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麒麟絕唱,,華為“芯”傷

2020-10-23
來源: 雷鋒網(wǎng)
關(guān)鍵詞: 華為 Mate40 麒麟9000

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  ”華為Mate 40搭載了強大的麒麟9000芯片,,是華為史上最強大的芯片?!坝喑袞|在華為Mate 40的發(fā)布會上介紹到,。

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  根據(jù)余承東的介紹,麒麟9000是世界上首個采用5nm制程的5G手機SoC,,集成153億個晶體管,,相比于A14多了30%,集成8核CPU,、24核GPU和NPU AI處理器,,另外還搭載華為自研第三代5G移動通信芯片,與同類旗艦芯片相比均有速度方面的提升,,表現(xiàn)優(yōu)異,。

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  不過這一款”世界尖端的5G SoC“,在備受打壓之下即將成為華為手機芯片史上的絕唱,。

  ”絕唱“一詞,,給予麒麟9000肯定的同時略顯悲壯。

  悲壯之外,,華為從自研手機芯片發(fā)展至今,,還經(jīng)歷了什么樣的變化?

  復(fù)盤華為手機芯片的發(fā)展歷程,,可以用”一切皆有可能“概括之,。

  1

  從GSM到華為終端公司

  在華為手機芯片發(fā)展史上,有兩個不可或缺的部分,,華為終端公司和海思半導(dǎo)體,。

  華為最早以交換機起家,之后注重?zé)o線技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā),,成立終端公司則是一次戰(zhàn)略失誤后的決定,。

  早在1995年,華為就看好無線通信網(wǎng)的未來,,鑒于CDMA的高端技術(shù)幾乎被美國高通所壟斷,,華為選擇了另一種無線通信技術(shù)——全球移動通信技術(shù)(GSM)產(chǎn)品的自主研發(fā)。

  1997年,,中國移動采用的GSM設(shè)備在國內(nèi)移動用戶占有率達(dá)到42.5%,,在國內(nèi)移動通信市場取得巨大成功??粗羞@塊市場,,同年7月,華為用第一代自研GSM系統(tǒng)成功撥通第一通電話后,,便立即集中火力投入到GSM商用產(chǎn)品的研發(fā),,甚至為避免資源分散,放棄了已經(jīng)取得一點成績的CDMA的研發(fā)。至于當(dāng)時從日本傳來的小靈通(PHS)技術(shù),,華為認(rèn)為該技術(shù)落后,,很早就放棄了。

  然而,,世事難料,,郵電拆分后,中國電信遲遲拿不到移動牌照,,選擇了PHS,,而中國聯(lián)通也選擇了CDMA,華為既沒有打入中國電信和中國聯(lián)通的市場,,也遲遲未進(jìn)入中國移動的主流GSM市場,。不過華為沒有屈服,而是反倒以更強的力量投入到GSM產(chǎn)品的更新?lián)Q代之中,,順勢開始研發(fā)3G,,這才有了后來的終端公司。

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  ”當(dāng)年我們沒有想過做終端,,是被逼上馬的,。華為的3G系統(tǒng)賣不出去,是因為沒有配套手機可以用,?!叭握钦劶俺闪⒔K端公司的原因時說到。

  2003年,,華為斥資十億做手機,,并成立了獨立的終端公司。在很長的一段時間里,,華為手機的發(fā)展并不順利,,為了在手機紅海中殺出一條路來,華為手機選擇做搭配自己的3G系統(tǒng)做運營商定制機,,但利潤率極低,,甚至險些在2008年被賣掉。

  但正是這在風(fēng)暴中存活下來的華為手機,,日后成為華為手機芯片成長路上的”最強輔助“,。

  2

  終端公司與海思手機芯片,從單干到合體

  在華為終端公司成立不久后不滿一年的時間里,,海思半導(dǎo)體也成立,,其設(shè)計的芯片獨立核算、獨立銷售,,內(nèi)部稱為”小海思“。

  海思半導(dǎo)體的前身是1991年成立的華為集成電路設(shè)計中心,在華為的支持下,,海思半導(dǎo)體成長迅速,。根據(jù)ICinsights數(shù)據(jù)顯示,2017年海思的銷售額已達(dá)47.15億美元(約317億元人民幣),,躋身全球十大芯片設(shè)計公司,,位居第七。

  在做手機芯片之前,,”小海思“做過SIM卡芯片,、視頻監(jiān)控芯片、機頂盒芯片等業(yè)務(wù),。雖然海思半導(dǎo)體和華為終端公司成立時間間隔不久,,但根據(jù)華為老兵戴輝的介紹,海思決定做手機芯片,,是被渴望賺快錢所刺激的,,與終端公司并沒有什么關(guān)系。從華為手機芯片初期的商業(yè)模式來看,,確實如此,。

  2006年,聯(lián)發(fā)科推出GSM的交鑰匙解決方案,,山寨的GSM功能機產(chǎn)業(yè)迅速崛起,,海思看得眼紅,希望能夠復(fù)制聯(lián)發(fā)科的模式,,同年著手啟動GSM智能手機交鑰匙解決方案的開發(fā),。

  歷經(jīng)三年,終于在2009年,,海思推出第一個GSM低端智能手機解決方案,,采用Windows Mobile操作系統(tǒng)。其中基帶處理器(BP)技術(shù)自研,,技術(shù)源自華為GSM基站,。應(yīng)用處理器(AP)芯片名為K3V1,采用110nm工藝制程,,當(dāng)時競爭對手的工藝制程已經(jīng)達(dá)到65nm,、55nm甚至是45nm。

  這里的工藝制程代表的是集成電路的精細(xì)度,,一般而言,,工藝制程越先進(jìn),器件的特征尺寸越小,,集成度越高,,功耗就會降低,,器件性能得到提高。110nm相對于45nm而言,,意味著高功耗和低性能,,加上Windows Mobile操作系統(tǒng)也已日落西山,有方案沒客戶,,華為第一代GSM戰(zhàn)績慘烈,。

  即便是借鑒聯(lián)發(fā)科找山寨廠做整機也沒能大賣,K3V1最終還是淪為”試錯“產(chǎn)品,。這也讓華為意識到,,聯(lián)發(fā)科的模式無法復(fù)制,要想讓華為的芯片存活,,就要依靠自己的手機,,移動終端和手機芯片必須結(jié)合起來,。

  2009年,,移動終端芯片從海思半導(dǎo)體轉(zhuǎn)移到華為的移動終端公司體內(nèi),也就是內(nèi)部所稱的”大海思“,,為補償海思半導(dǎo)體的前期投入,,移動終端公司為其支付3千萬美元,。

  自此,海思移動終端芯片的商業(yè)模式徹底改變,,并由有”拼命三郎“之稱的王勁負(fù)責(zé)移動終端芯片的研發(fā),。

  王勁帶領(lǐng)團(tuán)隊設(shè)計出用于處理通信協(xié)議的”巴龍“芯片后,時隔兩年,,即2012年開發(fā)出第二款手機SoC芯片K3V2,,采用Arm架構(gòu),支持安卓操作系統(tǒng),。

  這顆芯片有很多突破性的成績,,它是第一顆用在華為自家手機上的芯片,是當(dāng)時業(yè)界最小的手機芯片,,也是繼英偉達(dá)tegra3之后的第二顆四核A9處理器,。

  突破性成績的另一面,是臺積電40nm工藝制程和比較少見的來自Vivante公司的GC4000 GPU,,同時期的高通APQ8064和三星Exynos4412都已經(jīng)用上了28,、32nm的工藝。相比之下,,K3V2功耗高發(fā)熱量大,,GPU兼容性差。

  當(dāng)時分管海思市場營銷的艾偉曾表示,,K3V2雖然是當(dāng)時較為成熟的一款產(chǎn)品,,但相比同時期高通的旗艦處理器仍有明顯差距,。K3V2帶給手機用戶的糟糕體驗并沒有獲得市場的認(rèn)可。

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  華為Ascend D 手機,,圖片源自愛搞機

  盡管K3V2飽受詬病,,但是華為一直堅持在自家的手機上用這款芯片,不斷從軟件側(cè)和硬件側(cè)改進(jìn),,從D系列開始,P系列,、Mate系列均是搭載K3V2,,直到P6,連余承東都開始動搖了,,任正非還是堅持要用,。當(dāng)時有網(wǎng)友調(diào)侃余承東:”海思恒久遠(yuǎn),一顆(K3V2)永流傳“,。

  至于為什么要堅持用K3V2,,這是華為相比于其他手機廠商的優(yōu)勢,華為手機為海思芯片提供了試錯的機會,,而海思芯片正是在不斷試錯中一點一點改進(jìn),。在任正非看來,海思芯片是華為手機的長遠(yuǎn)戰(zhàn)略投資,,是需要聚焦的主航道,,需要花大力氣投入,為此任正非還不惜砍掉了歐洲運營商上千萬的定制手機,。

  華為將自研芯片最終賭注押在P6上,。P6是一款定價較低的超薄旗艦手機,厚度6.18毫米,,采用大量前沿工藝,,依然搭載做了少許改進(jìn)但本質(zhì)上并沒有太多變化的1.5GHz的海思K3V2四核處理器。

  無論是從P6的生產(chǎn)上,,還是從P6的傳播上,,華為幾乎都耗盡全力,拼死一搏,,生產(chǎn)時研發(fā)團(tuán)隊沒日沒夜地在生產(chǎn)現(xiàn)場蹲守,、推廣時地毯式地廣告轟炸和媒體投放。

  終于,,P6成為中端機型中的爆款,。不幸的是,王勁在此次”戰(zhàn)役“中勞累過度,,因病逝世,,幸運的是,,王勁及其團(tuán)隊的努力沒有白費,華為手機芯片開始走上坡路,。

  3

  華為手機加麒麟SoC的高光時代

  王勁之后,,胡波接任,華為手機芯片厚積而薄發(fā),。

  正如”麒麟“這一中國神獸的名字一樣,,作為華為的”神獸“,麒麟芯片帶領(lǐng)華為走向新高度,。

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  2014年初,,華為海思推出了首款手機SoC麒麟910,作為全球首款四核SoC芯片,,搭載4x A9 1.6GHz CPU,,Mali-450 GPU,支持LTE 4G網(wǎng)絡(luò),,實現(xiàn)了性能與功耗的平衡,,華為Mate2、P6 S,、P7,、H30等手機均搭載麒麟910,贏得得了良好的口碑,。

  這也是華為海思麒麟SoC時代的起點,。

  事實上,繼K3V2之后,,2012年底,,華為內(nèi)部針對要不要繼續(xù)開發(fā)K3V2 Pro版本討論過一段時間,但后來覺得其競爭力弱,,停掉此項目,,并于2013年立項了名為”K3V3“的新項目,期望在做一顆規(guī)格領(lǐng)先的獨立芯片,,外掛一顆全球首發(fā)支持的LTE Cat.6的巴龍720芯片,,采用應(yīng)用處理器外掛基帶的模式交付終端客戶。

  不過,,就在項目按計劃進(jìn)行時,,華為芯片研發(fā)主管William指出這種交付模式的成本競爭力不夠,希望能夠在保證規(guī)格競爭力的同時降低整體成本,。團(tuán)隊最終決定,,采用整合AP和BP的SoC方式,并確定于2013年4月投片,。

  麒麟910之后,,與其并行開發(fā)的麒麟920也于同年推出,,大膽采用四大核A15與四小核A7 CPU相結(jié)合的架構(gòu),性能與功耗均衡,,取得突破性成績,。當(dāng)時搭載麒麟920的Mate 7發(fā)布時十分火爆,華為手機部門的老員工都搶不到貨,。

  2014年,,華為首款64位手機SoC麒麟620發(fā)布,搭載該顆芯片的榮耀6X成為華為首款出貨量超過一千萬的手機,。至于麒麟600系列首款SoC為何叫麒麟620而不是610,,是因為華為此前規(guī)劃了32位的麒麟610,后來轉(zhuǎn)為64位,,計劃終止。

  2015年,,華為海思相繼推出麒麟930和麒麟950,,麒麟930是900系列從32位向64位轉(zhuǎn)化的節(jié)點,麒麟950更是取得突破性成績,,直接跳過20nm工藝制程,,是業(yè)界率先使用臺積電16nm FinFET(鰭式場效應(yīng)晶體管)工藝的SoC。

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  盡管隨著摩爾定律的演進(jìn),,16nm放在今天已經(jīng)不能算是特別尖端的工藝,,但在2015年卻站在全球半導(dǎo)體工藝的最前沿。當(dāng)時的海思規(guī)模小,,在臺積電的客戶排名上處于50名開外的位置,,想要率先導(dǎo)入16nm工藝,不僅面臨著工程化難題,,還面臨著合作難題,。

  麒麟能夠率先用上16nm工藝,得益于華為海思總裁何庭波的前瞻性,,她很早就意識到手機芯片工藝的技術(shù)極限,,在手機芯片主流市場普遍使用28nm的時候,就開始思考2年后的麒麟該何去何從,。

  2012年底,,何庭波拜訪FinFET晶體管技術(shù)發(fā)明者胡正明教授,請教FinFET技術(shù)在16nm工藝上的可實現(xiàn)性,,此后決定直接跳過20nm,,專注16nm的技術(shù)突破。

  2013年1月,,何庭波帶領(lǐng)海思骨干成員去臺灣拜訪時任臺積電輪值CEO劉德音,,盡管2013年的華為海思手機芯片產(chǎn)量不大,,但臺積電卻看到了海思芯片在華為手機未來全球版圖規(guī)劃中的重要性,促使兩者在此次會面中達(dá)成戰(zhàn)略協(xié)議,,海思成為臺積電16nm首發(fā)合作伙伴,。

  除了先進(jìn)工藝,麒麟950還有其他跨越性成績:首次實現(xiàn)自研ISP(圖像信號處理),、DDR(雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器),、Phy(端口物理層)、PMU(電源管理單元)并商用,,采用新一代自研芯片,,支持全國漫游……

  據(jù)悉,相比于麒麟930,,麒麟950在性能提升11%的同時,,功耗降低20% ,圖形生成能力提升100% ,。

  后來,,從麒麟960到麒麟990的迭代,麒麟SoC也分別率先使用10nm和7nm+工藝,,華為海思一次又一次站上世界半導(dǎo)體工藝的最前沿,,躍升為臺積電的第二大客戶。

  今年4月,,國內(nèi)分析機構(gòu)CINNO Research發(fā)布的月度半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)報告顯示,,華為海思在中國智能手機處理器市場的份額達(dá)到43.9%,首次超越高通,。在之后IC Insights公布的2020年第一季度全球前十大半導(dǎo)體廠商中,,海思首次位居其中,而這些成績也逐漸被國際科技巨頭視為有力的競爭對手,。

  4

  重重打壓,,麒麟9000或成絕唱

  從古至今,似乎可以將打擊分為兩種,,”落后就要挨打“和”槍打出頭鳥“,,華為屬于后者。

  2018年,,美國政府開始針對華為采取制裁措施:反對華為與美國電話電報公司 AT&T 簽約,,禁止華為手機進(jìn)入美國市場;美國政客多次表示華為手機留”后門“并竊取用戶數(shù)據(jù),,呼吁盟友禁用華為設(shè)備,;8 月簽署《國防授權(quán)法案》,禁止美國政府和政府承包商使用華為和中興的部分技術(shù)等等。

  最終在2019年5月15日,,華為公司及其 70 家附屬公司被美國商務(wù)部工業(yè)與安全局(BIS)列入出口管制”實體名單“,,盡管海思的備胎一夜之間全部轉(zhuǎn)正,但不得不面對麒麟芯片原先所依賴的全球產(chǎn)業(yè)鏈斷裂,、生產(chǎn)陷入困境的事實,。

  華為采取了許多補救措施,一邊瘋狂加碼產(chǎn)能,,一邊尋找實體名單之外的公司尋求合作,,但是美國政府的打擊力度越來越大,被列入實體名單的公司越來越多,,華為最擔(dān)心的事情還是發(fā)生了:自2020年9月15日起,,臺積電等代工廠不再為華為代工。

  余承東在中國信息化百人會2020年峰會上遺憾地表示,,今年可能是麒麟高端芯片發(fā)展的最后一代,。與此同時,原本應(yīng)該發(fā)布的麒麟1020處理器”憑空消失“,,麒麟9000取而代之,,這一行動被外界解讀為是華為將原本的麒麟1020處理器改名為麒麟9000,期望在未來靠自己的力量來彌補從1000到9000的差距,,不僅有設(shè)計芯片的能力,還有自己制造手機芯片,,即從只做設(shè)計和銷售的Fabless模式轉(zhuǎn)變?yōu)檫€包括制造,、封裝測試在內(nèi)的IDM模式。

  不過,,從全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)商業(yè)模式的發(fā)展來看,,為了擴大生產(chǎn)規(guī)模和提高競爭力,從IDM轉(zhuǎn)變?yōu)镕abless的公司較多,,礙于全球已有的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈格局和資金風(fēng)險,,幾乎沒有Fabless成功演變?yōu)镮DM公司。

  轉(zhuǎn)變或者不轉(zhuǎn)變,,擺在華為面前的,,都是難題。

  5

  雷鋒網(wǎng)小結(jié)

  縱觀華為手機芯片發(fā)展歷程,,在不到20年的時間里,,從堅持不做手機到轉(zhuǎn)變觀念成立終端公司,從備受群嘲的K3V2到一騎絕塵的麒麟芯片,。

  雖然華為手機芯片之路暫時將在麒麟9000畫下句點,,但華為手機芯片的明天同樣值得期待,就像當(dāng)初華為堅持在自己的手機上用K3V2時,,沒有人能夠預(yù)料華為能夠設(shè)計出業(yè)界領(lǐng)先的麒麟芯片,。

  華為手機芯路,,一切皆有可能。

 

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