「故事」華為芯征程

本文轉載自：伐柴商心事

作者：大帥去伐柴

「新產品研發不成功，你們可以換個工作，我只能從這裡跳下去了！」49歲的任正非站在深圳南油深意工業大廈五樓的窗邊，對著研發工程師們喃喃地說。

1993年，是他職業生涯的第二個低谷。

華為費勁全力開發出來的空分模擬局用交換機JK1000剛一問世就面臨技術被淘汰的窘境。

任正非又孤注一擲地開始了數字程控交換機C&C08的研發。

舊的項目沒有帶來利潤，新的項目又投進去幾百萬，華為的現金流迅速陷入困境。

25年前的中小民營企業境遇和現在也沒什麼區別，銀行不給貸款，任正非只能借高利貸來勉強度日。

老闆愁，工程師也愁。

華為在C&C08項目前，只有過時的空分模擬JK1000交換機研發經驗，對於數字程控技術壓根就沒有積累。

大家都是硬著頭皮現學現賣，技術問題終日不斷。

任正非沒辦法，收起愁容，每天去員工宿舍給工程師打氣，他告訴眾人：「十年後，華為要和AT&T、阿爾卡特三足鼎立，華為要占據三分之一的天下！」[1]

大家對老闆畫的餅一笑置之，很快，又重歸嚴肅。

因為所有人都明白，華為的身家性命，都綁在這一個產品身上了。

一、基礎研究部

90年代初期，國內的交換機市場被「七國八制」占領，型號品種更是五花八門。

如何差異化地將C&C08做成拳頭產品，是擺在所有參研人員面前的首要問題。

C&C08A原型機採用通用器件來實現數字交換，一個功能就需要一個機櫃來實現，看起來傻大黑粗。

從瘦身和降成本的角度，大家都把目光投到了「小低輕」的晶片研發上來。

工欲善其事，必先利其器。

儘管總想著跳樓，但在技術投入上任老闆從不含糊。

在一屁股債的情況下，他仍咬著牙東拼西湊了十幾萬美元，從國外買來一套EDA設計軟體，支持晶片研發。

有了自己的EDA工具，由從908工程無錫華晶挖來的李征負責，經過夜以繼日的開發和驗證，具有2K*2K無阻塞交換功能的專用集成電路（ASIC）當年就問世了[2]。

這顆拇指大小的晶片，被命名為SD509。

SD509並不是華為自研的第一款晶片。

早在1991年，任正非就從隔壁的億利達挖來了硬體工程師徐文偉（大徐），由他組建了華為的集成電路設計中心。

在大徐的主持下，葉青等人反向開發了一款數字晶片SD502，這是華為晶片研發的發端。

功夫不負有心人，C&C08在1993年年中研發成功，採用SD509的A型機更加緊湊美觀，更憑藉同類產品一半的價格迅速進入農村市場。

隨後，華為乘勝追擊，研發了萬門C型機，並在1994年成功開局，實現了對市話的突破。

華為的業務開始從農村進入城市。

C&C08是華為研發的里程碑，自研晶片在其中起到了重要作用，華為也因此實現了跨越式發展。

1994年，C&C08銷售達到8億元，1995年達到15億元，到2003年，累計銷售額達到千億元，成為全球銷售量最大的交換機機型。

然而，企業一大，問題就多，尤其是在草莽時期的華為。

並行開展的多個項目缺乏統一管理，版本混亂。

研發力量分散，資源重複浪費，沒法形成合力。

一段時間，「救火隊員」甚至比項目經理還受歡迎。

1995年3月，華為的「二號首長」——總工鄭寶用意識到這個問題，把各業務部抽象出來，成立了中央研究部，開始研發的規模化、集中化管理。

中研部下設無線、交換機、智能等業務部，其中的基礎研究部主要負責華為的晶片研發。

此後，華為的研發力量分配和管理更加合理，實力大大增強。

而基礎研究部也伴隨著華為的騰飛進入發展快車道。

僅過了三年，晶片設計工程師就超過300多名，成為當時國內最大的晶片設計公司。

僅幾年時間裡，由徐文偉、李征、葉青等人帶領，先後研發了包括模擬電路SA系列、數字電路SD系列、厚膜電路SD系列等的數十種晶片，涵蓋程控交換機、光傳輸及WCDMA基站等多項核心技術。

自己設計晶片帶來的最直接好處就是成本大大降低，每片成本基本能控制在15美元以下，如果直接採購國外廠商的晶片組則成本超過100美元甚至200美元。

憑藉巨大的成本優勢和多年的技術積累，華為成功打破國外壟斷，開始逐步統一種國內交換機市場「七國八制」的亂象。

二、海思和K3V1

經過了近十年的高速發展，到了2000年，華為已經是國內通信設備的老大。

銷售額猛增至220億元，超過中興一倍多。

但是興衰和沉浮總是交替出現，十年前任老闆給大家畫的三分天下的大餅還遠沒有實現，華為就再次陷入了新的危機中。

2001年到2002年，任正非在小靈通和CDMA的判斷上出現戰略失誤，讓UT斯達康和中興發了大財。

而此時華為的心思都在圍剿舊將李一男的港灣科技上，營收首次出現負增長。

任正非後來回憶這段時間時說：「華為處在內外交困、瀕於崩潰的邊緣……華為是十分虛弱的，面臨著很大壓力」。

[3]

好在牆裡開花牆外香。

華為下重注的GSM和3G業務在海外獲得井噴式增長。

華為決策層也快速糾偏，2003年，迅速集中研發力量切入小靈通領域，使得小靈通的價格驟降85%，UT斯達康和中興的暴利蕩然無存。

與此同時，華為開始重新拾起任正非曾經強烈反對的手機業務，開始了白牌手機的生產。

從2004年開始，華為逐漸走出冬天，營收開始加速增長。

緩過氣的華為隨即成立了全資子公司海思半導體（英文名HiSilicon，就是Huawei Silicon的縮寫），開始更加系統的進行晶片研發。

海思獨立經營，獨立核算，但實際仍歸屬在華為的大戰略框架下。

2006年，看到聯發科的Turnkey GSM方案造就了中國的山寨機，華為心動不已。

針對已經開展的手機業務需求，海思開始著手研發自己的手機晶片解決方案。

三年後，海思推出了第一款手機應用處理器（AP，Application Processor），命名為K3V1。

K3是登山界對喀喇崑崙山布洛阿特峰（Broad Peak）的別稱，海拔8051米，是世界第十二高峰。

K3與他的兄弟峰K2（K2，世界第二高峰）一樣，是世界上公認的攀登死亡率最高的山峰之一。

作為手機應用處理器的攀登者，K3V1也沒有倖免，剛一問世，就陣亡了。

K3V1採用的是110nm工藝，而當時主流晶片已經採用65nm甚至45nm，足足一代多的性能落差。

作業系統也是偏門的Windows Mobile。

這樣的策略性失誤導致連採用K3V1的工程機都沒有，更別提鋪貨上市了。

2009年，華為營收1491億元，超過諾基亞西門子和阿爾卡特朗訊，成為僅次於愛立信的全球第二大電信設備商。

任老闆吹過的牛遲到了幾年，還是實現了。

華為的巨大成功，讓K3V1的失敗顯得微不足道。

而對海思而言，這結結實實的一巴掌，讓所有人都憋了一口氣。

三、巴龍

1995年，華為研發的CT2（二哥大）項目失敗了，緊接著就上馬了一個新的DECT（一種企業用無線通信技術）無線基站項目。

一年後，基站樣機做出來了，卻發現沒有測試用的手機。

沒辦法，項目組又開始開發測試用手機，測試完成了，又在市場上找不到配套的商用手機。

當拿到可以配套的手機時，華為發現國內發布的工作頻段與開發的歐洲標準不重合，國內根本沒法用。

就這樣，一波三折。

經過了近三年沒頭蒼蠅般的艱苦研發，DECT項目只能躺在實驗室里，上千萬的研發費用打了水漂。

所有的失敗都不是徒勞的，前提是能認識，總結，再改進。

這類出師未捷身先死的大項目在華為頻頻出現，引起了任正非的重視。

中研部的成立是華為內生的變革，但閉門造車只會更加衰落。

於是，任正非開始強力引進IBM的IPD（集成產品開發）和ISC（集成供應鏈）等管理系統。

華為的研發管理體系從此走上了正規化、高效化和國際化的道路。

對於項目組而言，失敗是痛苦的，但咬牙堅持也造就一批又一批經驗豐富的工程師。

華為沒有給他們太多壓力，反而讓他們承擔更大的責任。

1998年，DECT項目組的王勁成為GSM基站BTS30的產品經理。

這款基站銷售壽命長達十年，是華為銷售壽命最長、銷售金額最高的單一基站產品。

2007年底，已經成為歐洲研發負責人的王勁回到上海研究所，組建橫跨海思和終端公司的無線晶片團隊，開始研發移動通信的核心器件——基帶處理器（BP，Baseband Processor）。

把猛人王勁火急火燎地召回做基帶處理器，也是被逼無奈。

3G最開始的流行，主要源於數據卡提供的高速移動上網功能。

U盤大小的數據卡插在筆記本上，馬上就能上網，成為當時很多人出差的標配。

傳統的手機大廠看不上這塊業務，給了華為機會。

2005年，華為數據卡E系列在歐洲大賣，僅E220銷量就高達900萬部。

這種結構小巧的設備利潤高達數百元，一時間，華為手機終端都需要靠小小的數據卡來養活。

天下沒有獨享的蛋糕，賺錢的生意很快引來了華為的老對頭中興。

2007年，中興開始大舉進軍數據卡市場，並率先壓低價格來搶占市場。

「鶴蚌相爭，漁翁得利」，古老的中國智慧外國人也玩得溜。

美國高通是數據卡基帶處理器的唯一供應商，兩家中國公司在歐洲爭市場，卻幫高通打掉了歐洲原有的數據卡銷量冠軍Option，擠壓掉了對方3G基帶處理器的研發資金。

兔死狗烹，當數據卡業務井噴時，華為突然發現，基帶處理器經常斷貨，而中興則毫無影響。

原來在高通發貨的優先級中，中興一直高於華為。

追根溯源，是因為中興從1998年起就和高通一起研發CDMA基站和手機產品，是他的堅定盟友。

斷貨導致到嘴的鴨子不停地飛走，市場倒逼需求，華為沒辦法，開始了基帶處理器的自研道路。

基帶處理器負責移動終端信號收發、處理各種通信協議。

如果沒有基帶處理器，你的手機就連不上網絡，發不了簡訊，成了一部「裸機」。

它被公認是移動通信領域最硬的骨頭。

王勁人稱「拚命三郎」、「最能啃硬骨頭的人」。

也許是最早DECT項目的影響，他目標一旦確立，就始終如一，拼盡全力去完成。

在他的帶領下，依託華為多年在通信、基站領域的技術積累，經過兩年多不停歇的攻關和研發，2010年初，華為推出了業界首款支持TD-LTE的基帶處理器，並能同時支持LTE FDD和TD-LTE雙模工作。

華為內部一定有一位資深的登山愛好者，喜歡挑戰那些低調又充滿魅力的高峰。

和K3一樣，這顆基帶處理器也以雪峰命名，稱為巴龍（Balong）700。

巴龍峰海拔7013米，位於珠穆朗瑪峰的西北，鮮為人知。

這次，需求逼著華為晶片走，終於征服了這座高峰。

它打破了高通在基帶處理器領域的壟斷，為華為在手機領域的崛起打下了堅實的基礎。

世事總讓人唏噓，2014年7月26日凌晨，王勁加班回家後感到胸悶難受，隨即陷入昏迷。

這位「從不發脾氣」的華為猛將，再沒有醒來，享年42歲。

四、麒麟

一文錢難倒英雄漢，在科技領域，一種技術也會難倒國際巨頭。

高通憑藉在CDMA領域積累的專利在全球遍收「高通稅」，TI、英偉達、博通、ADI、意法半導體、飛思卡爾以及愛立信等大廠都因為沒有基帶處理器技術，不得不向高通低頭。

最終，都逐漸放棄了手機處理器市場。

巴龍的成功，讓華為在手機處理器領域有了底氣。

當然，一款晶片的成功，技術只是一方面。

新研的晶片一般問題多多，根本沒有手機廠商願意放著成熟的高通處理器不用，去給華為當小白鼠。

想要發展手機處理器，就必須用自家的晶片，邊用邊改進。

當然，有雷也得自己扛。

華為的優勢之一就是一直能把握好戰略大方向，認為對發展有利的事，就會毫不動搖地堅持下去。

2009年底，手機應用處理器業務轉到終端公司，直接配套華為手機。

有了靠山，K3處理器才得以繼續開發。

3年後，改進版K3V2誕生，它採用了主流的ARM四核架構，並支持安卓作業系統。

然而，沒有什麼事能盡如人意，更哪來什麼躺贏。

由於研發時間長，採用的40nm工藝比問世時主流的高通和三星處理器工藝再次落後一代。

性能跟不上，功耗卻大的多。

同時，K3V2採用的GPU GC4000遊戲兼容性也不太好，稍微大點的遊戲就卡頓。

這些問題導致當年採用了K3V2的華為旗艦機D1和D2剛發售就被用戶頻頻吐槽，「暖手寶」、「拖拉機」成為了代名詞。

負責終端公司的大嘴余承東雖然微博上口無遮攔，背地卻是頂著巨大壓力來支持自研晶片。

他知道再沒有乾貨拿出來，華為手機就可以徹底歇了。

2013年6月，搭載K3V2改進版K3V2E的旗艦機P6發布。

雖然仍有很多Bug需要靠軟體來打補丁[6]，但P6以當時最薄的機身和優秀的外觀設計贏得了市場，銷量高達400萬部。

這份還不錯的成績單讓老余也鬆了一口氣。

2014年6月，華為將應用處理器和自研的基帶處理器巴龍720集成在一個晶片上，構成片上系統（SoC，System on Chip），並率先應用在榮耀6手機上。

翻山越嶺以後的華為，把這款晶片命名為麒麟920。

華為對產品命名一直很在意，與C&C08同期的交換機項目EAST8000失敗就被認為名字起得不好，因為讀起來像「易死的8000」。

這次有了神獸守護，麒麟系列晶片助力華為手機徹底實現了涅槃。

榮耀6發布後的三個月，華為發布了搭載了升級版麒麟925的Mate7。

麒麟920和925採用先進的28nm工藝，ARMBig. Little架構。

由4個A7核、四個A15核以及一個i3協處理器組成，針對不同應用切換不同的處理器工作模式，因此功耗很低。

GPU採用ARM的Mali-T628，也比之前的性能有了很大提升。

Mate7的指紋識別功能經過團隊的反覆優化，識別時間小於1s，達到了當時業界的最高水平。

加之Mate7的金屬機身，簡約大氣，無論內外，都很討喜。

一個產品的成功，有時也要謝謝對手的成全。

IPhone6雖然和Mate7同時發布，但國行要很晚才能到貨。

而當時如日中天的三星Note4居然採用了塑料外殼和滑動解鎖，和Mate7相比，簡直山寨的不行。

就這樣，占盡天時、地利、人和的Mate7開始大賣，很多政商人士紛紛轉投華為門下，甚至出現了一機難求的情況。

最終，Mate7創造了國產3000元以上旗艦手機的歷史，全球銷量超過750萬台。

此後華為在手機晶片上一發不可收拾，不斷發布升級換代的麒麟960、970、980等等手機處理器。

而搭載了這些處理器的華為Mate、P和榮耀系列手機，成果扭轉了國人對國產中高端手機的認知。

華為人終於可以暢快地吐出K3系列憋下的悶氣了。

麒麟的成功，不僅是產品的成功，更是模式的轉變。

從市場需求牽引晶片研發，轉變為晶片技術驅動手機終端的不斷創新，並形成了二者的良性循環。

目前各品牌的高端機中，除了蘋果、三星和華為，基本都採用高通的處理器。

就像以前在數據卡上的競爭一樣，高通為了平衡各家的關係以及壓制競爭對手，把自己最高端的處理器晶片給誰家首發，利字當先。

如此一來，各家的研發進度和上市節奏就完全被高通控制。

在競爭白熱化的手機領域，時間就是市場，就是金錢。

其次，華為手機由於麒麟晶片的差異化設計掌握了許多「很嚇人」的技術，如加入自研的圖像信號處理器（ISP，Image Signal Processor）和寒武紀的神經網絡處理器（NPU，Neural-network Process Units）來增強圖像處理能力，通過巴龍強大的基帶能力來提高上網速度和保證信號質量。

這些差異，採用高通晶片的其他廠商，只能望塵莫及。

五、戰略、投入和人才

如今的華為，在晶片領域可謂遍地開花。

除了熟知的手機晶片，華為還在安防晶片領域擊敗了業界霸主TI公司，占領了全球一半以上的市場；在國內，市場占有率更是高達80%以上。

海思的機頂盒晶片在2012年開始大量鋪貨後，僅用一年時間就拔得市場頭籌。

在光交換、NB-loT以及車載領域，華為都代表國內晶片廠商站在了世界前列。

晶片是一個典型的人才、技術和資本密集型行業，一個企業的成功，並不是能用一個「運氣好」就解釋得通。

僅以麒麟980為例，前海思負責人、現華為Fellow艾偉透露，它的研發周期長達3年，投入超過3億美元。

共有1000多位高級半導體專家參與，進行了超過5000次的工程驗證才最終量產成功。

華為在晶片領域取得的成績，是戰略、資金、技術、管理和人才等諸多因素形成合力的結果。

「兩條腿走路」一直是華為產品研發的大戰略，這種戰略來自於任正非的憂患意識。

1992年年會上，任正非說了一句「我們活下來了」，就淚流滿面再也說不下去了。

強人垂淚，雖然不知道接下來的一年更加艱難，但自那時起，任正非就始終認為華為危機四伏，需要不斷通過學習、借鑑和自我奮鬥才能活下去、活得久、活得好。

於是，在華為開始賣代理小型代理程控交換機的時候，任正非就推進了代理和自研「兩條腿走路」戰略。

就這樣一邊代理香港機型，一邊開始了仿製版BH01和自主BH03交換機的研發。

直到自主產品徹底超越對手，並打開了國內市場，才停掉了代理。

在晶片上，這種戰略思想體現地更加淋漓盡致。

2012年，任正非看了電影《2012》後在華為成立了「2012實驗室」，成為華為總的研究組織。

海思隨即劃歸到實驗室旗下，成為其重要的二級部門。

他明確地告訴實驗室：「我們在做高端晶片的時候，我並沒有反對你們買美國的高端晶片。

我認為你們要儘可能的用他們的高端晶片，好好的理解它……主要是讓別人允許我們用，而不是斷了我們的糧食。

斷了我們糧食的時候，備份系統要能用得上。

」[7]

一直以來，華為都能夠清晰地區分「短期投資和長期利益」，任正非認為：「對未來的投資不能手軟。

」而晶片則是關乎華為未來生死存亡的一艘方舟。

他對海思總裁何庭波說：「我給你四億美金每年的研發費用，給你兩萬人。

一定要站立起來，適當減少對美國的依賴。

」而且這種投入是堅定的、持久的，「我們可能堅持做幾十年都不用，但是還得做，一旦公司出現戰略性的漏洞，我們不是幾百億美金的損失，而是幾千億美金的損失。

我們公司今天積累了這麼多的財富，這些財富可能就是因為那一個點，讓別人卡住，最後死掉。

」這些話，在一年來發生的種種事件後再聽，振聾發聵。

實際上，華為在晶片上的投入比老闆的許諾要多得多。

早在第一代麒麟920研發時，華為就投入了2億美元。

而到了2016年，華為在晶片領域的投資高達100億元[1]，這些真金白銀，便是華為人的決心。

有了資金支持，依託世界各地的研究所，華為在晶片領域學習最先進的理論、技術，甚至不惜重金購買團隊、專家。

華為比別人更清楚，企業中最重要的是人，搞研發、做晶片更是如此。

如何找到人、穩住人、用好人、激發人，是一門大學問。

從開始自主研發，任正非就意識到工程師是企業安身立命的根本，而要讓這些人才發光發熱，首先就要給予他們尊重，解決他們的後顧之憂，這些不外乎一個「錢」字。

1993年初，一位學校老師到華為應聘軟體工程師，華為直接開出1500元的月薪。

這位老師驚呆了，此前他的工資只有400元，他的工資居然比之前的校長還高。

到了2017年，華為的工資支出高達1403億元，按約18萬員工計算，平均薪酬高達68萬。

在任何時間，華為的薪資都足以碾壓絕大多數同行。

解決了後顧之憂，還需要解決幹勁問題。

如何讓大家產生持續、穩定的幹勁，或者說狼性呢？在這方面，華為顯然更懂人性。

首先便是利益綁定，華為的高工資很大程度上依靠內部分紅。

通過內部配股的方式，把廣大工程師的「錢途」與公司牢牢綁定。

只有公司高速發展，大家的收入才有保證。

其次，就是給予有能力的工程師帶團隊、做大項目的機會，給新人更多的學習機會，讓他們享受更多的「成就感」。

對於很多有理想的「攻城獅」來說，「成就感」有時比錢更重要。

在全方位的支撐下，2017年，華為海思以47億美元營收，成為全球第七大無晶圓晶片設計廠商，蟬聯國內最大半導體設計廠商。

尾聲

歷史總是螺旋上升，換一個維度看，它是一個圈。

歷史上很多偉人都在畫圈，實際上是在告訴我們：以終為始。

晶片的發展，從由TI、Intel等系統廠商發明，再到高通、博通等獨立設計企業如日中天，如今又開始向系統廠商聚集，這個大循環恰恰說明了晶片和系統間相輔相成的緊密關係。

仔細觀察華為晶片28年的發展歷程，也暗合了從成本控制，到需求牽引，再到技術驅動，最終推動產品創新的發展軌跡。

任何趨勢都是微觀的合力。

如今的晶片研發，早已不是一兩個天才能夠做成的英雄奇蹟，而是幾十上百上千人協同作戰的科學。

華為晶片一路走到今天，亦是如此。

成績並不屬於任正非、徐文偉、葉青、李征、王勁、何庭波這些耳熟能詳的名字，而是那些在夜以繼日編寫代碼、仿真設計、修調時序、調整版圖、封裝測試的一線工程師，用他們的智慧、勤奮乃至健康拼搏出來的。

難能可貴的是，華為人秉承了國人為人處世的優秀傳統——低調，也有很多人所不具備的素質——冷靜。

任正非不僅不熱衷於各種獎項、頭銜，甚至有意避之。

另一方面，即便在經歷了孟晚舟事件後，任正非仍然號召大家冷靜應對，繼續向美國學習。

因為他知道，我們仍差的很遠。

理性地意識到這種差距，華為晶片發展的過往，才能濃縮成一股力量，激勵我們踏上新的征程。

參考資料：

[1] 張利華，《華為研發》，2017。

[2] 戴輝，《華為的晶片事業是如何起家的？》，2018。

[3] 任正非，《在華為收購港灣時的談話紀要》，2006。

[4] 劉平，《華為往事》，2000年。

[5] 程東升，劉麗麗，《華為三十年》，2017。

[6] 戴輝，《華為海思的麒麟手機晶片是如何崛起的？》，2018。

[7] 任正非，《在2012實驗室的講話》，2012。

END

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