华为28年造芯简史:从0到500亿,戈壁里开出郁金香

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起原 / 智器材(ID:zhidxcom)

作者 / 心缘

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划重点:


  • 任正非在2012实验室曾说:“哪怕(芯片)临时没有效,也照样要持续做下去。一旦公司显现计谋性的破绽,是几千亿美金的损失,这些财富或者就是因为那一个点,让别人卡住,最后死掉。”

  • 2华为芯片28年的研发进程中,穿插着这几个要害数据:200+芯片组、8000+专利、100+国度、7000+员工。

  • 3SIM卡芯片是海思打响外销芯片的“第一枪”,然而该芯片很不走运,立项时一片尚能卖10美元,等海思研发出来了,其价钱已经跌到1元人民币。

  • 42006年,华为决意要做3G数据卡基带芯片,次年起头组建无线终端芯片的研发团队,起头研发移动通信的焦点器件——基带处理器。

  • 5直到2009年,海思才发布第一款GSM低端智妙手机的Turnkey解决方案。这个方案采用来自华为GSM基站的自研BP手艺,斥地的AP芯片名为Hi3611(K3V1)。

  • 62018年2月,华为发布首款3GPP尺度的5G商用芯片巴龙5G01和基于该芯片的5G商用终端华为5G CPE,成为全球首家能够为客户供应端到端5G解决方案的公司。8月发布7nm工艺制程和双核“NPU”设计AI芯片麒麟980。

  • 7客岁全年,海思公司的收入接近76亿美元,有名半导体研究查询机构IC Insights发布的数据显露,2019年第一季度,海思的营收达17.55亿美元,全球排名第14。


此刻,我们将时钟拨回到五年前。


2014年7月26日凌晨,42岁的华为海思无线芯片斥地部部长王劲倏忽离世,这一新闻激发华为上下一片震动。


从华为高管到下层莫不是惋惜哀惋,有熟识者甚至泪如雨下。现任华为消费者买卖CEO余承东抒发“无尽哀思”、前荣耀总裁刘江峰感伤“英年早逝,何其痛哉”……各大社交..陷入一片哀恸,悼念这位英年早逝的英雄。



这是王劲从大学卒业到场华为的第18个年头,距离他从国外回到国内负责通信和终端芯片不外7年。


这位在四周人眼中“乐观诙谐”、“工作拼命”、“老是笑眯眯的”、“脾性特好”的华为海思手艺主干,始终苦守在华为最艰辛、最轻易失败、担责最多的研发一线。华为3G、瑞典研究所等华为无线几乎所有主要产物和项目,都倾泻了王劲无数的心血。


时任的王劲只是无数华为芯片工程师中一个刺眼的缩影。从华为创始人任正非决意造芯起头,带头研发首款专用集成电路(ASIC)芯片的徐文伟、华为芯片的“女掌门”何庭波……一个个焦点人物陆续成长起来,见证着海思以摧枯拉朽的起势陆续攻占国内机顶盒芯片、视频监控芯片、基带芯片和手机AI芯片俊彦的位置,从无名小卒蜕酿成中国最大芯片设计公司。


这是一群华为芯片工程师负重前行的故事,是华为二十八年造芯史的简写,亦是视察中国半导体财富漫漫长征路的一扇窗。


海思:价格500亿人民币的华为坦克车


从上世纪90年月到2004年成立半导体子公司,华为要自立研发芯片的决意一向令好多人无法懂得。


芯片是个极难跨越的险滩,动辄烧钱数百亿级别,极端花消时间还纷歧定能有成绩。市场上几多芯片公司在老牌芯片制造商的暗影下艰难生存,而一个非芯片基因身世的公司想要做芯片,这在多数人眼中无异于天方夜谭,最终终局也想必是不翼而飞。


若是只是想挣..,那大可不必砸钱搞芯片,万一没成,或者整个公司都跟着受拖累,但这只是短期的风险,而历久的风险是,若是有一天来自第三方的根蒂部件和手艺都没了,华为是否依然能玩得转。


任正非


显然,华为创始人任正非思虑的是若是让华为久远的活下去,在研发12年ASIC芯片后,华为在2004年10月成立全资子公司海思半导体。


这一定名与芯片的原材料硅(Silicon)有关。海思的英文名字HiSilicon取自Huawei Silicon的缩写。但中文名却让人人犯了难,考虑到唯有“思惟”深挚才能走得更远,加上“思”与“silicon”发音近似,“海思”由此得名。


在本年5月21日接管媒体采访时,任正非描述了他眼中海思的定位:“海思是华为的从属品,跟着华为的部队进步,就像一个坦克车、架桥车、担架队的地位。”


若是你存眷全球半导体的营收榜单,那么海思的增进速度绝对会令你瞠目。


2018年前十大IC设计公司(起原:DIGITIMES Research)


客岁全年,海思公司的收入接近76亿美元,有名半导体研究查询机构IC Insights发布的数据显露,2019年第一季度,海思的营收达17.55亿美元,是独一一家跻身全球前15半导体供给商的中国公司,排名第14。在整个半导体行业一片颓势之时,海思逆势上涨,同比增进41%,排名也比客岁Q1排名进步了11位。


凭据芯榜发布的国内2018年半导体设计企业收入排名,海思2018年以超出500亿元人民币(73亿+美元)排名第一,遥遥领先第二名。


海思官网的介绍中,穿插着这几个要害数据:200+芯片组、8000+专利、100+国度、7000+员工……在28年的研发进程中,海思陆续切入多媒体终端芯片、安防范畴的视频监控芯片、移动终端的SoC芯片和基带芯片、物联网芯片、云端的办事器芯片和AI芯片等多个范畴,这些产物线大多成长为地点范畴的种子军队,在国内甚至全球市占率位居前排。


海思的崛起毫不是偶然,在这么多勋章的背后所隐藏的器材,远比我们想象到的更为复杂。


1991-2003 前传:戈壁里开出的郁金香


任正非曾说过一句话:“戈壁里是不克种郁金香的,然则革新完的戈壁泥土,是能够莳植的。”


1984年成立的华为,是个倒买倒卖交流机的“二道商人”,老板任正非别说不懂芯片了,就连通信手艺基因都是零。可就是如许的一个贫瘠的手艺戈壁,在用十几年的岁月,浇灌出中国最大的芯片设计花海。


能够说,华为对焦点手艺的正视,早已深入骨髓。靠做代剃头家的华为,很快就意识到,要提拔自身的竞争力必需自立研发。


任正非和早期华为员工 合影时间:1991年


1991年,华为方才竣事了早期的代理生涯,任正非连个像样的皮带都不舍得买。做出自研交流机还不敷,电信设备中芯片成本占比高,而通用芯片难以实现差别化,要想在一众敌手中脱颖而出,华为必需斥地本身的芯片。


言知之易,行之难。没有手艺根蒂怎么造芯?任正非的打法是狂揽人才,除了亲朋举荐这种常规把持,还派华为员工去方针机构蹲点,就蝉联正非去列入展览,都经常带回几个临场“面试”的人才。


就在这年,任正非挖到了堪称是华为芯片奠定者的一个主要脚色——徐文伟。


徐文伟


其时徐文伟方才从东南大学自控系硕士专业卒业一年,在有名的港资企业亿利达从事高速激光打印机的斥地工作,擅长电路设计和汇编说话。


恰逢邮电部在西安办一个程控交流机进修班,汇聚了全国做交流机斥地的手艺主干,个中就包罗徐文伟,面临这一广纳人才的良机,华为派去的人白日进修,晚上就挨个到宿舍敲门挖人。


也不知任正非当初的演说何其出色,28岁的徐文伟决意抛却亿利达的高薪待遇和不乱前途,来到华为这家名不见经传的创企。那会儿还闹了个小插曲,华为挖人的事惹得亿利达不太舒坦,让徐文伟吃了点吃力头。


从看守所出来后,徐文伟敏捷显现华为人的一大特质——超强执行力。他很快在华为竖立了ASIC设计中心,其时叫器件室,从事印刷电路板(PCB)设计和芯片设计。


造芯事华为交流机降本增效的主要手段,而因为外汇管制,一次性的工程费用就要几万美元。任正非甚至去借高利贷,在资金困局中,流片失败的后果不敢想象,不光几万美元取水漂,华为交流机研发很或者推进不下去。


还好,华为第一颗具备自有常识产权的ASIC,在1991年一次流片成功!


不外人人其时都沉浸在胜利的喜悦中,竟然“鸭蛋虽密也有缝”,没人想到给它取名字,就直接叫它ASIC。


第一颗有名字的自研数字ASIC芯片在1993年推出,徐文伟给它取名“SD509”,S代表“半导体”,D是“数字芯片“。后来还有了模拟芯片“SA”系列,厚膜电路“SH”系列。

SD509成功实现了数字交流机的焦点功能——无壅塞时隙交流功能,并降低了C&C08交流机的成本。


这款芯片降生的配景也很稀奇。那时中国因为西方禁供电子设计主动化(EDA)起头自研,究竟国产EDA刚在工作站和微机系统上斥地成功,西方就解禁了。西方的这一做法使得方才国产EDA失去市场竞争力,乃至直至今日,EDA仍然是掣肘国产芯片的要害部门。


此前华为造芯首要是托付香港公司来设计EDA,任正非大手笔买来西方的EDA设计系统后,华为终于能够用本身的EDA来设计ASIC芯片。


1994年,华为已成功设计出30多个芯片。1995年,华为成立中央研究部,其下设根蒂研究部,负责为通信系统做芯片。中研根蒂研究部成立3年就拥有300多名芯片设计工程师,使得华为成为昔时国内最大且最进步的芯片设计公司。


随后华为再接再厉,先后在1996年、2000年、2003年,离别研发成功十万门级、百万门级、万万门级ASIC,凭借C&C08交流机的大卖,华为一步一步坐上世界窄带数字程控交流机范畴的头把交椅。


年青年头的科研哨兵任正非


不外,此时华为芯片事业还仅仅是奏响序曲,距离真正的飞升,还缺几个要害人物的到来。


1996年,怀揣着对工程师的崇奉,两位硕士卒业生何庭波和王劲进入海思。那一年,何庭波27岁,北京邮电大学通信和半导体物理专业硕士卒业,进华为从事光通信芯片设计;王劲24岁,本籍浙江黄岩,先后就读于哈尔滨师大附中卒业和浙江大学无线电专业,浙江大学通信与电子系统硕士卒业,进华为做GSM基站研究。


这两位工程师身上能够还原出华为芯片研发者配合的特质:低调、果断、能扛事、肯忍苦。


何庭波看起来是个文弱的女孩,但一工作起来比男同事还拼,只要她认定的事,就会尽心尽力的完成。好比在斥地光传输芯片时代,因为产物斥地和芯片斥地会用到统一套仪表,何庭波经常和负责斥地的高戟抢设备。


“为显露绅士风度,我每次都邑让着她,但这不是长久之计。”高戟回忆道,“于是我们有一个’正人协定’:白日她调试,晚上我调试……”


功夫不负有心人,第一代焦点芯片成功交付,后续一系列芯片也接踵成功推出,累计发卖跨越万万片。


何庭波


王劲和何庭波一般能拼,被称为“最能啃硬骨头”的人,不外他还有一个特质——脾性好、爱笑。


他所进入的无线产物线整体承受着长达十多年的吃亏逆境,无数个日夜的起劲或者付之一炬,几万万甚至几亿的投入血本无归,压力非常大,没有精巧的心态,很难撑下来。而在王劲同事们的回忆中,王劲完全没埋怨过。


“王劲从不骂人,这点非常可贵!”一位跟王劲在无线产物线同事多年的同伙说。他老是笑呵呵的,笑起来很开畅,没架子,讲着讲着笔掉了还要去捡笔。有人曾问他,为什么压力这么大,还爱笑?王劲说:“哭解决不了问题,只有笑啰!”


为将之道,当先治心。泰山崩于前而色不变,麋鹿兴于左而目不瞬,然后能够制短长,能够待敌。


因为在产物研发上一系列失误,王劲最先介入的华为无线买卖部DECT研发项目以失败了结。1998年,他起头做GSM基站BTS30产物的产物司理,在GSM产物线最艰辛的时候,王劲和同事们还能唱着小基站的战歌 转战在..高原、农村山区、国外天际海角。


王劲,生前任华为海思无线芯片斥地部部长


1998年,何庭波和王劲均在群英调集的华为研发部门露出锋芒。


这一年,何庭波被委以重任,独自前去上海组建无线芯片团队研发3G芯片。


而王劲的BTS30则战绩惊人,从1998年一路卖到2008年,成为华为有史以来发卖寿命最长、发卖收入最大的单一基站产物,累积发卖数百亿美元,是华为早期国外拓展的利器。


几年后,何庭波和王劲又离别被调到国外工作。


何庭波在硅谷时代,亲眼目睹了中美两国在芯片设计上的伟大差距,这为日后海思大规模引进国外人才埋下了伏笔。


王劲则负责起华为第一个在欧洲的研究所——瑞典研究所,研究3G焦点手艺。那时华为在西欧毫无名气,这个开发性的工作进展的非常艰辛。但据同事们回忆,他一句难题和埋怨的话都没提过。后来王劲又做了欧洲区域部Marketing负责人。


与此同时,华为正陷入一场焦头烂额的战事。因为在国内的小灵气和CDMA节节败退,华为吃力心经营多年的优势消费殆尽,而中芯和UT斯达康抓住机会崛起,华为出于无奈转移疆场,到国外去卖GSM和3G。


2003年,华为冲出了重围,在国外无线的收入年增进了10倍,3G也取得汗青性的冲破,将一众国内敌手甩在死后。


到2004年,华为已拥稀有万名员工,发卖额达462亿人民币。


2004-2009 起步:初出茅庐,峰回路转


腾出手来做新买卖的华为,在2004年10月将ASIC设计中心自力出来,成立了全资子公司海思半导体,内部称为“小海思”,从事外销芯片买卖。


敌手机麒麟芯片等系统芯片的研发以及民众..,仍在母公司体下,内部称为“大海思”,后来归属在2012实验室旗下,首要从事面向将来的手艺研究。


在华为内部,狠抓通信系统芯片的徐文伟被称作“大徐”,“小徐”是徐直军,在海思成立后起头挂帅进军消费电子芯片市场,从计谋层面治理海思,海思的具体工作则由何庭波和她的北邮校友艾伟负责。


海思总裁的重任落到了何庭波肩上,艾伟则分担Marketing,徐直军则在今后的好多年是海思的Sponsor和幕后老迈。


艾伟


海思被寄予厚望,最起头,任正非给它定下一个方针:雇用2000人,三年内做到外销40亿元人民币。前者很快完成,后者却遥遥无期。有人说海思从成立起连亏了十年,要不是背靠华为这棵大树,早就凉了。


不外华为海思高层的远见也就此施展出来,上至华为最高决议者任正非,下至海思直接负责人,没有谁因为海思的吃亏而想要抛却造芯这条路,华为敢砸钱造“备胎”、造“备胎”的这种气势和前瞻意识,放至今日也是很多企业所不具备的。


欲渡黄河冰塞川,将登太行雪满山,起步远比想象艰难。2004年至2007年时代,海思消费芯片对外销量几乎为0,海思一成立就组建的手机芯片研发部队,长达五年了无音讯,几款新生芯片纷纷碰到自家产物不敢用的逆境。


要斥地芯片,第一要务天然是界说芯片的规格(specification)。2005年,艾伟牵头界说了几颗消费电子芯片的规格,包罗SIM卡、机顶盒芯片、视频编解码芯片等。

SIM卡芯片是海思打响外销芯片的“第一枪”,然而该芯片很不走运,立项时一片尚能卖10美元,等海思研发出来了,其价钱已经跌到1元人民币。因为手艺门槛低、竞争激烈,海思直接抛却了这个买卖。


而海思引认为傲的安防监控芯片,走向市场的第一步亦是无奈之举。


海思团队起先做视频编解码芯片,原规划是想先用在华为的视频会议电视终端上。但这种平时都是向导在用的产物,出了问题难辞其咎,还或者影响华为的大产物发卖。



自家产物不给试,海思只好出去找市场,殊不知峰回路转,海思一脚踏进安防大门,就被时代的巨浪推到了潮头。


海思几乎是和中国安防财富同步成长起来的。21世纪初,安防行业还被一些外资企业所占领,中国安防企业活着界顶级展会中只能拿到偏远的小角落。现在全球安防行业的老迈海康威视和老二大华股份,在其时不外是两个不起眼的小脚色。


海思在安防市场的打拼进程,能够用“天时人地相宜”来形容。


所谓天时,是指手艺提高带来的推翻性力量,整个安防正在酝酿着数字化改造海潮;所谓地利,是中国安然城市扶植起步,一多量安防盈余正待收割;所谓人和,大华、海康等一批中国厂商异军突起,为海思芯片的落地供应了机会。


2005年11月,艾伟带着部门海思员工第一次列入在深圳举办的安博会,为即将问世的芯片提前预热。次年6月,海思在TAIPEI COMPUTEX展会推出H.264视频编解码芯片Hi3510。


率先抛出橄榄枝的是大华。


早韶华为曾做过面向通信机房监控的第一代视频监控产物,后来把这块买卖与华为电气的情况动力监控买卖打包卖给了艾默生。2006年,华为从新进入这一范畴,合营运营商“全球眼”来做视频监控软件..。


因为华为本身根基不做摄像机整机,就去和海康、大华谈合作购置。恰逢大华斥地第二代硬盘录像机(DVR),正想在DVR上想守正出奇,两个襟怀洪志的公司一拍即合,第二年,大华就和海思签署了20万片H.264视频编码芯片的合同(Hi3510、Hi3511),用于大华第二代DVR上。


其时毫无品牌知名度的海思,终于拿下成立以来第一个真正意义上的外销芯片大订单。


2006年视频编解码芯片国内出货占比


在安防芯片取得商用进展的同期,一个对华为甚至中都城有不凡意义的新产物——基带芯片巴龙系列方才降生。多年今后,它和华为的通信手艺实力成为中国强硬应对美国禁令的一个主要底牌。


先说一下基带芯片进场的配景,它最早切入的场景不是手机,而是数据卡。


3G数据卡因其高速上彀功能,成为好多商务人士外出的标配,而国内这片市场相对空白,华为适时切入这片市场大赚一笔,并与中兴争夺市场蛋糕。


孰料数据卡买卖井喷时,华为3G数据卡的基带处理器却经常断货。3G数据卡的基带芯片被高通垄断,但当基带芯片求过于供时,高通起头在华为和中兴之间实行均衡供给政策,华为好多项目因故拿不到芯片而无法签单。


市场倒逼之下,2006年,徐文伟拍板决意,要做3G数据卡基带芯片。时任手机公司副总裁的李一男也执此概念:从数据卡芯片作为切入移动终端芯片的第一步,最是合适。


第二年岁尾,时任欧洲研发负责人的王劲刚等来全球3G手艺财富链初具成熟的佳音,就被急切火燎地召回上海研究所,组建无线终端芯片的研发团队,起头研发移动通信的焦点器件——基带处理器(BP,Baseband Processor)。


从这时起头,已经在华为打拼11年的王劲起头在基带芯片以及智妙手机和平板电脑的芯片研发中饰演主要脚色。


海思给基带芯片起名“巴龙(Balong)”,是雪山的名字。


很多国际半导体巨头都有一套奇特的芯片定名逻辑,英特尔深嗜以设计组周边的山水街道名字为代号,AMD则喜欢用F1赛车的赛道给芯片定名,而华为显然对高山和典故情有独钟。


巴龙雪山位于和珠穆朗玛峰比邻的..定日县,海拔7013米。“无限风光在险峰”,国内3G还未正式商用,华为就起头做LTE相关研发,并在2008年9月正式成立LTE UE斥地部门。后来巴龙成为海思第一款成功的移动终端芯片。


基带手艺有多灾呢?大约五六年前,安防芯片巨头德州仪器(TI)和GPU霸主英伟达(NVIDIA)都在做移动处理器的研发,但因为缺乏基带专利的储蓄陆续止步。苹果的自研5G芯片迟迟未露真容,对峙为苹果供应移动基带芯片的英特尔,也于方才曩昔的5月抛却了移动5G芯片市场。


而高通恰是因为储蓄了可观数量的3G、4G、5G基带专利,在移动芯片市场合向披靡,其片上系统(SoC,System on Chip)还被好多人奚弄是“买基带送CPU”。壮大如苹果,在跟高通大闹专利案后,最终照样选择花钱泯恩怨,持续采用高通的芯片。


唯有海思,十年一剑,巴龙出鞘,抗衡高通。


汗青不时会显现惊人的相似,另一款多媒体芯片——机顶盒芯片,也像视频编码芯片一般履历了“柳暗花明”。


前文我们曾说过,艾伟牵头界说了机顶盒芯片的规格。凭据华为老兵戴辉的描述,艾伟拉了软件公司数字娱乐产物线负责人张国新(现微纳研究院创始人)和分担Marketing的老王,思想风暴了一两个月才最终定下来。


张国新和老王负责的IPTV产物线有一个概念:若是海思不规划做机顶盒芯片,那他们产物线也没需要设计和制造IPTV机顶盒硬件,不如去皮相OEM或许购置华为终端公司的机顶盒。


其时H.264一向被看作IPTV的将来走向。他们提了个激进的要求:要加倍超前支撑H.264高清,不然等芯片两三年后出来就又掉队了,因为博通和意法半导体的产物迭代速度非常快。


机顶盒芯片的研发负责人是刘千朋,在他的率领下,全球首款内置QAM的超低功耗数字有线电视(DVB-C)机顶盒单芯片在2007岁尾成功流片。


和视频监控芯片相似,海思的机顶盒芯片起先也是去找华为终端公司的DVB(广电的数字电视)机顶盒当“小白鼠”,但华为DVB机顶盒同样是定位高端市场的产物线,一旦不..就会被砍掉,不敢拿来让海思试。


海思也找过九州、长虹等有名有线电视(DVB)机顶盒公司,人家提的要求却更苛刻:一旦出问题,华为要补偿所有直接和间接损失,包罗品牌损失和股价下跌的损失。


这种“卖司条目”,别说何庭波和艾伟不敢应许,海思的幕后老迈徐直军看到条目后,也不敢签字。


2008年5月,机顶盒市场露出了一条裂隙,阳光照到了海思身上——广东电信给了华为一个10万线的IPTV机顶盒大单。


正本这跟海思没啥关系,因为人家广东电信指明要用博通的芯片方案,并会凭据本身的IPTV推广进度来要货及支出货款。


偏偏IPTV买卖开展前期有很难确定用户量的需求展望,博通芯片供货期又需要16周,这导致按时按量供货的不确定性非常高。


老王跟博通中国区老迈沟通无果后,张国新赶到广东电信,提出:可否使用海思的方案?我们基于海思芯片的机顶盒已经测试完成,产物不乱,机能精巧,能够立时供应测试。


此时对于广东电信而言,IPTV买卖已是箭在弦上不得不发,于是双方共担新芯片或者带来的风险。


测试究竟令双方长舒一口气。采用海思芯片和博通芯片的机顶盒机能相差不大,在散热和开机时间上甚至略胜一筹。


随后,在同年8月的第十六届杭州ICTC 2008展上,海思现场发布并展示了业界最佳性价比全系列机顶盒(STB)芯片解决方案。它和视频监控芯片一般,采用硬件解码,速度快、加工费低,并且第一个做到了芯片和把持系统、浏览器(基于webkit)的紧耦合。


对厂家来说,采用海思方案的高清机顶盒电路板价钱低(100元摆布),手艺门槛也降低,一时间,一多量机顶盒小公司成长起来。


有人说,海思太幸运了,时机赶着往它身上撞。可是假设没有提前做好结构,若是海思的芯片质量达不到尺度,它又怎能抓到住这些机会?


在没能与品牌机顶盒公司直接合作的情形下,海思的“黑盒子”方案靠动员恢弘野战军拿到了市场。5年后,它在国内机顶盒芯片市占率达到第一。


这种打法,与联发科昔时办事浩瀚盗窟手机厂家的策略千篇一律。2006年,在业界首创GSM智妙手机交钥匙(Turnkey)解决方案的联发科,将手机首要功能集成在一块芯片上,引爆国内盗窟机快速扩张。其时在2G范畴,欧洲的GSM阵营完胜美国的CDMA阵营。联发科也从一家DVD小厂平步青云,占得移动终端芯片牌桌上的一席。


看见联发科的功能机方案铺天盖地,眼红的海思起头打造本身的Turnkey方案。


手机芯片的焦点有两块:应用处理器(AP,Application Processor)和基带处理器(BP,Baseband Processor )。AP包罗CPU、GPU等;BP则负责处理GSM、3/4/5G等各类通信和谈以及射频等焦点单元,代表了通信能力,之前我们提到的巴龙就属于BP。


固然2004年就组建了研发部队,但直到2009年,海思才发布第一款GSM低端智妙手机的Turnkey解决方案。这个方案采用来自华为GSM基站的自研BP手艺,斥地的AP芯片名为Hi3611(K3V1)。


“K3”同样名自高山,是喀喇昆仑山脉自西向东的5座首要山岳中的第三岑岭——布洛阿特峰(Broad Peak)的代号。它也是全球第12岑岭,海拔8051米。


但这一寄意雄浑高远的名字,并没有给海思带来好运。


K3V1采用110nm工艺,远掉队于敌手采用的65nm/55nm/45nm工艺,把持系统又选了一落千丈的Windows Mobile。屋漏偏逢连夜雨,此时华为本身的终端公司因为深陷在为欧洲运营商定制3G手机的泥潭中,无力应用K3V1。


无奈之下,海思借鉴联发科,找了家华强北的盗窟厂做整机。一时间,华为深圳坂田基地门口人声鼎沸,四处充溢着小贩叫卖盗窟GSM智妙手机的声音,令人不胜其扰。


彼时盗窟市场有展讯、联发科等劲敌镇守,产物自己及发卖策略上的缺陷使得K3V1出师未捷身先死。


K3V1不光受到外界群嘲,连内部人员都不看好。负责..的副总裁胡厚崑认为,办事低端的GSM盗窟机搅浑了华为的定位,危险了华为的嵬峨上品牌价格,对峙要砍掉这条线。


2010-2014 不乱:巴龙出鞘,安防突围


2009年11月,华为海思和华为终端等部门正式成立结合项目。


历经近千个日夜的协同奋战,王劲和同事们于2010年推出了业界首款TD-LTE基带芯片巴龙700,支撑LTE FDD和TD-LTE双模,并在同年7月列入德国TOM认证,正式进入商用终端范畴。


巴龙芯片的一次流片成法令上海研究所一片欢跃,但稍有遗憾的是,巴龙问世之时恰逢智妙手机蚕食掉大部门数据卡市场,高通的芯片也不再稀缺。


尽管生不逢时,后续巴龙不光被应用到数据卡、以及无线路由器和MIFI等多种终端设备,还成为手机芯片的焦点竞争力。


华为基带芯片历代产物


2010年,任正非将手机买卖升级为公司三大买卖板块之一,放出豪言要做到世界第一。安防范畴冒出了人工智能(AI)的萌芽,德州仪器(TI)和华为都整起了买芯片送车牌识别算法的打法。


不外,两者的手艺方案却有素质的分歧。TI的视频监控芯片采用ARM+DSP架构,而海思采用的是ARM+IVE架构,IVE是做成了芯片硬件内核的智能视频剖析加快引擎。


TI的数字旌旗处理单元(DSP)非常壮大,华为的GSM基站就是基于TI的DSP来做基带处理,斥地成本低而且能够天真加载。但从3G起头,海思全都采用本身斥地的专用芯片,以进一步提拔效率和降低功耗。


同样在这一年,海思SoC起头大规模进入全球最大的安防摄像头厂商——海康威视。


后来中国厂商在全球大卖DVR,鼎盛时期海思占领了79%的全球DVR芯片市场份额。


陪伴着数字化和IP(互联网和谈)怒潮,海思在巨变中抓住市场的需求,在机能提拔、成本掌握、斥地门槛、配套算法和软件等方面均优势显着。厂家只需拿一颗海思SoC芯片配上外围的元器件,就能做成一个IP摄像机的电路板,再加上电源、镜优等光学器件,就能做成林林总总的入门级摄像机。


博得口碑的海思,起头在视频监控范畴和机顶盒范畴一路高歌大进。


2012年,驻杭州的Top发卖员,光是海康和大华的订单就就卖了一千多万片。同年机顶盒芯片起头出货量大增,并于次年登上国内市场占有率第一的宝座。据传到2014年,海思安防系列芯片已占有全球跨越一半的市场,在国内的市占率更是高达90%。


外销的消费电子芯片成长势头正猛,但手机芯片还覆盖在一片阴云之中。


时间回溯到2011年,华为新成立一个总研究组织——2012实验室,首要面向将来5-10年的成长偏向进行研究。大海思和研究人工智能的诺亚方舟实验室等一路作为二级部门归属于2012实验室。


任正非对何庭波说:“给你4亿美金每年的研发费用,给你2万人”,“必然要站立起来,适当削减对美国的依靠。”


何庭波一听吓坏了,其时整个华为研发不到10亿美元,员工仅有3万人,而2011年海思的发卖额只有66.6亿人民币,华为全年净利润只有150亿人民币。


2012年,对于华为终端和海思而言都是值得载入史册的年份。


8月,承载着海思进展的K3V2应用处理器问世。


9月,负责华为消费者买卖的余承东定下七条主要的调整计谋,个中就包罗“启用华为海思四核处理器和巴龙芯片”。



K3V2的研发吸取了K3V1的教训,架构用谷歌的安卓系统庖代了Windows Mobile,并花高价买来ARM架构的授权。虽说它采用的40nm工艺没追受骗时高通、三星芯片采用的28nm工艺,但它与上一代产物比拟提高很显着。


它是问世时体积最小、速度最快的手机处理器。一发布就引起竞争敌手的警醒,网传三星曾是以推迟对搭载该处理器的Accend D系列的屏幕供给,致使产物的上市时间延迟了泰半年。


但这款芯片的短板同样显着,发烧量大、GPU兼容性问题不足为奇,用户体验感极差。斥地人员不得不“挖东墙补西墙”,从软件层面来填补芯片上的破绽和Bug。


因为芯片的问题,D系列手机综合机能示意非常烂,销量昏暗,很快就“寿终正寝”了。中端机P6因为强抓质控并在19个国度进行地毯式告白轰炸,销量和口碑都还不错,而K3V2E芯片依然被骂“拖后腿”。


华为果断用旗舰手机奶自家芯片的做法,引来了外界此起彼伏的质疑和漫骂,“万年海思”的嘲讽已经深深烙印在每个使用海思芯片的机械上,而海思回应那些负面声音的独一体式,就是静默,在静默中蓄积力量。


那些日子过得相当艰难,海思团队背负的不止是芯片的成败,还有华为手机的口碑。每一位成员都憋着一股劲儿、吊着一口气,在实验室夜以继日地投入研发工作。


终于,2014岁首,海思发布麒麟910芯片,一雪前耻。



这款芯片不再以雪山为名,而是用中国神话的瑞兽麒麟定名,并首次集成了自研的巴龙710基带芯片,这也是海思第一次将AP和BP集成在统一块SoC上。


K3V2显现的问题被一一改善,麒麟910在制程上追平了高通的28nm,并大大降低功耗,改善了兼容性。


随后进场的麒麟920芯片,终于在机能上战平上一代高通旗舰芯片。麒麟920还整合了巴龙720,LTE Cat.6的手机。


荣耀6一出来,就飙升到各跑分软件的第一名,几乎吊打吊打华为全线机型,使海思麒麟芯片第一次达到与行业首脑高通对飙的地位。


然而胜利的曙光方才显现,王劲,谁人撕开高通防地的焦点人物,刚从美国出差回来就连轴开会,回家后突发心脏病,猝然长眠,年仅42岁。


2015-2019 飞升:势弗成挡,多面制霸


令人感应些许抚慰的是,巴龙和麒麟芯片没有辜负王劲的支付。


从麒麟925伊始,海思一扫往日坎坷的命运,起头大步流星地向上攀升。


尽管志存高远,华为对进军高端的市场照样相当郑重,搭载麒麟925的旗舰手机Mate 7首期只做了30万部。


谁知幸运女神的橄榄枝,再一次伸到了华为的眼前。


出人意表的是,手机双霸苹果和三星先后掉了链子。苹果爆发严重的好莱坞“艳照门”事件,加上未在中国境内设办事器,平安隐私问题倍受质疑。同时三星Note4设计方面严重失误,新机型仍沿用塑料外壳和滑动指纹,外观土头,扬声器位置也设计的错误理。


于是乎一多量国内政企要人舍弃苹果和三星,转投华为的怀抱,顷刻间,Mate 7一机难求,全球销量超750万,成功让华为打开了高端市场的大门。


此时,饱受诟病的麒麟芯片终于赶上了华为手机成长的措施。



麒麟品牌从进场到麒麟935,一向采用台积电28nm工艺。在研发麒麟950之前,海思团队做出了一个勇敢的决意——跳过20nm,直接挑战更为进步的16nm FinFET。


他们从2013岁尾就起头与台积电等合作伙伴慎密合作,配合鞭策了16nm进步工艺的量产成熟,并于次年4月实现业界首次投片,2015年1月实现量产投片。11月,麒麟950正式发布。


这是麒麟芯片的翻身之作。麒麟950成为业界第一款采用台积电16nm FinFET工艺制程的移动处理器,比采用三星14nm FinFET工艺制程的高通骁龙820提早面世了小半年,并且除了GPU之外机能几乎和骁龙820打平。



此外,这款芯片起头集成海思自研的ISP模块,使其吞吐率机能提拔4倍,高达960Mixel/s,助力华为P10在专业相机评测网站DXOMARK发布的摄影成就上赶超iPhone 7。


将时间往回拨1个月,还有另一件值得记入史册的事情。海思击败高通等几家巨头,独家获得奔腾第二代车载模块全球项目的超大订单,合同期长达十年,这意味着奔腾乘用车将来十年都搭载有华为的芯片。这对中国芯片业同样是值得纪念的里程碑。


很快,属于海思巴龙和麒麟的高光时刻来了。


新兴的5G和AI手艺,给了华为冲破高通重围的泥土,破茧成蝶的麒麟芯片起头与高通、苹果两大国际巨头进行新一轮的比赛。


2016年,华为在芯片范畴的投资高达100亿元人民币。


2017年,海思推出第一代AI芯片麒麟970,业内首创在手机SoC芯片上采用自力的AI较量模块“NPU”设计,一举拿下6个业界第一。而苹果的自研AI芯片A11比麒麟970的发布时间迟了2周。



这一年,垄断4G基带市场的高通先后拔下全球首款5G调制解调器和首个5G数据保持的头筹。紧接着,华为在2018年2月发布首款3GPP尺度的5G商用芯片巴龙5G01和基于该芯片的5G商用终端华为5G CPE。


这意味着华为同时冲破了收集和终端这两大5G商用的根蒂前提,成为全球首家能够为客户供应端到端5G解决方案的公司。


乘胜追击的海思,又在客岁8月率先发布了新一代AI芯片麒麟980,采用最进步的7nm工艺制程和双核“NPU”设计,尺寸小到仅比指甲盖稍大一点,在其上集成了69亿个晶体管(麒麟970的晶体管数为55亿),还可与华为的巴龙5G01基带芯片成家,为5G通信做好预备。



早在2015年,华为就已经起头投入7nm手艺的相关研发,并于次年起头进行麒麟980这款芯片的IP贮备、2017年起头SoC工程验证、2018年起头量产。麒麟980芯片从肇端到发布用时3年,投入数亿美元的研发费用。


麒麟980在AI运算方面带来了周全的提拔。Mate 20超流通的把持体验以及视频检测、物体识别与朋分、AI视频留色、卡路里识别、3D构造光解锁等雄厚的AI应用,都离不开麒麟980这个幕后功臣。


从被国际巨头们按地摩擦,到在高端手机芯片市场上与苹果、高通、三星四足鼎峙,海思麒麟上演了一场华美的逆袭。


能做芯片的手机厂商仅有3家,可以同时做芯片和基带的手机厂商更是不跨越2家,而可以跟高通匹敌且拥有芯片和基带的手机厂商,唯华为尔尔。


不止是终端,作为国内云较量市场的新秀,华为将造芯的方针已经扩展到云端。曩昔一年内,华为紧锣密鼓地发布AI芯片昇腾系列和办事器芯片鲲鹏系列。


昇腾芯片采用华为开创性、可扩展的“达芬奇架构”,单芯片较量密度最大的昇腾910采用7nm工艺,主打高效较量低功耗的昇腾310采用12nm工艺。


办事器芯片鲲鹏920同搭载该芯片的泰山办事器在本年1月发布,这一芯片同样采用迄今最进步的7nm工艺,架构用的是ARM,机能跑分超出之前业界标杆产物的25%,能效提高30%,功耗也有所降低。


统一时期,巴龙亦有了新的冲破。


新进场的巴龙5000采用业界标杆的多模设计,峰值下载速度是4G LTE可体验速度的10倍,并在进行5G研发之时就已在华为系统内部进行收集侧、芯片侧和终端侧的协同。巴龙5000和基于该芯片的首款5G商用终端华为5G CPE Pro一路,将华为的5G优势再次提拔。



同样在本年首秀的还有业界首款5G基站焦点芯片——天罡系列。


这是全球第一个超强集成、超强算力、超宽频谱的芯片,实现基站尺寸缩小超55%、重量减轻23%、功耗节约达21%,不光安装时间是尺度4G基站的一半,还许可市场上存在的大多数基站直接升级到5G。


为了赶上5G的高速列车,华为投入5700多位从事5G研发的专家工程师,在全球局限竖立了11个5G研创中心,现在每当5G新版本出来,华为能在1个月内完成迭代。


“我们的5G产物对于欧洲来说是最合适的。”任正非在本月21日接管采访时自信地说:“我们有几十年都不会侵蚀的材料,这些特征很适合欧洲,欧洲跟我们沟通很亲切。华为的5G是绝对不会受影响,在5G手艺方面,别人两三年一定追不上华为。”

变局显现在安防市场。


一方面,华为公布从新入局安防摄像头;另一方面,海康、大华等也在积极推进AI算法和AI芯片的研发。这意味着华为要起头和它的老客户海康、大华等同台竞技,同时焦点买卖的垂直整合正成为一种趋势。


但没想到华为、海康、大华的直接竞争还没提上日程,他们就一并进入了美国的黑名单。

危机:至暗时刻,备胎转正


2019年5月,黑云压城城欲摧。


在全球通信界所向无敌的华为被美国视作国度平安的威胁,特朗普当局签署行政号令,要全力压制这颗“眼中钉”。


形势极其严重,美国当局的霸凌政策施压下,华为的老店员们——英特尔、高通、谷歌、微软、ARM等不得不选择停供,WiFi联盟、SD协会、国际固态手艺协会(JEDEC)、PCI-SIG外围部件互连专业组尺度组织、USB-IF这五大尺度组织均临时将华为除名,厥后又陆续恢复华为的资格。


若是华为没有应对之策,那么此时已经是危机生死之秋。


此时,任正非多年来未雨绸缪的计谋目光,为华为供应了与美国当局叫板的底气。


引用任正非在2012实验室的讲话:“哪怕(芯片)临时没有效,也照样要持续做下去。一旦公司显现计谋性的破绽,我们不是几百亿美金的损失,而是几千亿美金的损失。我们公司储蓄了这么多的财富,这些财富或者就是因为那一个点,让别人卡住,最后死掉。这是公司的计谋旗号,不克摇动。”


现在我们再回首任正非的高瞻远瞩,不得不为之叹服。恰是任正非做出极限生存的假设,对有朝一日进步芯片和手艺弗成得提前做了立案,才有了2019年5月19日海思总裁何庭波鼓舞士气的那封致员工信:所有海思曾经打造的备胎,一夜之间悉数转 “正”。


高通断供,华为有本身的麒麟和巴龙;英特尔断供,华为有本身的CPU鲲鹏;ARM断供,华为已经购置了ARM v8的永远使用权并熟练把握ARM架构的设计和点窜。

久远的路依然艰险,至少临时性的难题足以应对。


海思也有还没能霸占的短板,自研GPU还未赶上国际一流GPU的水准,在射频范畴与国外顶尖企业临时难较高下。


但,这不只是华为的危机,它像一面镜子,折射出整个中国半导体财富的软肋。


芯片设计必备的EDA对象、模拟芯片皇冠上的明珠射频芯片都历久被欧美厂商卡脖子。


晶圆代工的形势更为严重。最进步的制程工艺把握在台积电和三星手里,当地最大的晶圆代工场中芯国际的14nm工艺制程量产,还要等本年下半年。


中芯国际要想冲破更小的制程,就需要买更精美的“刻刀”——光刻机。全球最进步的光刻机均由荷兰ASML打造,而中芯客岁花1亿美元从ASML买来的中国独一一台EUV光刻机迟迟未闻进入国内的新闻。更危险的是,ASML造光刻机的光源、激光发生器等焦点部件,把握在美国公司手中。


这些短板有预备的解法吗?或许有,或许没有。但抵当一切风霜的盔甲——人才一向都在,我们要守候的是下一个拥有极强计谋目光的人,还有更多甘愿投入芯片事业的人。

结语


比拟百年IBM、五十年英特尔,十五岁的华为海思在半导体财富照样一个勇闯无人区的“青少年”。


这个青少年踩过雷,也撞过运,承受过质疑和嘲讽,也享受过赞扬和推崇。从悄然无闻到锋芒毕露,这个逆袭故事的每一处起承转合,都是由海思数千名工程师配合书写而成。


汗青证实,成大事者,不计较一城一池得失。在华为照样一个无足轻重的公司时,面临强手如林的新沙场,就敢于砸下重金去打造或者永远都不会用到的芯片,华为海思的工程师们夜以继日地蓄积力量,最终实现一个又一个反杀。


假设海思没有这些前瞻性的结构,没有将这些要害的焦点手艺攥在手心,当美国亮出“禁供”的手艺霸权杀手锏,华为也许率很难有现在这“备胎转正”的底气和告状美国当局的勇气。


同时,这也是中国半导体财富长征的缩影,紫光、中芯国际等国产半导体企业们在起劲冲破西方世界的镣铐,千万万万个芯片研发人员正像曾经的徐文伟、何庭波、王劲、艾伟那样前仆后继地冲锋陷阵于一线,在接下来的二十年,他们又将书写出新的芯片故事。


他们或许不是天才,或许不会成为芯片事业的掌舵者,但为世人抱薪者,弗成使其冻毙于风雪,鲜花和礼敬不止属于功成名就者,更是属于这场艰辛长征中每一个诚心诚意的人。


参考资料:

1、刘文《华为旧事》

2、张利华《华为研发》

3、任正非《在2012实验室的讲话》

4、张静波《芯片女皇何庭波,终结华为“无芯之痛”》

5、集微网《追忆华为海思无线芯片斥地部部长王劲》

6、戴辉《老兵戴辉:华为芯片事业是若何起身的?》

7、戴辉《老兵戴辉:华为海思的麒麟手机芯片是若何崛起的?》

8、戴辉《老兵戴辉讲述从0到1的血泪史,海思的视频监控芯片若何一步步成为行业霸主》

9、戴辉《老兵戴辉:海思机顶盒芯片是若何成为霸主,并与中国尺度互相成就的?》

10、项立刚 《为王劲送行》2014年 

11、萌哈科技《华为海思麒麟处理器的成功之路》

12、方珺逸《海思成名前那些事儿》




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