關於華為海思晶片的歷史與未來,了解一下

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1991年,華為成立了自己的ASIC設計中心,專門負責設計「專用集成電路」(Application-specific integrated circuit,ASIC)。

當時的華為,創立僅僅四年,員工只有幾十人,資金非常緊張,一度瀕臨倒閉的邊緣。

奠定基業的C&C08數字程控交換機,還是三年後的事情。

這個ASIC設計中心的成立,意味著華為開始了IC設計的漫漫征途。

1993年,ASIC設計中心成功研發出華為第一塊數字ASIC。

隨後,分別在1996年、2000年、2003年,研發成功十萬門級、百萬門級、千萬門級ASIC。

總的來說,每一步都算是沉穩有力。

時間到了2004年10月,這時的華為,實力已今非昔比,銷售額達到462億人民幣,員工人數也達到數萬人。

有了一定底氣的華為,在ASIC設計中心的基礎上,成立了深圳市海思半導體有限公司,也就是我們現在經常說的——「華為海思」

海思的英文名是HI-SILICON,其實就是HUAWEI-SILICON的縮寫。

SILICON,就是矽的意思。

眾所周知,矽是製造半導體晶片的關鍵材料。

矽這個詞,也成了半導體的代名詞。

一直以來,華為海思都是華為公司百分之百全資控股的子公司。

按華為海思內部某領導的說法,華為就是海思,海思就是華為。

海思總裁,何庭波,也是華為17名董事之一

因為華為海思和華為一樣沒有上市,很多信息都沒有公開披露,再加上行事低調的一貫風格,所以,就像籠罩了一層神秘的黑紗,多了很多神秘感。

外界對華為海思的了解總是十分片面,甚至有很多誤解。

說到華為海思,很多人都會首先想到華為手機現在普遍使用的麒麟(Kirin)處理器,例如華為P20手機的麒麟970晶片。

其實,華為海思雖然從事晶片的研發,但並不僅限於手機晶片。

準確地說,華為海思提供的是數字家庭、通信和無線終端領域的晶片解決方案

通俗一點,就是手機晶片、移動通信系統設備晶片、傳輸網絡設備晶片、家庭數字設備晶片等,統統都做。

海思官網列出的部分解決方案領域

值得一提的,是安防監控領域。

在這個領域,華為海思經過十多年的深耕,全球市場份額甚至達到90%之多。

海思安防晶片

此外,華為海思高端路由器的晶片,也相當有競爭力。

華為2013年11月曾經發布過一款400G骨幹路由器產品(NE5000E-X16A),採用的是海思晶片SD58XX,比思科同類型產品都要早推出一年。

華為400G骨幹路由器

還是來具體說說,大家最熟悉也最關心的手機終端晶片吧。

首先,請看一下這個表:

這是華為海思麒麟系列晶片主要型號列表,列舉了各大型號麒麟晶片的關鍵參數和推出日期。

2009年,華為海思推出了第一款面向公開市場的手機終端處理器——K3

這款處理器華為自己的手機沒有使用,而是打算賣給山寨機市場,和聯發科等晶片廠商進行競爭。

因為產品還不成熟,所以並沒有獲得成功。

2010年,蘋果自研的A4處理器在iPhone4上大獲成功,這也在一定程度上刺激了華為海思。

於是,在2012年,華為海思推出K3V2處理器

這一次,華為把它用在了自家手機中,而且是定位旗艦的Mate 1、P6等機型。

不過,這顆處理器選擇了台積電40nm工藝製程,整體功耗高,兼容性非常差,很多遊戲都不兼容。

所以,用戶沒有接受,手機整體的銷量很差。

儘管如此,K3V2也算是一次勇敢的嘗試,為後續型號奠定了一定的基礎。

2013年底,華為海思推出了麒麟910

這是他們的第一款SoC

前面我們也提到了SoC,那麼,到底什麼是SoC?

SoC,就是System-on-a-Chip,也就是「片上系統」。

從通信目的來看,我們的智慧型手機通常由兩大部分電路組成:一部分是負責高層處理部分的應用晶片AP,相當於我們使用的電腦;另一部分,就是基帶晶片BP

基帶晶片,相當於我們使用的Modem,手機支持什麼樣的網絡制式(GSM、CDMA、WCDMA、LTE等)都是由它來決定的。

打個比方,基帶晶片就相當於一個語言翻譯器,他會把我們要發送的信息(比如:語音,視頻),根據制定好的規則(比如:WCDMA,CDMA2000),進行格式轉換,然後發送出去。

基帶晶片並不僅僅是基帶部分,它還包括射頻部分(RF)

基帶部分負責信號處理和協議處理,射頻部分負責信號的收發。

而廠家通常直接把射頻晶片和基帶晶片放在一個晶片裡面,物理上合一,統稱為基帶晶片。

基帶晶片

然後呢,基帶晶片通常又會被整合到手機主處理晶片上,成為其中一部分。

高度集成化的 SoC 晶片

這個高度集成的手機主處理晶片,就是一塊SoC晶片。

SoC晶片相當於控制中樞,它既包括基帶晶片,也包括CPU(中央處理器晶片)、GPU(圖形處理器晶片)、其它晶片(例如電源管理晶片)等。

SoC晶片

就以麒麟910為例,它的CPU是ARM的1.6GHz四核Cortex-A9,GPU是ARM的Mali-450,基帶晶片是自家的Balong710(巴龍710)。

介紹得這麼詳細,大家應該都看懂了吧?

雖然910是第一款華為海思的手機SoC晶片,但是因為性能和兼容性等方面的原因,還是沒有得到市場的認可。

直到2014年9月,麒麟925晶片推出,麒麟晶片才逐漸被大家所接受。

目前,經過一路的疊代,麒麟系列晶片已經發展到麒麟970,用在P20等華為旗艦機型上。

麒麟970的主要技術參數

一直以來,華為採取的是麒麟晶片和自己旗艦手機進行綁定的戰略。

例如P7和麒麟910T,Mate7和麒麟925,P8高配版和麒麟935,Mate 9和麒麟960,乃至到最新的Mate 10、榮耀10和麒麟970。

之所以這麼做,華為有很多方面的考慮。

一方面,早期的時候,麒麟晶片除了華為自己,根本就沒有人敢用。

如果不是自家訂單帶來的出貨量,麒麟晶片早就涼了。

另一方面,直接綁定自家旗艦手機,給麒麟晶片帶來很大的壓力。

這種倒逼的壓力,必定會迫使海思努力提升晶片性能和質量。

不過話說回來,這種綁定方式確實存在很大的風險,很可能一塊完蛋(前面說了,早期的時候K3V2就導致P6的失敗)。

但是,在堅定不移的決心之下,華為終究是贏得了這場冒險。

華為手機總裁 余承東(設計台詞)

華為孤注一擲投入海思,並不是頭腦發熱。

現在來看,這種做法非常具有遠見。

結合最近發生的狀況,相信大家都同意吧?

屬於自己的晶片,到底意味著什麼?更低的研發和製造成本,更有底氣的議價能力,更可靠的供貨保障。

每一條,都讓現在無數手機廠家羨慕嫉妒恨。

可以說,華為海思晶片,已經成為華為掌握競爭主動權的「逆天神器」。

任教主六年前說的那句話,也就成了大家拍案叫絕的神奇預言:

「……(晶片)暫時沒有用,也還是要繼續做下去。

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。

……這是公司的戰略旗幟,不能動掉的。

華為創始人 任正非

關於華為晶片到底是不是自主智慧財產權的問題,今天,小棗君再給大家解釋一下。

晶片是一個高度垂直分工的產業,從設計、製造、到封裝測試,每一個環節,都有相關領域的公司在負責。

晶片產業鏈

除了英特爾之外,世界上很少有集成電路廠家能獨立完成晶片的全流程設計製造。

華為海思顯然也不具備所有的晶片能力。

嚴格來說,華為海思只是一家負責晶片設計的公司。

它完成晶片設計之後,也是要交給晶圓代工企業台積電進行製造的。

台積電的華為晶片生產線

不知道大家有沒有注意到,通常行業內進行晶片企業排名的時候,都會進行分類。

像華為海思這樣的公司,會被稱為「無晶圓半導體設計公司」,被分在Fabless公司類。

在半導體晶片行業,企業的模式主要分三種:IDM、Fabless,Foundry

1、有的公司,從設計,到製造、封裝測試以及投向消費市場一條龍全包,被稱為IDM(Integrated Design and Manufacture)公司,例如英特爾Intel。

2、有的公司,只做設計這塊,是沒有fab(工廠)的,通常就叫做Fabless(無工廠),例如ARM、AMD、高通、華為海思等。

3、而還有的公司,只做代工,只有fab,不做設計,稱為Foundry(代工廠),例如台積電等。

下面這個圖,是2017年全球排名前十的Fabless企業榜單。

裡面就有中國的華為海思和紫光入榜。

華為海思營收47.15億美元,增長21%,排名第7。

排名第一的,是高通(Qualcomm)。

即使只從設計的角度來看,華為海思也不可能是完全獨立自主,從零開始。

華為海思購買了ARM的設計授權。

ARM是專門做晶片設計的。

它的商業模式,就是出售IP(Intellectual Property,智慧財產權)授權,收取一次性技術授權費用和版稅提成。

全世界很多企業都購買ARM的授權,並在此基礎上進行設計。

說簡單一點,ARM提供了一間毛坯房,然後大家各自買回去裝修。

絕大部分廠家,是不具備拆開毛坯房進行修改的能力的。

只有像高通和蘋果這樣有雄厚實力的公司,才具備這個能力。

拆毛坯房進行修改,好處是可能會更好地改進性能,也一定程度上提升了安全性。

但是,也有可能做得更爛,還不如ARM做的好。

而且,如果某個公司要拆毛坯房,也要給ARM更多錢。

最開始,華為海思肯定不具備拆開毛坯房的能力,但是,現在是不是具備?有人說具備,有人說不具備,我也沒查到準確的說法。

我個人覺得,隨著實力的增強,相信即使現在不具備,將來也會具備的。

而且,拋開「拆毛坯房」的能力,大家也不要小看了「裝修」的能力,這已經是很高的門檻,需要非常強大的技術實力,也需要很長時間的積累,還有巨額的資金投入。

大家也要知道,完全拋開ARM,對於現在的市場格局來說,即使做得到,也是沒有商業價值的。

因為整個行業很多軟體都是基於ARM指令集的,已經形成了生態。

如果脫離生態製造出獨有的晶片,是沒有軟體可用的。

用這種晶片的手機,也只能是板磚一塊而已。

好了,關於華為海思,差不多就介紹到這。

總而言之,對於華為來說,創辦海思,自研晶片,無疑是一件正確的事情。

但是,對於國家和產業來說,一兩家海思肯定是不夠的。

我們需要更多的晶片企業,需要更完整的晶片生態。

即便如此,我們也要小心,不能情緒衝動,盲目開干。

晶片之路,註定是漫長而艱辛的,相比於短期的情緒衝動,我們更需要持續的理性和耐心。

畢竟,能成功跑到終點的,才是最後的贏家。

來源:內容來自鮮棗課堂,謝謝。


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