華為發布全球首款5G晶片，威力有多大？

來源：21Tech(News-21)

作者：倪雨晴

華為快人一步！

重磅5G晶片面世

通信江湖風雲際會，科技巨頭各領風騷數年。

從2G、3G到4G、5G的切換過程中，核心晶片的選手們從十幾名銳減到屈指可數。

在5G時代，5G晶片格局再變，有重磅選手退出，也有新角色加入。

這一輪競賽，不一樣的是，中國企業深入地參與到5G標準和產業的建設中，並且位於第一梯隊。

5G基帶晶片（5G Modem）就是一大關鍵的信號。

9月6日，華為在德國柏林消費電子展（IFA）上正式發布旗艦級晶片：麒麟990系列。

包括麒麟990和麒麟990 5G兩款晶片。

其中，5G版本的麒麟990集成了5G基帶晶片巴龍5000，這也是業界關注焦點。

華為消費者業務CEO余承東表示，麟990 5G是全球首款旗艦5G SoC晶片，在性能與能效、AI智慧算力及ISP拍攝能力等方面進行全方位升級。

此處有兩個重點。

其一，所謂基帶晶片，主要功能是信號轉換、同步傳輸。

簡單來說，用手機打電話、通過移動數據上網都需要基帶晶片的支持，是5G手機的核心所在。

因此，面對5G商用，晶片大廠紛紛推出5G基帶晶片，占領高地。

今年發布的5G手機中，還是採取外掛基帶晶片的方式，但外掛會增加晶片面積、影響不同模塊之間的聯繫、還有散熱等問題。

換言之，集成5G基帶晶片的SoC晶片方是王道。

如今，華為率先推出集成方案，並即將用於9月19日發布的Mate 30 系列旗艦手機當中。

其二，此前就傳出今年下半年，高通和華為將會發布整合了基帶晶片的SoC晶片，這也是業界的新突破。

目前看來，華為快人一步，另一位大佬高通的SoC晶片將在年底推出，明年用於5G手機中。

當然還有玩家虎視眈眈，就在9月4日，三星發布了Exynos 980 型號的處理器，也是內置 5G 基帶晶片的智慧型手機 SoC。

如何判定誰是全球首款？

雖然三星發布的時間更早，但是關鍵需要看誰最先搭載在手機上。

三星方面表示，這款處理器將在今年年末量產，實際用於手機上就要等到明年。

再看其他基帶技術擁有者，聯發科，其手機的5GSoC也預計是今年年底推出。

紫光展銳計劃明年推出，蘋果收購英特爾的手機基帶業務後，整合發力至少也要等到明年。

所以，綜合六大選手目前的信息，華為會是最快將5GSoC用在手機中的廠商。

華為Fellow艾偉就向21Tech在內的記者感慨道：「2G時代，產業鏈都不在我們這兒，羨慕別人有。

3G後期到4G前期，網際網路帶來很多應用。

到了4G，雖然4G的網絡部署比美國晚，但是後來我們移動網應用起來了，並且覆蓋率很高。

5G會變成什麼樣沒有人能說清楚，才剛剛開始，至少中國有條件去探索。

整個產業的歷史性變化，在這一刻就會發生。

不會說5G基帶要先看看人家怎麼做，現在我們前面沒有人在做，我們先做探索。

我做通信行業26年，從93年到現在，只看到這麼一次，對很多同事朋友來說，以前要熬夜看別人的發布會，現在可能要反過來。

」

「斷供」何懼？

麒麟990的重構

那麼，麒麟990的真身到底如何？

首先重點看一下990 5G版本的硬核參數：

• 採用業界最先進的7nm+ EUV工藝製程，首次將5G Modem集成到SoC上；

• 板級面積相比業界其他方案小36%，在一顆指甲大小的晶片上集成了103億電晶體；

• CPU方面，採用2個大核（基於Cortex-A76開發）+2個中核（基於Cortex-A76開發）+4個小核（Cortex-A55）的三檔能效架構，最高主頻可達2.86GHz；

• GPU方面，搭載了16核Mali-G76 GPU；

• 速率上，在Sub-6GHz頻段下，實現2.3Gbps峰值下載速率，1.25Gbps上行峰值速率。
  
  

這裡值得探討的是，CPU和GPU的架構問題，Arm今年5月發布的最新版本是Cortex-A77 CPU和Mali - G77 GPU。

但是A77、G77並沒有用於麒麟990系列中，對此，艾偉在會後的採訪中解釋道：「Arm今年發布了全新的兩個』77』架構，但是從華為的時間節點看，肯定是來不及應用的了。

而且對於華為來說，我們還是更關心SoC晶片在功耗上表現，這是一個要綜合權衡的事情。

」

雖然沒有用上「77」架構，華為提升了頻率，並且為GPU加了核，達到16核。

集邦諮詢分析師姚嘉洋向21Tech記者分析道：「華為通過提升頻率來強化性能，但是頻率太高，功耗就會增加，因此取得平衡是重點。

」

所以，可以看到，華為將最高主頻提升至2.86GHz，並沒有超過3GHz。

對於晶片設計來說，除了架構，EDA公司的設計工具也非常重要，而EDA界的三家國外巨頭公司已經斷供華為，對此，艾偉在媒體溝通會上堅定地表示，華為可以解決搞定。

再者，5G的能力提升則離不開5G基帶晶片，將基帶晶片集成進SoC並非易事。

艾偉就告訴21Tech記者：「上一代（麒麟980）是69億電晶體，現在是103億電晶體。

怎麼在不影響它的集成度和功耗的情況下，需要把架構放在一起再做一次聯合的優化，難點是這個。

同時在半導體工藝上，我們這次選了EUV也是因為電晶體數目增加了，需要更小的電晶體和更細的紋線。

同時，也不是把990和巴龍簡單地合在一起，990相對於980，提升了性能，加了GPU的核，集成了AI性能，每個點都會優化，同時還要放在一起。

」

姚嘉洋向21Tech記者解釋道：「由於5G的Modem（基帶晶片）帶來更多的頻段支援與速度提升，加上又必須向下兼容4G、3G等技術規格，在處理器的整合上，會演變成：CPU、GPU、ISP、5G Modem、NPU（or APU or DSP）之間，彼此之間必須做最合適的搭配。

」

他還表示：「概念上，有點像是異構運算的整合，整合這麼多功能已經是很大的考驗，但再加上PPA（效能、功耗與面積）的基本要求，會難上加難，比如下載速度的提升，其實意味著功耗也會增加。

」

在5G基帶晶片方面，此前華為已經發布了Balong5G01、Balong5000，前者主要用於技術驗證，後者已經搭載在5G版Mate 20 X中。

接下來的Mate 30 將搭載麒麟990 5G版本。

「5G+AI」

性能大飛躍

在移動AI時代，對於處理器來說，5G+AI是未來的大趨勢，余承東在發布會上也著重介紹了這兩部分的性能。

5G是通信起家的華為的強項。

5G商用初期，由於網絡覆蓋不完善，5G還面臨著弱信號場景聯接不穩定、功耗較高、高速移動場景聯接體驗不佳等挑戰，影響用戶的上網體驗。

基於在5G領域的技術積累，麒麟990 5G升級了5G通信實力，並同步支持SA/NSA 5G雙模組網。

華為消費者業務CEO余承東發布華為麒麟990系列

華為提供的數據顯示：

在5G信號較弱的場景下，麒麟990 5G推出智能上行分流設計，在視頻直播、短視頻上傳等應用場景同時使用5G和4G網絡，上傳速率提升5.8倍，優化5G上行體驗；

為解決5G帶來的功耗問題，麒麟990 5G率先支持BWP（Bandwidth Part）技術，在5G大帶寬條件下實現帶寬資源的靈活切換，與業界主流旗艦晶片相比，5G功耗表現優44%；

面向高速移動場景，麒麟990 5G支持基於機器學習的自適應接收機，實現更精準的信道測量，下行速率提升19%，實現穩定的5G聯接。

而高通等巨頭在5G上也有長足的研究，在5G的基礎功能上，新興的AI性能將是未來SoC的重要戰場，華為也在大力投入。

麒麟990 5G是採用華為自研達文西架構NPU的旗艦級晶片，設計了NPU雙大核+NPU微核計算架構。

根據華為發布的數據，麒麟990 5G與業界其他旗艦AI晶片相比，性能優勢高達6倍，能效優勢高達8倍。

無論是在業界典型的中載神經網絡模型ResNet50（用於檢測、分割和識別），還是在移動端更流行的輕載神經網絡模型MobilenetV1（用於分類、檢測、嵌入和分割）下，麒麟990 5G的FP16和int8性能和能效均達到業界最佳水平。

業界首發NPU微核（Ascend Tiny）賦能超低功耗應用，在人臉識別的應用場景下，NPU微核比大核能效最高可提升24倍，讓AI運算更省電。

此外，華為還特別在晶片層面優化了拍攝功能，華為表示，麒麟990 5G採用全新ISP 5.0，吞吐率提升15%，能效提升15%，並且全球首發手機端 BM3D專業圖像降噪技術，以前這項技術主要是用在單反上，現在應用到手機端。

可以看到，5G和AI的性能再次得到強化，並且採用了更多自研晶片和自研架構，而5G+AI將會是手機處理器的大方向。

這次華為發布會的主題是重構，也頗有意味。

不僅僅是對於晶片的重構，也是華為自身生態重構的重要一步。

值得把握的機遇是，中國對5G標準十分重視，也必然是5G技術應用的最大的市場，各大城市和地區的應用場景最複雜也最有產業價值。

而5G的大產業才剛剛開始，擁有集成5G基帶晶片SoC的技術，相當於在汽車行業中，掌握了發動機技術，有了重構5G產業鏈的可能。

華為三星對壘

高通遭遇圍剿

橫向來看，華為麒麟990一出，目前可以對比的似乎是三星Exynos 980。

但是，需要注意的是，這兩款晶片的定位並不同，並不能直接對比。

艾偉就告訴記者，從三星晶片的規格看，並不是用在旗艦機型中的晶片。

比如，在製程方面，Exynos 980 採用了三星 8納米FinFET技術，雖然三星已經有 7nm EUV 製程工藝，但是並沒有用在Exynos980上。

而華為麒麟990則是和台積電合作，採用7納米的工藝。

也就是說，華為很明確，麒麟990是為高端旗艦手機而生，而且，華為的手機處理器只用於自家產品，並不對外銷售。

而三星的處理器除了自用，還對外銷售，這一款8納米的Exynos 980很可能是用於5G中端手機中，姚嘉洋就告訴記者：「目前中國大力發展5G產業，誰擁有性價比更高的5G SoC，就有更多機會在市場上搶占先機。

三星也想儘快將自己的處理器在5G市場中普及，Exynos 980可以說是一款輕旗艦處理器，此前也傳出OPPO、vivo也在和三星談5G晶片合作的消息。

」

或者說，三星希望通過錯位競爭的方式來打開5G市場，而且從手機整體銷量來看，中端、乃至低端手機是市場銷量的主力，高端機型占比並不是最高的。

在手機需求低迷的情況下，先在中端手機進行推廣不失為務實的選擇。

「可能Exynos 980會用在三星A系列的手機中，而明年三星有可能會推出7納米的旗艦級5G晶片，用在S系列高端機型中。

此前，三星 Note 10 系列所搭載的 Exynos 9825 採用的就是 7納米 EUV 工藝，明年三星推出7納米產品也有技術基礎。

」姚嘉洋補充道。

但是在5G傳輸速率方面，三星引發不小的爭議。

按照三星的數據，Exynos980實現了超高速數據通信，支持在5G通信環境即6GHz以下頻段，實現最高2.55Gbps的數據通信；在4G通信環境下，最高可實現1.6Gbps的速度。

華為多位專家則表示，基於3GPP R-15協議標準，100MHz寬頻能實現的理論速率最高為2.34Gbps，三星是如何突破這一極限？

目前三星並未對此做出回復。

晶片之外，華為和三星多條產品線的對決也更加有意思。

兩者都是屬於技術驅動和設備製造，他們旗下都有多個「相互獨立」的板塊。

華為是傳統的設備製造商，從運營商業務、企業業務再延伸至終端手機業務，智能汽車、智慧家電等相關業務也在展開；三星的體系更加龐大，包括通信設備、半導體、手機、家電業務等等。

兩者的模式較為接近，既有競爭，又有合作。

尤其是手機，原本今年華為計劃銷量達到全球第一，但是由於中美貿易摩擦，導致發生了變數。

在海外市場上，三星漁翁得利。

在華為、三星搶跑後，高通則遭遇「圍剿」。

一方面，全球前三大手機廠商均有自研處理器，而且在基帶晶片上，蘋果、華為、三星都有技術。

只不過蘋果自研基帶還需要時間，2020年還是需要高通5G晶片，而華為訂單在美國打擊下肯定會減少。

另一方面，聯發科、紫光展銳等奮起直追，搶占中低端晶片市場，展銳在過去的半年中改革力度頗大。

雖然高通面臨壓力，但依舊技術雄厚，且看今年年底的表現。

一點感想

今天，華為再次展現了晶片的實力，國內和國外在晶片設計領域的差距也在逐步縮小。

同時，華為也在繼續向外界傳達信心，自516事件以來，已經過去了3個多月，這三個月中又出現諸多起伏變化。

如果按季度周期算，9月是美國禁令以來的第二個季度，在這個季度的初期，華為的炮火就十分猛烈，麒麟990之後，華為還有Mate 30的發布、以及一年一度的全連接大會。

可以說，面對美國的這第一波攻擊中，華為抗住了，並繼續砥礪前行。

對於未來，華為也有更多的準備。

在會後的問答中，有記者問到，華為Mate 30中美國的元器件占比是否降為0？真的完全斷供晶片怎麼辦？

艾偉的回答是：「對我們來說，用到全球創新力量，開放合作對我們是最好的，這應該是科技行業的共識。

我們不會主動說要降為0，如果真的買不到美國晶片怎麼辦？今天我們出的產品是別人有的，會存在這個問題。

如果我做的產品是世界上還沒有發生的，那這個問題就不存在了。

我要創新的時候，反而不被別人牽制住，我們更堅信創新的力量。

」

可以感受到，對於外部環境的變換，華為做好了打持久戰的戰備，也有長期能夠克服困難的信心。

當然，人無遠慮必有近憂，華為的近憂就是谷歌的服務，雖然安卓作業系統是基本開源的，但是如果沒有谷歌的GMS服務，YouTube、Google Maps、Chrome乃至Facebook等應用都會受到影響。

具體華為和谷歌的合作進展到了哪個階段，9月19日的Mate 30系列海外發布會上會見分曉，不過對於國內用戶來說，谷歌服務沒有影響。

為了應對這些中止合作引發的漏洞，華為拿出備胎，提前一年上了鴻蒙作業系統，昇騰、鯤鵬、麒麟等晶片齊發。

大家都在幫華為梳理，它到底還缺少什麼？

但在記者看來，核心的問題是，不是華為缺什麼，而是中國生態中缺什麼。

如果中國有高通、英特爾、谷歌，華為也不需要補上產業鏈的諸多環節。

另一方面，由一家公司去打造整個世界的產業鏈，軟硬體，這又走向了另一個極端，而且華為變得極為強大之後，其他萌芽的公司是否還會有機會？

我們不缺大公司，我們缺乏的是整個生態系統，整個產業鏈，我們更需要補上的，是能生長出更多優秀企業的土壤。

美國擁有完備的產業鏈生態系統土壤，依靠的是美國的開放，沒有開放就沒有現在的地位。

現在美國不對我們開放，在美國的影響下，也有其他國家不對我們開放，那麼中國國內的生態能否相互進一步開放，提供產業鏈的土壤，不管是不是有貿易戰，都需要開放和發展。

以華為的聲望和技術，體量繼續擴大不是最難的，而如何改進中國的生態，或者促進中國的產業鏈中出現更多優質的企業才是難題。

這麼多年來，深圳房價已經和紐約相當，在科技生態上如何更進一步，且拭目以待。

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