11.23 華為的“中國芯”之路

華為是一家值得令人尊敬的企業,雖然某些營銷手段...但是不得不說,華為的芯片應該值得所有國人驕傲。

相信大家都很熟知華為用於移動終端的“麒麟芯片”,但是華為從什麼時候開始籌備芯片設計?為什麼要造芯片?瞭解華為歷史的人也許不陌生,但是大部分人只知道華為輝煌的現在,對過去不甚瞭解。讓我們一起回顧華為的造芯往事,來理解頂級通信企業的戰略眼光。

華為的“中國芯”之路

麒麟芯片


1.“嬰兒”時期(打造產品差異化的摸索時期)

時間回到1991年,當時華為分析了核心產品——交換機的零部件數量,發現用戶板的用量最大,一塊板接8或16對用戶線,接口控制和音頻編解碼(CODEC)芯片用量很大。如果華為使用大家都用的通用芯片,產品就會陷入價格戰的汪洋大海中。要生猛甩開競爭對手,只能開發自己的芯片。

1993年,華為在資源極度匱乏的情況下,花大價錢購買了西方的電子設計自動化軟件(EDA)設計系統,從此有了自己的EDA設計平臺,對香港企業的依賴減少了。1993年,華為第一顆用自己的EDA設計的ASIC芯片問世,成功實現了數字交換機的核心功能——無阻塞時隙交換功能。

華為的“中國芯”之路

華為第一顆自主知識產權芯片

這成為了華為芯片事業的起點 ——降低了成本,提高了性能,產品自然也賣得越來越紅火。為什麼要研發這款芯片?——業務需要。當時,2000門的數字程控交換機(C&C08 A型機)只能用小容量的通用器件級聯使用來實現時隙交叉(就是數字交換),要用整一個機櫃的器件來實現。因此迫切需要瘦身,自研一款芯片就成了當務之急。該款芯片研發成功後,C&C08程控交換機的畫風一下子從粗獷變得柔麗起來,一個模塊用兩個NET板(熱備份)就可以輕鬆搞定時隙交叉功能!

2.“少年”時期(戰略安全保障的艱難探索時期)

華為成立了氣勢磅礴的“中央研究部”,其下成立了基礎業務部,李徵任總工。這個部門存在的唯一目的就是為通信系統做芯片設計,用任正非的話說,叫“為主航道保駕護航”。

2000年,經過三年的努力,華為第一塊高集成度數模混合芯片4COMB開發成功。貢獻:海量出貨的交換機和接入網產品不僅集成度更高,價格還敢比競爭對手低上一大截。在窄帶數字程控交換機領域,C&C08 iNET (100萬用戶,128模塊) 程控交換機終於坐上了世界第一的交椅。艱苦的研發過程還培養、鍛鍊了年輕的技術人員,年輕一代的芯片專家們迅速成長了起來。

很長的時間裡,華為只為自己的系統設備開發芯片,包括光傳輸、3G、IP數據通信等。從第一塊核心芯片開發成功,到後續一系列芯片相繼成功推出,使得傳送網“同步數字傳輸SDH”產品在成本和競爭力方面持續領先。

3.“青年”時期(成立海思,涉足芯片設計行業)

2004年,由於已經建立了優秀的芯片設計平臺,受到巨大的消費電子芯片市場的吸引,華為成立海思。對通信系統芯片的研發仍在母公司中,後來歸屬到2012實驗室。

華為的“中國芯”之路

華為&海思

海思的競爭對手被定義為:高通、聯發科、博通、Marvell、TI、安霸、SONY、三星、ST、NXP-freescale等國際芯片巨頭。(欲與天公試比高!)

一款芯片從啟動到做成,至少要三年時間。2006年,聯發科的GSM Turnkey solution方案推出,提供硬件和軟件的一攬子解決方案,直接推動了GSM功能機產業的崛起。受此刺激,海思也想在這個市場有所作為,於是2006年啟動了GSM交鑰匙解決方案的開發。2009年海思如期出了一個GSM低端智能手機的TURNKEY(交鑰匙)解決方案,用Windows mobile操作系統。這個方案裡的基帶處理器(BP)技術是自研的,技術源自華為的GSM基站。應用處理器(AP)芯片名叫K3V1,工藝上採用的是110nm,當時競爭對手已經採用65nm甚至45至55nm。由於性能不佳,這款芯片(解決方案)沒能被市場接受。華為也因此改變了策略,決定將自研芯片用於自己的手機上。

2012年,華為發佈了K3V2,使用了ARM架構,支持安卓操作系統。智能手機(包括蘋果)的革命是美國的操作系統、英國的芯片架構和中國的整機設計和先進製造三方共同努力的結果。海思的副總裁艾偉認為,K3V2相比同時期高通的旗艦處理器仍有明顯差距。工藝是40nm,發熱量大,選用一家美國小企業的GPU(圖像處理單元),價格便宜,但(遊戲的)兼容性不強。同時期的高通APQ8064和三星Exynos4412都已經用上了28、32nm的工藝。為了彌補自家芯片的不足,軟件研發人員夜以繼日地從軟件側來彌補芯片上的眾多漏洞和BUG 。當時K3V2的內外口碑都很差,華為終端的人也很痛苦,卓毅用了個形象說法,原來用高通芯片,華為終端公司只要兩個人就能搞定,用聯發科芯片需要三個人,而用海思芯片八個人都搞不定。當時華為手機不好賣,公司年終就每人發一臺,然後從獎金包里扣除,相當於內部消化,支持發展。

華為的“中國芯”之路

鯤鵬920

4.“成年”時期(多領域位居世界領先地位)

2012年,華為和中興就遭到美國的質疑,那些合規和戰略安全的話題刺激任正非要擺脫對外界的依賴。應該是從這一年開始,華為加大了對芯片研發的投資力度。考慮到戰略性問題和供應鏈安全的問題,華為做了梳理和調研:如果這個東西只有美國人能做,危險等級最高;如果美國人能做,歐洲人也能做,危險等級會低很多。而上述光通信芯片主要是北美公司在做,所以華為賠錢也得跟進。

海思一直在進步,2014年,研發出麒麟910,首次採用28nm製程,首次集成了應用處理器(AP)和基帶處理器(BP)。無論是工藝、性能、低功耗技術還是模擬,全部都處於芯片領域的最前沿,由此麒麟芯片成為了華為高端手機的賣點之一,開始了二者聯袂發展的光輝歲月。從28nm到16nm,到10nm,到最新的7nm,從最近幾代的技術來看,海思已經是臺積電每個先進工藝的首批客戶。

發展至今,海思的核心芯片包括:麒麟手機芯片(SoC芯片)、巴龍、天罡基站芯片(5G通信芯片)、鯤鵬服務器芯片、昇騰AI芯片。這些領域都位居世界領先地位,有興趣的讀者可以自行搜尋證據。

華為的“中國芯”之路

昇騰910

華為的“中國芯”之路

麒麟990


綜合上述過程,華為造芯的目的主要為:

(1)降低成本;

(2)擺脫對外部廠商的依賴,保證產品獨立性;

(3)提高產品異質性,避免價格戰;

(4)保障戰略安全性,尤其近期美國對華為進行制裁,芯片的作用就凸顯出來;

(5)戰略先行性,自主研發能力的提高給了華為探索未知領域更多的可能性。


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