)格競爭力的同時(shí),大幅降低芯片成本,。確定方案可行之后, William立即就投入了溝通說服工作,得益于海思專家主管一體的高效機(jī)制,方案很快就獲得了大家的認(rèn)可并拍板執(zhí)行,。確定投片時(shí)間為2013年4月。

  無限風(fēng)光在險(xiǎn)峰,雖然優(yōu)化方案得到了認(rèn)可和實(shí)施,但是留給項(xiàng)目組的開發(fā)時(shí)間卻極其有限,。整體架構(gòu)需要重構(gòu),媒體部分需要重構(gòu),手機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)需要重構(gòu)……一個(gè)關(guān)鍵模塊的顯示子系統(tǒng),本來是一位新加入的海外高端專家負(fù)責(zé),兩個(gè)月前就覺得快搞定了,可是過了兩個(gè)月一看,發(fā)現(xiàn)還是處于“快搞定”的狀態(tài),。怎么辦?推倒重做。

  這時(shí)候,芯片專家 James Wang帶頭投入,負(fù)責(zé)關(guān)鍵模塊的代碼重構(gòu)和編寫開發(fā),兩周搞定;驗(yàn)證專家Tom又帶人撲上去,三周搞定;手機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)交付影響巨大,沒有熟悉的人,怎么辦?原本做 Modem驗(yàn)證但從沒做過手機(jī)芯片驗(yàn)證的專家 Martin牽頭,成功地完成了手機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)的重構(gòu),這個(gè)平臺(tái)在后來歷代麒麟芯片驗(yàn)證交付中發(fā)揮了巨大作用,。

  麒麟920采用了 ARM big. LITTLE(大核CPU與小核CPU相結(jié)合的CPU架構(gòu)設(shè)計(jì))架構(gòu),四個(gè)大核A15,確保強(qiáng)勁的性能;四個(gè)小核A7,確保優(yōu)秀的能效,。這是當(dāng)時(shí)業(yè)界最先進(jìn)的八核架構(gòu),性能和功耗完美均衡。實(shí)際上此前大家曾經(jīng)對(duì)這個(gè)架構(gòu)還很猶豫,糾結(jié)于大小核的升級(jí),最后海思總裁何庭波堅(jiān)決拍板:用大小八核架構(gòu),并在專家 James Fang帶領(lǐng)下實(shí)現(xiàn)業(yè)界第一個(gè)真八核HMP(異構(gòu)多處理器架構(gòu))方案, Benchmark(跑分)和操作體驗(yàn)全面領(lǐng)先,一舉超越多家競爭對(duì)手,。

  在2013年初的那個(gè)階段,麒麟910還在玫關(guān)中,甚至巴龍720也還沒有完全穩(wěn)定下來,。但這不影響麒麟920緊鑼密鼓的研發(fā)。2014年春天,麒麟910經(jīng)歷了艱苦的攻關(guān),搭載麒麟910的幾款手機(jī)(尤其是P7)基本上贏得了消費(fèi)者不錯(cuò)的口碑,但大家都有點(diǎn)心有余悸,。在這種情況下,麒麟920的表現(xiàn)尤其值得期待,。這時(shí)候麒麟920的各項(xiàng)測試指標(biāo)基本出爐,大家有點(diǎn)不太相信自己的眼睛——實(shí)在太強(qiáng)悍了。

  2014年6月6日,麒麟920在華為北研所發(fā)布,。沒人會(huì)想到,這樣一款強(qiáng)悍的產(chǎn)品是在華為院士艾偉的自黑中開始的,。只有很少的專業(yè)媒體受邀參加了本次發(fā)布,他們已經(jīng)被這款產(chǎn)品所震撼。隨后,2014年6月底發(fā)布的榮耀6,以及9月份發(fā)布的華為Mae7,成為爆款手機(jī),進(jìn)一步提升了麒麟920的聲譽(yù)和影響力,它被譽(yù)為“國產(chǎn)最強(qiáng)芯”,。文章開頭所說的Mate7一機(jī)難求的故事,就是這個(gè)時(shí)候發(fā)生的,。

  此后,大家對(duì)SoC手機(jī)芯片的開發(fā)更加有把握.更加自信,也更加出神入化。

  2014年12月,麒麟620發(fā)布,這是華為首款64位的手機(jī)SoC,其支撐的榮耀6X手機(jī)成為公司首款出貨量超一干萬臺(tái)的手機(jī),??赡軟]人知道,此前公司規(guī)劃的是麒麟610,是32位的。后來大家果斷終止了610,改為了64位的620,。這一做法后來被稱為“壯士斷腕,絕地重生”。

  2015年3月,麒麟930發(fā)布,它也完成了從32位到64位的轉(zhuǎn)化,采用了性能和功耗更為均衡的A53核,巧妙跳過了手機(jī)上的“火爐”A57這一做法后來被稱為“四兩撥千斤”.

  2015年11月,麒麟950發(fā)布,業(yè)界率先導(dǎo)人16 nm FinFET(鰭式場效應(yīng)晶體管)頂尖工藝,這是中國半導(dǎo)體廠商第一次站上了半導(dǎo)體工藝的最前沿,。其研發(fā)歷程異常艱險(xiǎn),后文詳述,。

  2016年4月,麒麟650發(fā)布。這是業(yè)界首款在中檔位手機(jī)SoC上導(dǎo)人16 m FinFet頂尖工藝的芯片,并且實(shí)現(xiàn)了全模,即補(bǔ)齊了自研CDMA2000(碼分多址,3G移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)之一,下文簡稱CDMA)通信制式,。16nm頂尖工藝支撐麒麟650更長的生命周期,成為海思首款出貨超億套的手機(jī)SoC芯片,。這一做法后來被稱為“神來一筆”。

  組織架構(gòu)的調(diào)整

  Paul是無線終端芯片部門主管,。在麒麟910和920“擰毛巾”開發(fā)的過程中,作為事業(yè)部主管,他面臨一系列難題—一不僅是技術(shù)的難題,還有團(tuán)隊(duì)融合的難題,。他既要融合4 G Modem和2G/3 G Modem團(tuán)隊(duì),還要融合K3團(tuán)隊(duì),。他們原本都各自擁有端到端交付能力,都有芯片、物理層,、架構(gòu),、解決方案、測試等各模塊,。這在以前各自獨(dú)立交付的環(huán)境下是有效的,但現(xiàn)在要做SoC的開發(fā),這樣的組織架構(gòu)就有很多問題,。

  為此,在海思領(lǐng)導(dǎo)的支持和幫助下,Paul進(jìn)行了組織架構(gòu)的調(diào)整,把這種各自端到端的交付組織,改為按模塊分別交付的組織——芯片、物理層,、架構(gòu)屬于公共部門,服務(wù)于麒麟和巴龍解決方案部,最終由麒麟和巴龍解決方案部交付給終端公司,。

  多年后,回顧此次組織架構(gòu)的調(diào)整,大家開玩笑地做了個(gè)比喻:一家食品鋪?zhàn)永镉袔讉€(gè)組,分別負(fù)責(zé)制作包子、燒麥,、餃子等,每個(gè)組都有做餡,、做皮、捏在一起等完整的能力?,F(xiàn)在,重新分組,每個(gè)組分別負(fù)責(zé)生火,、做餡、做皮等,最終交給另外的組捏在一起,再賣給消費(fèi)者,。每個(gè)組把自己所負(fù)責(zé)的那項(xiàng)能力做精,最終的產(chǎn)品質(zhì)量大大提升,受到消費(fèi)者的喜愛,。這種組織架構(gòu)一直沿用到現(xiàn)在。

  補(bǔ)齊通信制式:TD- S CDMA和CDMA,每次都掉一層皮

  麒麟910是首款SoC,其不僅要融合AP和 Modem,即K3v2和巴龍710(4G Modem),、巴龍2G/3 G Modem,還必須支持中國移動(dòng)的TD- SCDMA制式(時(shí)分一同步碼分多址,3G移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)之一,下文簡稱TD-S)TDS標(biāo)準(zhǔn)沒有國際大廠商投入,只有國內(nèi)廠商投入,產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié),儀表,、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié),、產(chǎn)業(yè)化等,都不完備,困難很大,。

  公司幾經(jīng)討論,最終決定與中國一家早期研究TDS制式的高校合作,從其獲得授權(quán)。但拿過來之后,發(fā)現(xiàn)存有大量問題,諸如代碼混亂,時(shí)序變化,測試力度不夠,商用困難,出問題很難定位,即使定位到,也很難修改,。公司花了很大代價(jià)開發(fā)和穩(wěn)定這個(gè)版本,。TDS制式的研發(fā)負(fù)責(zé)人 Andrew說:2013-—2014年的冬天,TDS團(tuán)隊(duì)幾乎所有的人都去做測試工作了。大家開著自己的私家車,一遍一遍地跑外場,做測試,。外面下著大雪,大家邊開車,一邊撥打測試電話?,F(xiàn)在想想,還真挺危險(xiǎn)的。

  從2013年下半年,一直到2014年第二季度,中間經(jīng)歷了長達(dá)9個(gè)月的艱難歷程,。2013年底,Paul臨危受命帶領(lǐng)大家攻關(guān),Jim是攻關(guān)組長, Andrew是解決方案軟件組長,幾乎每天晚上9點(diǎn)大家都會(huì)開晚例會(huì),分析問題,分工解決問題,通常開完會(huì)都十點(diǎn)多了,會(huì)后還要繼續(xù)工作,。

  2013年底,一個(gè)寒冷的冬夜,Paul出差北京開完攻關(guān)會(huì)議回到酒店,接到一個(gè)同事電話,請他參加他們部門的年會(huì),Paul婉拒了。因?yàn)樗麑?shí)在太忙了,擺在他面前的難題太多了,。這個(gè)身經(jīng)百戰(zhàn),、戰(zhàn)果累累、年底這段時(shí)間本應(yīng)拿獎(jiǎng)拿到手軟的部門主管,此時(shí)此刻卻幾乎要哭出來了。他在想:“我為什么要來負(fù)責(zé)這塊業(yè)務(wù)?我能做好嗎?”

  來自內(nèi)部和外部的壓力很大,兄弟們工作很艱苦,。很可惜有的人離職了,包括一些骨干,。但大部分人仍然在堅(jiān)持,這些兄弟在這個(gè)領(lǐng)域默默堅(jiān)持了近10年,這是他們大好青春的10年。Paul曾經(jīng)問過這些兄弟,為什么能一直堅(jiān)持,。他們說,沒有為什么,既然定了目標(biāo),就一定要做出來,。Paul說,有這群兄弟在,心中就有目標(biāo),堅(jiān)持下去,一定能取得突破。

  到2014年四五月份,TD-S的問題終于解決,搭載的手機(jī)陸續(xù)量產(chǎn),。麒麟910背水一戰(zhàn),、九死一生的攻關(guān)歷程,成為大家刻骨銘心的回憶。麒麟手機(jī)SoC從910開始,到620,、920,、930,在通信制式上一直穩(wěn)定,但還缺一個(gè)制式—一麒麟芯片一直不支持中國電信的CDMA制式。這個(gè)問題隨著全網(wǎng)通手機(jī)的普及顯得越來越嚴(yán)重,。

  那時(shí)的華為全網(wǎng)通手機(jī),要么采用其他廠商的SoC,要么釆用麒麟芯片加外掛其他廠商的 CDMA Modem,。在要不要自研CDMA制式芯片這個(gè)問題上,大家有所爭論。有的專家認(rèn)為,隨著4G的普及,CDMA可能將逐漸被淘汰,沒有必要去開發(fā)一款產(chǎn)品來支持將被淘汰的制式,。但也有很多專家認(rèn)為,即使CDMA本身不演進(jìn)了,但其還會(huì)存在一段時(shí)間,全網(wǎng)通一定是大勢所趨麒麟如果沒有全模芯片,華為手機(jī)的競爭力將受到很大影響,。最終,大家達(dá)成一致:集成CDMA制式。

  然而,在是采用其他廠商的授權(quán)的CDMA還是自研的問題上大家又開始了爭論,。Jim是CDMA開發(fā)主管,鑒于先前TDS的痛苦經(jīng)歷,他對(duì)領(lǐng)導(dǎo)Paul說:“你不要從外面買CDMA,。我一定能做出來?!?/p>

  考慮到時(shí)間進(jìn)度,公司還是和其他CDMA廠商開展了談判決定從其獲得授權(quán),。坊間傳說,雙方基本談成,但在最后一刻對(duì)方獅子大開口,海思決定不再購買其授權(quán)了。于是,開發(fā)CDMA的任務(wù)責(zé)無旁貸地落到Jim身上,2014年,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)加緊攻關(guān),終于完成CDMA制式,。CDMA的研發(fā),華為公司堅(jiān)實(shí)的通信功底起到巨大作用,。

  架構(gòu)主管Jary說:由于華為基站早就實(shí)現(xiàn)了CDMA制式,所以從網(wǎng)絡(luò)側(cè)抽調(diào)了若干專家,一起攻關(guān)CDMA終端芯片。但這中間也遇到了很多困難,例如,Jim曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)RF芯片鎖死,大約每200臺(tái)手機(jī)就有一兩臺(tái)出現(xiàn)這種情況,很難定位問題,。他和團(tuán)隊(duì)以及RF的同事,一行一行地檢查代碼,做壓力測試,終于定位到問題并解決,。最終CDMA制式在麒麟650上成功交付,也為后面所有的麒麟芯片的全網(wǎng)通制式掃清了障礙。此后麒麟950,、960,、970、980等在通信規(guī)格和性能上一直高歌猛進(jìn),并延續(xù)到5G時(shí)代,。

  麒麟950:跨越自我,從魯莽時(shí)代到業(yè)界Tier1

  2015年秋天,史上最牛的跨越之作麒麟950即將量產(chǎn),。作為麒麟解決方案的主管,King要對(duì)套片解決方案端到端量產(chǎn)負(fù)責(zé),他這時(shí)候有點(diǎn)焦頭爛額。他給海思領(lǐng)導(dǎo) Julian寫了一個(gè)郵件,列出麒麟950的若干問題和風(fēng)險(xiǎn),包括SoC,、PMU、RF等。他說:“麒麟950有可能重演當(dāng)年梅里的風(fēng)險(xiǎn),。他的郵件發(fā)出去沒一分鐘,就收到了 Julian的回復(fù):“你趕緊去產(chǎn)線上盯著,。問題不解決不要回來!”King看著郵件,腦子一片空白,這時(shí)電話響了, Julian說:“你走了沒?”

  為什么說麒麟950是一款超越之作?是因?yàn)樗诤芏喾矫鎸?shí)現(xiàn)了很大的跨越,不僅超越了自己,而且超越了同時(shí)期的業(yè)界其他旗艦。比如:

  1.第一次站上了半導(dǎo)體工藝的最前沿,導(dǎo)入16 nm FinFET頂尖工藝,。

  2.首次自研ISP(圖像信號(hào)處理)并商用,確定了華為手機(jī)在拍照領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位,。

  3.首次商用ARM最新CPU、GPU(圖形處理器):麒麟950首次商用 ARM Cortex A72 CPU和 ARM Mali T880 GPU,在性能上實(shí)現(xiàn)了新的突破,。

  4.首次自研DDR(雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)Phy(端口物理層)并商用,同時(shí)支持已經(jīng)成熟的 LPDDR3(低功耗內(nèi)存技術(shù))和標(biāo)準(zhǔn)還未完全確定的 LPDDR4,支撐華為手機(jī)當(dāng)前和未來的成功,。

  5.首次商用自研PMU:新的GIC500(通用中斷控制器)、新系統(tǒng)總線以及FBC(幀緩沖壓縮)技術(shù)應(yīng)用,使得麒麟950具備更強(qiáng)大的硬件性能基礎(chǔ),。

  6.Modem算法的優(yōu)化:基于對(duì)業(yè)務(wù)的理解和行業(yè)標(biāo)桿的分析,海思把 Modem的算法和物理層識(shí)別為關(guān)鍵業(yè)務(wù),圍繞算法設(shè)計(jì)和工程化能力建設(shè)的主線,通過不斷優(yōu)化整合,分層能力建設(shè),逐步確定了在 Modem上穩(wěn)固的領(lǐng)先優(yōu)勢,。

  7.新一代自研射頻芯片Hi6362,支持更廣泛的全球漫游。

  8.新組織架構(gòu)的首次全方位練兵,。一款手機(jī)SoC芯片,通常是提前2~3年開始研發(fā),從規(guī)劃,、設(shè)計(jì)到生產(chǎn),環(huán)環(huán)相扣,每個(gè)環(huán)節(jié)都很重要。2014年中,無線終端芯片業(yè)務(wù)部完成組織架構(gòu)調(diào)整,可以說麒麟950是組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整后第一個(gè)真正意義上的芯片團(tuán)隊(duì)和解決方案團(tuán)隊(duì)通力配合研發(fā)出的產(chǎn)品版本,。新的組織架構(gòu)需要磨合,到底是否有效,產(chǎn)品說了算,。

  2015年春天,麒麟950回片,團(tuán)隊(duì)在上海舉辦了開工會(huì),海思總裁何庭波在開工會(huì)上給大家總結(jié)了十二個(gè)字:夯實(shí)基礎(chǔ)、踩穩(wěn)節(jié)奏,、開放創(chuàng)新,。每個(gè)模塊的負(fù)責(zé)人都立下了“軍令狀”,團(tuán)隊(duì)開足馬力向“跨越”這個(gè)目標(biāo)挺進(jìn)。但到了下半年,因?yàn)轺梓?50的高規(guī)格,全新的工藝,、處理器,、模擬IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))、PMU,、RF,導(dǎo)致套片量產(chǎn)過程中出現(xiàn)了種問題,工藝和功能問題耦合在一起,DDR誤bit(比特,二進(jìn)制制位,信息的最小單位)問題,、供應(yīng)商模擬IP的低概率問題、PMU的應(yīng)力不足的die crack(芯片裂紋)問題,、RF的ESD(靜電阻抗器)問題,每個(gè)問題都非常棘手,。

  最要命的是,那時(shí)距離手機(jī)產(chǎn)品上市只有2個(gè)月了。這才出現(xiàn)了前文King所說的:“麒麟950有可能重演當(dāng)年梅里的風(fēng)險(xiǎn),?!边@話并不過分。慶幸的是,這時(shí)候的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)不是梅里時(shí)的團(tuán)隊(duì),。海思領(lǐng)導(dǎo) Julian親自帶頭連夜跑到供應(yīng)商處解決問題,Paul也身先士卒和大家一起討論解決方案,King立即趕赴產(chǎn)線,在一線集合海思SoC,、RF、模擬封裝,、可靠性,、產(chǎn)品線等各方面專家集中攻關(guān)兩個(gè)月,。

  在所有兄弟的共同努力下,終于麒麟950得以成功量產(chǎn)。那么這些間題是如何解決的?先看看麒麟950上驚心動(dòng)魄的RF問題,。麒麟950配套的RF芯片是H6362,海思從3G時(shí)代自研RF芯片,到4G時(shí)代已經(jīng)基本追平了業(yè)界主流水平,Hi6362已經(jīng)是第二代4GRF芯片,大家信心滿滿,。2015年秋天,那時(shí)Mate8手機(jī)已經(jīng)投入試產(chǎn),大家在緊鑼密鼓地測試中。一天,由于被測試手機(jī)比較多,檢測人員無意中發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)Mate8手機(jī)疊放在一起信號(hào)會(huì)立刻失效,。這太恐怖了,。

  RF專家Oiom立即帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行問題定位,經(jīng)過兩個(gè)多月的攻關(guān),終于發(fā)現(xiàn)是ESD出了問題,也就是RF芯片生產(chǎn)過程中少了一層膜(mask),這個(gè)失誤會(huì)直接影響到RF芯片的可靠性,最終導(dǎo)致芯片無法正常工作。發(fā)現(xiàn)問題的當(dāng)天下午,開發(fā)團(tuán)隊(duì)第時(shí)間奔赴RF的代工廠,與對(duì)方專家一起看版圖,最終在凌晨3點(diǎn)半發(fā)現(xiàn)版圖調(diào)錯(cuò)的問題,并對(duì)另外一個(gè)量產(chǎn)版本做了檢查,幸運(yùn)的是這個(gè)版本是正確的,。完成這些工作已是第二天早上6點(diǎn),大家都如釋重負(fù),兩個(gè)月來的攻關(guān)終于塵埃落定了,。舊版本全部報(bào)廢,開足產(chǎn)能生產(chǎn)新版本。

  到這里,問題似乎解決了,。但一個(gè)更棘手的問題擺在大家面前:那時(shí)已經(jīng)生產(chǎn)出來6萬臺(tái)Mate8手機(jī),怎么辦?按照測試人員的說法,只有兩臺(tái)手機(jī)靠在一起,才會(huì)出現(xiàn)問題,這種概率比較小,。從這個(gè)角度來說,這些手機(jī)可以銷售。而如果出問題,則會(huì)直接影響到華為手機(jī)的口碑,??紤]到如果這些手機(jī)全部報(bào)廢,會(huì)出現(xiàn)價(jià)值幾億元的損失,大家不知道怎么辦才好。最終海思總裁何庭波果斷決策——6萬臺(tái)有問題的手機(jī)直接報(bào)廢,因?yàn)槿A為手機(jī)的品質(zhì)和消費(fèi)者的信賴是公司生命之本,。

  麒麟950上除了RF問題,還有前面提到的工藝問題,、ISP間題等,都一一得到解決。這些內(nèi)容我們后面分別詳細(xì)介紹,。

  2016年6月20日,任總給麒麟950(含巴龍)研發(fā)團(tuán)隊(duì)頒發(fā)了總裁嘉獎(jiǎng)令,。2016年6月28日,海思舉辦主題為“跨越”的慶功會(huì),徐直軍、余承東,、何剛,、李小龍等均到場,祝賀麒麟950的成功,并對(duì)未來的麒麟提出了更高的希望。

  無線終端芯片業(yè)務(wù)部主管Paul說:“別人說我們是奇跡,每一步都很成功,其實(shí)每個(gè)成功的背后都是大家的艱辛付出,。我們是一群普通人,卻做出了一流的產(chǎn)品,。這其中,目標(biāo)導(dǎo)向的價(jià)值觀起到很大作用,大家力出一孔,艱苦奮斗,致力于把事情做好。不服輸,長期堅(jiān)持朝目標(biāo)努力,。新征程,現(xiàn)在,我們要面向未來,。”

  先進(jìn)工藝:提前布局決戰(zhàn)巔峰

  2013年1月個(gè)寒冷冬日的午后,Leo和幾位領(lǐng)導(dǎo)和同事一起去拜訪臺(tái)積電,目的是希望和對(duì)方合作開展業(yè)界頂尖的16 nm FinFET工藝,。當(dāng)時(shí)的海思在工藝上并不領(lǐng)先;規(guī)模上,在臺(tái)積電的客戶清單上排名50位左右,。所以,導(dǎo)入16mm,這幾乎就是“ mission impossible”(不可能完成的任務(wù))。這個(gè)任務(wù)能完成嗎?

  作為一家半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司,海思對(duì)先進(jìn)工藝的追求是鍥而不舍的,而先進(jìn)工藝又是最難的,。按照提前2~3年立項(xiàng)的時(shí)間節(jié)奏,2013年,海思就開始規(guī)劃麒麟950,工藝是一項(xiàng)重要規(guī)格,。那時(shí)手機(jī)芯片的主流制造工藝是28m。對(duì)于2年后要上市的麒麟950,海思如何選擇,?

  為什么選擇16 nm FinFET?

  持續(xù)數(shù)十年的 Bulk cmos(體效應(yīng)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)工藝技術(shù)在20mm走到盡頭,加州大學(xué)伯克利分校胡正明教授在20年前就開始探索并發(fā)明的基于立體型結(jié)構(gòu)的 FinFET晶體管技術(shù)和基于SOI的超薄絕緣層上硅體技術(shù)的UTB-SOI(超薄通道絕緣體上硅)技術(shù),也就是行業(yè)內(nèi)常說的FD-SOI(全耗盡絕緣體上硅)晶體管技術(shù),能解決半導(dǎo)體制程到25m后的制造和功耗難題,成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)僅有的兩個(gè)重要選擇,。因?yàn)樗膬蓚€(gè)重要發(fā)明,摩爾定律在今天得以再續(xù)傳奇,。

  但實(shí)際上,從胡教授在20世紀(jì)90年代發(fā)明 FinFET技術(shù),到2015年 FinFET技術(shù)量產(chǎn),這中間卻用了近20年的時(shí)間。

  海思很早就意識(shí)到了手機(jī)芯片工藝的技術(shù)極限,2012年底,海思總裁何庭波拜訪胡正明教授,向其請教 FinFET技術(shù)在16m工藝上的可實(shí)現(xiàn)性,做出了通過技術(shù)創(chuàng)新突破瓶頸的選擇:跳過20nm,開始了16 nm FinFET+工藝的技術(shù)突破之旅,。在兩年后的2015年,在麒麟950發(fā)布會(huì)上,胡正明教授談16 nm FinFET技術(shù)的視頻,令所有與會(huì)者震撼,。這是后話。

  臺(tái)積電:為什么要和海思在頂尖工藝上合作?

  雖然做出了選擇16 nm FinFet+工藝的決定,但要真正實(shí)現(xiàn)商用卻面臨著巨大的難題和挑戰(zhàn),。

  首先是16 nm FinFET工藝的生產(chǎn)和制造問題,當(dāng)時(shí)在手機(jī)芯片制造領(lǐng)域擁有 FinFET技術(shù)的芯片制造商臺(tái)積電(TSMC),對(duì)芯片設(shè)計(jì)廠商的技術(shù)水平、技術(shù)積累,、商用經(jīng)驗(yàn)和商用規(guī)模都有著極高的要求,。

  2013年初的海思,手機(jī)芯片的量確實(shí)不大(麒麟910是2013年下半年才商用),更沒有后來成為爆款的麒麟920,所以在臺(tái)積電那里根本算不上大客戶.在先進(jìn)工藝上海思又一直處于跟隨的狀態(tài),并沒有率先商用頂尖工藝的經(jīng)驗(yàn)。所以,當(dāng)時(shí)幾乎看不到臺(tái)積電與海思在頂尖工藝上合作的可能性,。

  2013年1月,一個(gè)寒冷的午后,海思總裁何庭波帶領(lǐng)骨干成員去臺(tái)灣拜會(huì)了時(shí)任臺(tái)積電輪值CEO劉德音先生,Leo是其中一員,。他回憶道:到達(dá)臺(tái)灣的當(dāng)天,何庭波不巧生病了,發(fā)著高燒,但她還是堅(jiān)持第一時(shí)間去臺(tái)積電拜訪。正是這次重要的會(huì)面,促成了雙方在間16nm FinFET上的戰(zhàn)略合作,。

  海思作為大陸領(lǐng)先的芯片設(shè)計(jì)廠商,在臺(tái)積電有著優(yōu)秀的量產(chǎn)紀(jì)錄,和臺(tái)積電有著良好的合作關(guān)系,更重要的是具有清晰的戰(zhàn)略思路,。那時(shí),華為手機(jī)已經(jīng)決定做自有品牌高端手機(jī),而其他領(lǐng)先芯片設(shè)計(jì)公司大多選擇了在其他代工廠生產(chǎn),臺(tái)積電迫切需要一個(gè)與之抗衡的大客戶這個(gè)大客戶很可能就是海思??梢哉f,臺(tái)積電看到了海思芯片在華為手機(jī)未來全球版圖規(guī)劃中的重要性,深刻地意識(shí)到此次合作對(duì)于雙方的戰(zhàn)略意義,于是選擇海思作為16mn全球首發(fā)芯片合作伙伴,麒麟950終于拔得16nm頭籌,。

  同樣是16m,麒麟950還做了幾次切換:先是16nm LL(能效比較好),后來切換到GL(性能比較好),最后確定 FinFET Plus。芯片主管 William說:這無異于一輛汽車在飛馳中換引擎,開發(fā)工作量非常大,。2013年10月21日立項(xiàng),在2014年底投片之前,大家都異常焦慮,。果然,一堆問題冒出來了。)

  首款自研 LPDDR:為什么要走鋼絲?

  先進(jìn)的工藝總是伴隨著很多工程化的難題,16 nm FinFEE新工藝要求單芯片集成的晶體管數(shù)目從20億個(gè)增加到30億個(gè),金屬互連的難度成倍提升;基于3D結(jié)構(gòu)的晶體管,工藝復(fù)雜度大幅增加,。

  與此同時(shí),麒麟950還首次搭載自研的 LPDDR,這是當(dāng)時(shí)最有挑戰(zhàn)性的技術(shù)方案之一,。在選擇更有競爭力但技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)更大的LPDDR4,還是技術(shù)成熟風(fēng)險(xiǎn)更小的 LPDDR3的問題上,當(dāng)時(shí)內(nèi)部意見很不統(tǒng)一。經(jīng)過五次反復(fù),最終決定兩代都做,。同時(shí)兼容LPRRD3和 LPDDR4,業(yè)界沒有可以參考的經(jīng)驗(yàn),甚至第一次面對(duì)定義封裝的問題,首款,、自研,這些字眼里充滿了風(fēng)險(xiǎn),負(fù)責(zé)芯片開發(fā)的高層主管 George親自和 William帶了30人的團(tuán)隊(duì),一起和DDR研發(fā)主管Leo的團(tuán)隊(duì)檢驗(yàn)設(shè)計(jì),每天看代碼、看設(shè)計(jì),。期間出現(xiàn)的警告log(日志)多達(dá)幾萬條,大家就一條一條過,每天都忙到夜里十一點(diǎn),有同事甚至累到病倒,。當(dāng)時(shí)還趕上春節(jié),大家也都基本沒有休息,時(shí)刻在擔(dān)心最終的效果。Leo說:時(shí)候簡直像在走鋼絲,。

  慶幸的是鋼絲終于走過去了,。回過頭來想,同時(shí)實(shí)現(xiàn)LPDDR3和LPDR4是多么英明的決策: LPDDR3已經(jīng)成熟,可以快速調(diào)試和部署,爭取寶貴的時(shí)間窗口,不影響整體芯片的開發(fā),并且可以支撐中低端手機(jī); LPDDR4面向未來,增強(qiáng)競爭力,。

  此外,團(tuán)隊(duì)還解決了銅污染,、MIM(金屬注射成形)技術(shù)等各種問題。每個(gè)問題也是艱苦攻關(guān)才得以解決,。

  麒麟950:終于站上工藝最前沿,這是整個(gè)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)舉和驕傲

  最終,華為在16 nm FinFET工藝上,在2014年4月實(shí)現(xiàn)業(yè)界首次投片——在海思的網(wǎng)絡(luò)處理器Phosphor 660(它就是現(xiàn)在的鯤鵬920的前身)上,2015年1月實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)投片——在麒麟950上,并于10月實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)發(fā)貨,。麒麟950終于實(shí)現(xiàn)了16 nm FinFeT工藝的率先商用,。從 FinFET技術(shù)概念的提出,到今天16 nm FinFET技術(shù)在華為麒麟芯片得到商用,20年的過程艱難又曲折。

  自此,海思開啟工藝領(lǐng)先之路,。麒麟960第一次在封裝工藝上站上業(yè)界最前沿,并且其安全性達(dá)到了金融級(jí)安全標(biāo)準(zhǔn),。2016年l1月,麒麟960榮膺第三屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)“領(lǐng)先科技成果”。麒麟970采用了當(dāng)時(shí)業(yè)界最頂尖的10nm工藝,。但更重要的是,麒麟970首次在手機(jī)SoC中集成了專用NPU(嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器),開啟了端側(cè)AI行業(yè)先河,其難度也是非常大的,。麒麟980是業(yè)界首款7nm工藝的手機(jī)SoC芯片。7nm相當(dāng)于70個(gè)原子直徑,逼近了硅基半導(dǎo)體工藝的物理極限,麒麟980實(shí)現(xiàn)了在針尖上翩翩起舞,。

  ISP:全球人才布局,麒麟拍照如何做到從追趕到一騎絕塵?

  2013年夏天的一個(gè)周末,在法國海邊小城尼斯,Joe和8位“居家好男人”一起“組團(tuán)”去家具城買家具,他們買了若干桌子,、椅子、柜子等,用自己的私家車運(yùn)到空空如也的辦公室,卸貨,組裝,忙得不亦樂乎,。終于,他們擁有了像樣的辦公環(huán)境,。

  那天正好是中國的傳統(tǒng)節(jié)日端午節(jié)。Joe去超市給法國同事們買來了粽子,想讓他們嘗嘗中國的傳統(tǒng)美味,。法國同事們對(duì)中國文化和美食非常感興趣,讓Joe覺得好笑又溫暖的是,因?yàn)槭堑谝淮纬贼兆?他們不知道粽子皮能不能吃,。作為圖像圖形學(xué)的科學(xué)家, Stephen解決這個(gè)問題的辦法是:試下。他咬了一口,覺得粽子皮太硬了,于是得出結(jié)論:應(yīng)該不能吃,。

  他們是麒麟芯片拍照團(tuán)隊(duì)的成員,。

  在麒麟950之前,華為沒有自研的ISP。早在2011年,就有人反映華為手機(jī)拍照功能不盡如人意,。在一次高層會(huì)議上,任總問海思總裁何庭波:“為什么華為手機(jī)的拍照不強(qiáng)?”何庭波說:我們?nèi)狈ψ匝蠭SP,。”任總說:“為什么不投資做自研ISP?”何庭波說:“沒錢,?!比慰傉f:“沒人投,我投!”

  經(jīng)過多方論證和準(zhǔn)備,2012年,麒麟團(tuán)隊(duì)終于啟動(dòng)了自研ISP的立項(xiàng),商用目標(biāo)是2015年的麒麟950及Mate 8手機(jī)。隨后,ISP團(tuán)隊(duì),、3A(自動(dòng)對(duì)焦,、自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡)算法團(tuán)隊(duì)和PQ(圖像質(zhì)量)團(tuán)隊(duì)開始籌備和構(gòu)建,但還是缺人,缺專家,。

  2012年,TI解散了他們的ISP團(tuán)隊(duì)OMAP(TI的開放式多媒體應(yīng)用平臺(tái))聽到這個(gè)消息,負(fù)責(zé)芯片研發(fā)的老大 George第一時(shí)間飛到海外,希望將Ti的ISP團(tuán)隊(duì)吸納過來,。可是,他見了OMAP在全球不同城市的人,都沒有收獲,很多優(yōu)秀的人才要么已經(jīng)被其他公司搶走,要么就是不符合海思的要求,。George很失望,。

  正在這時(shí),一位朋友告訴他,TI在法國尼斯還有個(gè)團(tuán)隊(duì),可以去碰碰運(yùn)氣。于是 George立即飛往尼斯,。這次運(yùn)氣不錯(cuò), George與溫文爾雅,、思維縝密的 Stephen相見恨晚,力邀其加盟。自此,ISP團(tuán)隊(duì)正式組建,除尼斯外,還有北京,、深圳,、上海,、日本等團(tuán)隊(duì),大約100多人,全力投入ISP技術(shù)攻關(guān)。Robin和Joe就是那個(gè)時(shí)候從其他團(tuán)隊(duì)抽調(diào)過來的, Robin擔(dān)任ISP芯片團(tuán)隊(duì)主管,Joe是SE(系統(tǒng)工程師)

  Joe于2013年5月去尼斯,與 Stephen等8位同事并肩作戰(zhàn),。剛開始的時(shí)候,沒有辦公室,。大家在一個(gè)公共寫字樓里租了一間大約20平方米的會(huì)議室,里面只有一張會(huì)議桌,9位同事圍著這張桌子辦公。沒有網(wǎng)絡(luò),大家只能靠手機(jī)的無線信號(hào)網(wǎng)絡(luò)工作,。

  這種情況持續(xù)了一個(gè)半月左右,辦公地點(diǎn)終于定了下來,有了自已獨(dú)立的辦公室,但里面什么都沒有,也沒有行政人員幫忙,。按照當(dāng)?shù)氐霓k事流程,這些都配齊,可能還要兩三個(gè)月,于是就出現(xiàn)了文章開頭所描述的場景:大家干脆自己去家具城買辦公家具,自己動(dòng)手組裝。這期間,Joe與尼斯團(tuán)隊(duì)一起經(jīng)歷了跨國工作的磨合期——大家來自不同的國家,面臨語言障礙和文化差異,粽子皮能不能吃,只是文化差異的一個(gè)小縮影,。最終,大家克服語言障礙,、團(tuán)隊(duì)熟悉度不足、工作習(xí)慣和環(huán)境差異等問題,形成了協(xié)同,、高效的戰(zhàn)斗力和良性的工作氛圍。

  大家都很關(guān)注自研ISP的成像效果,不同部門的人也都在積極配合,。Robin回憶,當(dāng)時(shí)華為終端部門對(duì)麒麟自研ISP非常重視,硬工部老大親自坐在電腦前,,一張一張地對(duì)比圖片成片質(zhì)量。秘書們義務(wù)幫忙,進(jìn)行圖片盲測,對(duì)麒麟芯片以及其他手機(jī)拍攝的圖片進(jìn)行對(duì)比和排序,發(fā)現(xiàn)有不好的,及時(shí)返回給算法改進(jìn),。

  用戶拍照體驗(yàn)好不好,除了ISP芯片本身,軟件和算法解決方案也至關(guān)重要,。Robin和Joe的芯片團(tuán)隊(duì)已工作了近兩年,而大量的解決方案軟件和算法亟待開發(fā)或成熟,時(shí)間已非常緊張。2015年4月,Roc加入拍照團(tuán)隊(duì),擔(dān)任麒麟拍照解決方案研發(fā)主管,那時(shí)距離自研ISP回片時(shí)間不到一個(gè)月,距離首產(chǎn)品Mate 8手機(jī)商用也不到半年,。他緊急整合解決方案軟件,、算法、PQ團(tuán)隊(duì),與ISP芯片,、終端,、2012媒體工程部等兄弟團(tuán)隊(duì)集中隊(duì)伍、協(xié)同作戰(zhàn),。開始時(shí)拍照的體驗(yàn)很不理想,功耗,、性能、基礎(chǔ)效果體驗(yàn)都大幅度落后競品,他帶領(lǐng)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)持續(xù)開發(fā),、攻關(guān)和優(yōu)化,在Mate8上市前的半年時(shí)間里,經(jīng)常每天晚上11點(diǎn)開晚例會(huì),每月休整1~2天,終于功耗,、性能、基礎(chǔ)效果體驗(yàn)的問題都陸續(xù)得到解決,拍照體驗(yàn)的競爭力開始浮出水面,。

  經(jīng)過3年多的艱難攻關(guān),在2015年推出的麒麟950上,海思第一代自研ISP正式亮相,。首產(chǎn)品即商用,這在海思?xì)v史上還是很少見的,但這次自研ISP不負(fù)眾望,支持14bit雙ISP,吞吐率性能提升4倍,高達(dá)960 MPixel/s(每秒百萬像素),讓Mate 8手機(jī)拍照效果實(shí)現(xiàn)了大幅提升。但Roc的團(tuán)隊(duì)幾乎一口氣都沒有歇,立即投入P9的拍照能力的攻關(guān),。它們兩個(gè)最大的不同是:Mate8只考慮單攝像頭,而P9是雙攝像頭,所以需要修改架構(gòu),。

  終于,到第二年第一季度,自研ISP技術(shù)與徠卡雙鏡頭“雙劍合璧”,助力P9、P9 Plus成為2016年的明星手機(jī)產(chǎn)品,黑白彩色雙攝開啟了華為手機(jī)拍照優(yōu)勢的新篇章,。當(dāng)時(shí)一家著名分析機(jī)構(gòu)的首席分析師如此評(píng)價(jià)麒麟自研ISP“這比買商用ISP肯定更貴,但值得,?!?/p>

  事實(shí)證明一切,麒麟960拍照性能繼續(xù)提升。麒麟970不僅ISP性能得到提升,還開創(chuàng)性地融入了AI,搭載麒麟970的華為Mate10和P20手機(jī)都分別沖上了 DXOMark(法國知名圖像處理軟件DO公司推出的成像質(zhì)量排行榜)榜單第一;而P20 pro更是在 DXOMark榜單第一的位置上穩(wěn)居一年多,直到被后來的搭載麒麟980的P30 pro超越,。

  唯堅(jiān)持,得突破,。選擇最難走的道路,看最美的風(fēng)景,這需要智慧和勇氣,更需要巨大的努力和付出。每一代麒麟的演進(jìn),都“太難了”,但即使是在最難的時(shí)刻,團(tuán)隊(duì)也沒有放棄對(duì)創(chuàng)新的追求,。麒麟為什么能成功?是因?yàn)榇蠹议L期堅(jiān)持追求三個(gè)詞Focus(聚焦),、 Persevere(堅(jiān)持)、 Breakthrough(突破)

  注:文中 Julian,、Paul,、 George、 William,、King,、Sean、Benjamin,、 Orion,、Jery、Jim,、 Andrew,、 Robin、 James,、Jary,、Joe、Leo,、Roc等均為化名,。他們可能不是特定的某個(gè)人而是這么多年來矢志奮斗的麒麟和巴龍團(tuán)隊(duì)的縮影。


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