華為海思的芯片成長之路

海思的英文名是HI-SILICON，其實(shí)就是HUAWEI-SILICON的縮寫。SILICON，就是硅的意思。眾所周知，硅是制造半導(dǎo)體芯片的關(guān)鍵材料。硅這個(gè)詞，也成了半導(dǎo)體的代名詞。

1991年，華為成立了自己的ASIC設(shè)計(jì)中心，專門負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)「專用集成電路」（Application-specific integrated circuit，ASIC）。

當(dāng)時(shí)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(jī)，還是三年后的事情。

這個(gè)ASIC設(shè)計(jì)中心的成立，意味著華為開始了IC設(shè)計(jì)的漫漫征途。

1993年，ASIC設(shè)計(jì)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(jí)、百萬門級(jí)、千萬門級(jí)ASIC?？偟膩碚f，每一步都算是沉穩(wěn)有力。

時(shí)間到了2004年10月，這時(shí)的華為，實(shí)力已今非昔比，銷售額達(dá)到462億人民幣，員工人數(shù)也達(dá)到數(shù)萬人。有了一定底氣的華為，在ASIC設(shè)計(jì)中心的基礎(chǔ)上，成立了深圳市海思半導(dǎo)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(shí)就是HUAWEI-SILICON的縮寫。SILICON，就是硅的意思。眾所周知，硅是制造半導(dǎo)體芯片的關(guān)鍵材料。硅這個(gè)詞，也成了半導(dǎo)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(dǎo)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?yàn)槿A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(fēng)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(duì)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(huì)首先想到華為手機(jī)現(xiàn)在普遍使用的麒麟（Kirin）處理器，例如華為P20手機(jī)的麒麟970芯片。

其實(shí)，華為海思雖然從事芯片的研發(fā)，但并不僅限于手機(jī)芯片。準(zhǔn)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(diǎn)，就是手機(jī)芯片、移動(dòng)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(gè)領(lǐng)域，華為海思經(jīng)過十多年的深耕，全球市場(chǎng)份額甚至達(dá)到90%之多，確實(shí)令小棗君吃了一驚。

海思安防芯片

此外，華為海思高端路由器的芯片，也相當(dāng)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(jī)終端芯片吧。

首先，請(qǐng)看一下小棗君整理的這個(gè)表：

這是華為海思麒麟系列芯片主要型號(hào)列表，列舉了各大型號(hào)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(chǎng)的手機(jī)終端處理器——K3。

這款處理器華為自己的手機(jī)沒有使用，而是打算賣給山寨機(jī)市場(chǎng)，和聯(lián)發(fā)科等芯片廠商進(jìn)行競爭。因?yàn)楫a(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(jī)中，而且是定位旗艦的Mate 1、P6等機(jī)型。

不過，這顆處理器選擇了臺(tái)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(jī)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(hào)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(jī)通常由兩大部分電路組成：一部分是負(fù)責(zé)高層處理部分的應(yīng)用芯片AP，相當(dāng)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(dāng)于我們使用的Modem，手機(jī)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(gè)比方，基帶芯片就相當(dāng)于一個(gè)語言翻譯器，他會(huì)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(jìn)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(fù)責(zé)信號(hào)處理和協(xié)議處理，射頻部分負(fù)責(zé)信號(hào)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(gè)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(huì)被整合到手機(jī)主處理芯片上，成為其中一部分。

高度集成化的 SoC 芯片

這個(gè)高度集成的手機(jī)主處理芯片，就是一塊SoC芯片。SoC芯片相當(dāng)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(xì)，大家應(yīng)該都看懂了吧？

雖然910是第一款華為海思的手機(jī)SoC芯片，但是因?yàn)樾阅芎图嫒菪缘确矫娴脑?，還是沒有得到市場(chǎng)的認(rèn)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(jī)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(jī)進(jìn)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(shí)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(jī)，給麒麟芯片帶來很大的壓力。這種倒逼的壓力，必定會(huì)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(shí)存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，很可能一塊完蛋（前面說了，早期的時(shí)候K3V2就導(dǎo)致P6的失?。?。但是，在堅(jiān)定不移的決心之下，華為終究是贏得了這場(chǎng)冒險(xiǎn)。

華為手機(jī)總裁 余承東（設(shè)計(jì)臺(tái)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(yuǎn)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(jià)能力，更可靠的供貨保障。每一條，都讓現(xiàn)在無數(shù)手機(jī)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(dòng)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(yù)言：

“……（芯片）暫時(shí)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(cái)富，這些財(cái)富可能就是因?yàn)槟且粋€(gè)點(diǎn)，讓別人卡住，最后死掉?！@是公司的戰(zhàn)略旗幟，不能動(dòng)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(shí)產(chǎn)權(quán)的問題？

芯片是一個(gè)高度垂直分工的產(chǎn)業(yè)，從設(shè)計(jì)、制造、到封裝測(cè)試，每一個(gè)環(huán)節(jié)，都有相關(guān)領(lǐng)域的公司在負(fù)責(zé)。

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(dú)立完成芯片的全流程設(shè)計(jì)制造。

華為海思顯然也不具備所有的芯片能力。嚴(yán)格來說，華為海思只是一家負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì)的公司。它完成芯片設(shè)計(jì)之后，也是要交給晶圓代工企業(yè)臺(tái)積電進(jìn)行制造的。

臺(tái)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(jìn)行芯片企業(yè)排名的時(shí)候，都會(huì)進(jìn)行分類。像華為海思這樣的公司，會(huì)被稱為“無晶圓半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司”，被分在Fabless公司類。

在半導(dǎo)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(jì)，到制造、封裝測(cè)試以及投向消費(fèi)市場(chǎng)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(jì)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(jì)，稱為Foundry（代工廠），例如臺(tái)積電等。

下面這個(gè)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(jì)的角度來看，華為海思也不可能是完全獨(dú)立自主，從零開始。

華為海思購買了ARM的設(shè)計(jì)授權(quán)。

ARM是專門做芯片設(shè)計(jì)的。它的商業(yè)模式，就是出售IP（IntellectualProperty，知識(shí)產(chǎn)權(quán)）授權(quán)，收取一次性技術(shù)授權(quán)費(fèi)用和版稅提成。

全世界很多企業(yè)都購買ARM的授權(quán)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。

說簡單一點(diǎn)，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(jìn)行修改的能力的。只有像高通和蘋果這樣有雄厚實(shí)力的公司，才具備這個(gè)能力。

拆毛坯房進(jìn)行修改，好處是可能會(huì)更好地改進(jìn)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(gè)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(zhǔn)確的說法。我個(gè)人覺得，隨著實(shí)力的增強(qiáng)，相信即使現(xiàn)在不具備，將來也會(huì)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(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力，也需要很長時(shí)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(duì)于現(xiàn)在的市場(chǎng)格局來說，即使做得到，也是沒有商業(yè)價(jià)值的。因?yàn)檎麄€(gè)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(dú)有的芯片，是沒有軟件可用的。用這種芯片的手機(jī)，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(duì)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(duì)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(dòng)，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(dòng)，我們更需要持續(xù)的理性和耐心。

畢竟，能成功跑到終點(diǎn)的，才是最后的贏家。