1991年,華為成立了自己的ASIC設(shè)計中心,專門負責設(shè)計「專用集成電路」(Application-specific integrated circuit,ASIC)。
當時的華為,創(chuàng)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(yè)的C&C08數(shù)字程控交換機,還是三年后的事情。
這個ASIC設(shè)計中心的成立,意味著華為開始了IC設(shè)計的漫漫征途。
1993年,ASIC設(shè)計中心成功研發(fā)出華為第一塊數(shù)字ASIC。
隨后,分別在1996年、2000年、2003年,研發(fā)成功十萬門級、百萬門級、千萬門級ASIC??偟膩碚f,每一步都算是沉穩(wěn)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(shù)也達到數(shù)萬人。有了一定底氣的華為,在ASIC設(shè)計中心的基礎(chǔ)上,成立了深圳市海思半導體有限公司,也就是我們現(xiàn)在經(jīng)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,就是硅的意思。眾所周知,硅是制造半導體芯片的關(guān)鍵材料。硅這個詞,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(nèi)部某領(lǐng)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(diào)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(xiàn)在普遍使用的麒麟(Kirin)處理器,例如華為P20手機的麒麟970芯片。
其實,華為海思雖然從事芯片的研發(fā),但并不僅限于手機芯片。準確地說,華為海思提供的是數(shù)字家庭、通信和無線終端領(lǐng)域的芯片解決方案。通俗一點,就是手機芯片、移動通信系統(tǒng)設(shè)備芯片、傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備芯片、家庭數(shù)字設(shè)備芯片等,統(tǒng)統(tǒng)都做。
海思官網(wǎng)列出的部分解決方案領(lǐng)域
值得一提的,是安防監(jiān)控領(lǐng)域。在這個領(lǐng)域,華為海思經(jīng)過十多年的深耕,全球市場份額甚至達到90%之多,確實令小棗君吃了一驚。
此外,華為海思高端路由器的芯片,也相當有競爭力。華為2013年11月曾經(jīng)發(fā)布過一款400G骨干路由器產(chǎn)品(NE5000E-X16A),采用的是海思芯片SD58XX,比思科同類型產(chǎn)品都要早推出一年。
華為400G骨干路由器
還是來具體說說,大家最熟悉也最關(guān)心的手機終端芯片吧。
首先,請看一下小棗君整理的這個表:
這是華為海思麒麟系列芯片主要型號列表,列舉了各大型號麒麟芯片的關(guān)鍵參數(shù)和推出日期。
我簡單介紹一下吧。
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(lián)發(fā)科等芯片廠商進行競爭。因為產(chǎn)品還不成熟,所以并沒有獲得成功。
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。
于是,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,這顆處理器選擇了臺積電40nm工藝制程,整體功耗高,兼容性非常差,很多游戲都不兼容。所以,用戶沒有接受,手機整體的銷量很差。
盡管如此,K3V2也算是一次勇敢的嘗試,為后續(xù)型號奠定了一定的基礎(chǔ)。
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,那么,到底什么是SoC?
SoC,就是System-on-a-Chip,也就是「片上系統(tǒng)」。
從通信目的來看,我們的智能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芯片AP,相當于我們使用的電腦;另一部分,就是基帶芯片BP。
基帶芯片,相當于我們使用的Modem,手機支持什么樣的網(wǎng)絡(luò)制式(GSM、CDMA、WCDMA、LTE等)都是由它來決定的。打個比方,基帶芯片就相當于一個語言翻譯器,他會把我們要發(fā)送的信息(比如:語音,視頻),根據(jù)制定好的規(guī)則(比如:WCDMA,CDMA2000),進行格式轉(zhuǎn)換,然后發(fā)送出去。
基帶芯片并不僅僅是基帶部分,它還包括射頻部分(RF)。基帶部分負責信號處理和協(xié)議處理,射頻部分負責信號的收發(fā)。而廠家通常直接把射頻芯片和基帶芯片放在一個芯片里面,物理上合一,統(tǒng)稱為基帶芯片。
基帶芯片
然后呢,基帶芯片通常又會被整合到手機主處理芯片上,成為其中一部分。
高度集成化的 SoC 芯片
這個高度集成的手機主處理芯片,就是一塊SoC芯片。SoC芯片相當于控制中樞,它既包括基帶芯片,也包括CPU(中央處理器芯片)、GPU(圖形處理器芯片)、其它芯片(例如電源管理芯片)等。
SoC芯片
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,基帶芯片是自家的Balong710(巴龍710)。
介紹得這么詳細,大家應該都看懂了吧?
雖然910是第一款華為海思的手機SoC芯片,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芯片推出,麒麟芯片才逐漸被大家所接受。
目前,經(jīng)過一路的迭代,麒麟系列芯片已經(jīng)發(fā)展到麒麟970,用在P20等華為旗艦機型上。
麒麟970的主要技術(shù)參數(shù)
一直以來,華為采取的是麒麟芯片和自己旗艦手機進行綁定的戰(zhàn)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。
之所以這么做,華為有很多方面的考慮。
一方面,早期的時候,麒麟芯片除了華為自己,根本就沒有人敢用。如果不是自家訂單帶來的出貨量,麒麟芯片早就涼了。
另一方面,直接綁定自家旗艦手機,給麒麟芯片帶來很大的壓力。這種倒逼的壓力,必定會迫使海思努力提升芯片性能和質(zhì)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?。5?,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(shè)計臺詞)
華為孤注一擲投入海思,并不是頭腦發(fā)熱?,F(xiàn)在來看,這種做法非常具有遠見。結(jié)合最近發(fā)生的狀況,相信大家都同意吧?
屬于自己的芯片,到底意味著什么?更低的研發(fā)和制造成本,更有底氣的議價能力,更可靠的供貨保障。每一條,都讓現(xiàn)在無數(shù)手機廠家羨慕嫉妒恨。
可以說,華為海思芯片,已經(jīng)成為華為掌握競爭主動權(quán)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:
“……(芯片)暫時沒有用,也還是要繼續(xù)做下去。一旦公司出現(xiàn)戰(zhàn)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。我們公司積累了這么多的財富,這些財富可能就是因為那一個點,讓別人卡住,最后死掉?!@是公司的戰(zhàn)略旗幟,不能動掉的?!?/p>
華為創(chuàng)始人 任正非
關(guān)于華為芯片到底是不是自主知識產(chǎn)權(quán)的問題,實際上,之前我那篇關(guān)于ARM的文章(鏈接)就已經(jīng)解釋過了。今天,小棗君再給大家解釋一下。
芯片是一個高度垂直分工的產(chǎn)業(yè),從設(shè)計、制造、到封裝測試,每一個環(huán)節(jié),都有相關(guān)領(lǐng)域的公司在負責。
芯片產(chǎn)業(yè)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芯片的全流程設(shè)計制造。
華為海思顯然也不具備所有的芯片能力。嚴格來說,華為海思只是一家負責芯片設(shè)計的公司。它完成芯片設(shè)計之后,也是要交給晶圓代工企業(yè)臺積電進行制造的。
臺積電的華為芯片生產(chǎn)線
不知道大家有沒有注意到,通常行業(yè)內(nèi)進行芯片企業(yè)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(shè)計公司”,被分在Fabless公司類。
在半導體芯片行業(yè),企業(yè)的模式主要分三種:IDM、Fabless,F(xiàn)oundry。
1、有的公司,從設(shè)計,到制造、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(shè)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(shè)計,稱為Foundry(代工廠),例如臺積電等。
下面這個圖,是2017年全球排名前十的Fabless企業(yè)榜單。里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(shè)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(shè)計授權(quán)。
之前小棗君介紹ARM的文章中,和大家解釋過,ARM是專門做芯片設(shè)計的。它的商業(yè)模式,就是出售IP(Intellectual Property,知識產(chǎn)權(quán))授權(quán),收取一次性技術(shù)授權(quán)費用和版稅提成。(限于篇幅,不多介紹)
全世界很多企業(yè)都購買ARM的授權(quán),并在此基礎(chǔ)上進行設(shè)計。
說簡單一點,ARM提供了一間毛坯房,然后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(xiàn)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(xiàn)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(jīng)是很高的門檻,需要非常強大的技術(shù)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,對于現(xiàn)在的市場格局來說,即使做得到,也是沒有商業(yè)價值的。因為整個行業(yè)很多軟件都是基于ARM指令集的,已經(jīng)形成了生態(tài)。如果脫離生態(tài)制造出獨有的芯片,是沒有軟件可用的。用這種芯片的手機,也只能是板磚一塊而已。
好了,關(guān)于華為海思,差不多就介紹到這。
總而言之,對于華為來說,創(chuàng)辦海思,自研芯片,無疑是一件正確的事情。但是,對于國家和產(chǎn)業(yè)來說,一兩家海思肯定是不夠的。我們需要更多的芯片企業(yè),需要更完整的芯片生態(tài)。
即便如此,我們也要小心,不能情緒沖動,盲目開干。芯片之路,注定是漫長而艱辛的,相比于短期的情緒沖動,我們更需要持續(xù)的理性和耐心。
畢竟,能成功跑到終點的,才是最后的贏家。
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