手機晶片進入「中國芯」時代!躍動全球成為現實

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(央視財經《經濟半小時》)今天的中國芯生存狀態調查我們要去看的是小米,雷軍也曾經多次經歷無芯之痛,不僅在供應鏈上受制於人,在手機研發上也頗受掣肘,甚至連推出新款手機的時間都取決於晶片的供貨時間,他幾年前就痛定思痛,決心研發屬於自己的晶片。


小米晶片自己造 16800項專利成就自主研發

2017年2月28日的發布會上,小米公司董事長雷軍正式宣布小米自主研發的「澎湃S1」晶片誕生,這意味著小米成為繼蘋果、三星和華為之後,全球第四家有能力生產晶片的手機廠商。

然而2014年,當小米釋放出要研發自主晶片這一消息時,一時間卻是爭議不斷,有不少人質疑小米為何要做自己的晶片。

雷軍:「因為晶片是手機科技的制高點,小米想成為一家偉大的公司,必須要掌握核心技術,我覺得夢想還是要有的,萬一實現了呢,如果世界前三大的公司,都掌握了晶片的核心技術,小米想問鼎手機這個市場的話我覺得我們一定要在核心技術上做長線的,長期的投入。

中國是全球最大的集成電路進口國,市場需求接近全球1/3,而我們國內每年集成電路的產值不足全球7%。

如果用人體作為比方,手機晶片相當於大腦和心臟的組合,從運算速度、電池續航,到通話、拍照等功能,背後都離不開晶片的支持。

以小米這款「澎湃S1」晶片為例,在這片大小只有手指指甲蓋左右的晶片上,集成了大約10億個電晶體。

作為這個星球上集成度最高的元器件之一,研發難度可想而知。

有專家告訴雷軍要做手機晶片,十億人民幣只是起跑線,估計得投個十億美金以上,十年時間才有結果。

但是這一切並沒有嚇倒雷軍,2014年10月16日,小米公司組建了一個幾百人的研發團隊,開始了研發晶片的工作。

小米手機產品經理李磊:全世界做晶片的企業,總共來說的話大概有10多個吧,但是同時集成了手機研發和晶片能力的企業,目前來看也只有4個,加上小米是總共4個,蘋果、三星、華為和小米,從這個數量上來看,也能反映出這個事情的難度。

2014年全球最先進的工藝是14納米,而最為成熟的工藝則是28納米。

不同工藝之間的選擇不僅會影響到晶片研發的進展,也直接關係到成本。

經過一番抉擇,最終小米選擇了28納米這一行業普遍採用的成熟工藝,晶片設計也提上了日程。

在不到一年的時間裡,小米的工程師孔祥樂已經無法計算自己參與編寫過多少套代碼,做過多少次失敗的模擬測試,2015年6月,他們設計的第一個晶片終於進入流片環節。

所謂流片,就是晶片設計拿到工廠流水線試生產,樣品拿回來如果測試通過就可以進入量產。

事實上,對於第一次研發晶片來說,流片不僅是技術的考驗,更是資本實力的考驗。

一旦流片測試結果失敗,不僅意味著團隊的研發工作要推倒重來,更意味著一筆巨額的資金損失。

雷軍:「我就問他們流一次片多少錢,他們告訴我是商業機密我不好在這裡講,但是跑不掉幾百萬美金的數字,我說萬一有錯怎麼辦?他說有錯在得做第二,第三次,每次幾百萬美金。

頂著巨大壓力,小米糰隊夜以繼日進行研發,2015年9月24號凌晨1點57分,流片測試終於成功,雷軍也激動萬分。

2017年2月28日,小米「澎湃S1」晶片發布的同時,第一款搭載這一晶片的小米手機也一同亮相。

擁有自主研發晶片的優勢也通過這部手機得以呈現。

雷軍:我們產品設計能做這麼輕薄我覺得主要的原因是採用了澎湃S1的晶片,這款晶片的功耗做的非常好,所以它不用特別大的電池就可以用一整天。

通過自主研發晶片,讓小米公司積累了寶貴的技術經驗。

目前有多項專利正在申報。

雷軍:小米在過去的六年時間裡面,累計申請了16800項專利,僅去年申請了超過了七千項專利,這是在全球範圍裡面申請的專利超過七千項。

那麼申請完以後需要兩三年的申請過程,所以在未來的從今天開始在未來的幾年會是小米專利授權量的爆發期,我覺得用不了幾年,小米獲得的授權專利就會達到一萬件,也就是達到世界創新公司專利有用量的起跑線。

中興研發Pre5G晶片 工藝全球領先

專利在通訊領域非常重要,我們起步晚,這個領域的很多專利都掌握在國外公司手中,比如現在每賣一部手機都要向高通公司繳納3.5%的專利費,一部2000塊錢的手機,光專利就要交70塊錢,目前在3G 4G通信技術中很多專利都是高通公司的。

現在中興靠一枚放置在通信基站中的晶片研發出了全球領先的pre5G系統。

中興通訊首席科學家向際鷹:pre5G是把5G的某些技術用在4G裡面,然後4G的標準不用變,終端不用變。

從而使得5G的技術,在4G裡面提前使用,成倍地提升4G吞吐量這麼一個技術。

時隔四年,已經投產上市的Pre5G基站擺在了我們面前。

向際鷹:這個就是我們pre5G基站,那麼從它的尺寸來看的話,跟我們的傳統的基站差不太多。

但是這麼小一個體積裡面,我們有64個通道,128個天線,是我們傳統基站的8倍。

而我們的計算複雜度可能是在局部可能是傳統基站的上百倍。

晶片,通信基站的心臟。

當基站系統需要更新換代的時候,晶片的創新就首當其衝。

靠中興微電子被認為是唯一能實現自己人研發Pre5G晶片的方案。

為了研發Pre5G晶片,龍志軍帶領無線晶片研發團隊向新工藝發出挑戰,在全球通信領域率先使用16納米工藝進行設計。

在當時,全球甚至還沒有16納米晶片試產,完全沒有成功經驗可以借鑑參考。

歷經一年多的反覆試驗,晶片的核心研發工作終於結束。

就在這條不足一百米的走廊上,當加工好的晶片第一次被拿回實驗室,準備接受最後測試的時候,整個團隊列隊歡迎。

龍志軍:當我們看到電腦螢幕上出現了,整個晶片自檢通過,上電始終工作正常,

然後一些外部接口工作正常。

那個時候其實很多人,我都注意到眼睛都已經濕了。

在測試階段,龍志軍和團隊們給自己設立了更高的要求,在機器不停的情況下,團隊成員兩班倒,每個人都以極大的熱情投入到測試的工作中去。

龍志軍:那個時候我印象特別深刻,每天晚上,我和其他的一些協作部門的領導,我們必須到實驗室,一個環境一個環境的去趕人。

得把前一班人趕走,你不趕走的話,下一班的人已經站在那等著了。

那個時候都不願意離開,都完全不願意離開。

晶片的研發成功,就意味著產品上市進入倒計時。

在最後的測試環節,時間分秒流逝,團隊的每個人都投入全部的熱情,要交出一顆最完美的中國芯。

正是在這樣的工作狀態下,原本要六個月完成的測試,整個團隊只用了一個多月就做完了所有測試,終於完成了Pre5G通信晶片的全部研發工作。

龍志軍:我後來給大家的一份公開信裡面說,我說你們是新時代最可愛的人,太可愛了,不可理喻。

這裡是Pre5G基站的發貨車間,這一批使用龍志軍和團隊們自主研發通信晶片的產品,即將發往日本。

這一次,中國人站到了世界通信晶片研發的前列。

從全部依賴進口,到擁有核心智慧財產權,隨著Pre5G產品走出國門,中國芯將在全世界跳動。

不過,科技領域的日新月異讓科研的腳步無法停止,未來,在通信領域,中國芯還面臨著更多的挑戰,亟待追趕。


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