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华为坎坷之路:从卖减肥药和墓碑,到造出麒麟990芯片

在苹果今年的发布会上,可以看到下面这样一张图。先不论图片内容的准确性和真实性,至少从海思的麒麟980在苹果发布会上镜这一点来看,海思的麒麟系列芯片已经能与苹果和三星分庭抗礼了。



海思最新的麒麟990 5G版本已经用上了台积电的7nm EUV工艺,坐拥103亿个晶体管。而苹果今年的A13芯片用的却是台积电的升级版7nm,集成的晶体管数量为85亿个。

业内人士指出,华为海思和苹果将是明年台积电5nm唯二的尝鲜者。最先进的工艺只会用来打造最好的芯片,代表着国产最高水平的海思是如何一步步走到今天的呢?

海思的前世

1987年9月,刚从国企南油集团辞职的任正非与5人合伙,以“民间科技企业”的身份成立了“深圳市华为技术有限公司”,经深圳市工商局批准获得注册,注册资本2.1万元,员工14人。



虽然公司名里有“技术”二字,但是华为在初创期主要以贸易业务为主,甚至还卖过减肥药和墓碑。不过,不久后华为就开始了电话交换机业务。

从贸易到技术研发是需要一个转变过程的,华为的电话交换机业务一开始也是以倒买倒卖为主,任正非经辽宁省农话处一位处长的介绍,华为代理了香港鸿年公司的HAX交换机产品,靠中间的价格差获利。

1989年,华为从国营单位购买散件,打着华为的品牌自行组装BH01型交换机,这是华为自主研发的首个产品。但由于电信设备中芯片成本占比很高,购买通用芯片的价格高,产品也没有差异化。通过价格战之后,企业能斩获的利润微乎其微。于是,华为在1991年决定开启自研芯片之路,并成立了ASIC设计中心,这也是华为海思的前身。

设计中心要有人才才能运作,人才从哪来呢?任正非派出了华为员工去目标机构蹲点,就连任正非自己去参会,也都经常带回几个临场“面试”的人才。

只要锄头挥得好,没有挖不到的墙角。华为的芯片奠基者徐文伟(现华为董事、战略研究院院长)就是被这样挖过来的。

当时,徐文伟刚刚从东南大学自控系硕士专业毕业一年,在著名的港资企业亿利达从事高速激光打印机的开发工作,擅长电路设计和汇编语言。

1991年,邮电部在西安办了一个程控交换机学习班,汇聚了全国做交换机开发的技术骨干,其中就包括徐文伟,面对这一广纳人才的良机,华为派去的人白天学习,晚上就挨个到宿舍敲门挖人。

后来,不知道任正非用何种方式,散发了何种人格魅力,让徐文伟不惜得罪老东家,来到了刚起步不久的华为,并建立了器件室,负责印刷电路板(PCB)设计和芯片设计。

芯片研发比卖减肥药要难几亿倍,华为当时的资金并没有如今这般雄厚,任正非只能咬咬牙借高利贷来投入芯片研发。他曾站在六楼办公室的窗边,和研发人员打趣:“新产品研发不成功,你们可以换个工作,我只能从这里跳下去了!”

功夫不负有心人,1991年,华为首颗具备自主知识产权的ASIC一次就流片成功,这是一颗用在交换机上的多功能接口控制芯片。1993年,华为第一颗用自己的EDA平台(重金购买的西方EDA设计系统)设计的ASIC芯片问世,成功实现了数字交换机的核心功能——无阻塞时隙交换功能。

1996年,华为又迎来了两位重要角色:硕士毕业生何庭波和王劲。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毕业,进华为从事光通信芯片设计;王劲24岁,先后就读于哈尔滨师大附中毕业和浙江大学无线电专业,浙江大学通信与电子系统硕士毕业,进华为做GSM基站研究。

1998年,何庭波被委以重任,独自前往上海组建无线芯片团队研发3G芯片。同样在这一年,作为华为GSM基站BTS30产品的产品经理,王劲的这款产品从1998年一直卖到2008年,是华为公司销售生命最长,销售金额最大的单一基站产品,累积销售数百亿美元。

手机业务打开消费类芯片大门

谁都逃不过“真香效应”,任正非也不例外。

1997年信息产业部主动希望华为做手机,被任正非一口回绝。2002年,时任华为运营商解决方案部副部长的张利华在研讨会上表示:“华为应该尽快立项3G手机!”

这换来的却是任正非拍桌子暴怒:“华为公司不做手机这个事,已早有定论,谁又在胡说八道!谁再胡说,谁下岗!”

而现在,华为已经毫无争议的成为了第一大国产手机厂商。今年,国内第三季度安卓手机增量市占率方面,华为以39.4%的占比领先第二名vivo 超过10个百分点。

一位前海思人士透露,正是因为华为要做手机业务,海思才独立出来,以进入消费级芯片业务。

面对当年庞大的手机市场,任正非沉思后决定接受下属的建议。张利华再次汇报完相关材料后,任正非很冷静的对华为当时负责财务工作的纪平说:“纪平,拿出十亿来做手机。”然后又对房间里其他人说:“做手机跟做系统设备不一样,做法和打法都不同,华为公司要专门成立独立的终端公司做手机,独立运作!你们几位筹划一下怎么搞。”

2003年11月,华为终端公司正式成立。2004年4月,华为在深圳成立了海思半导体,英文名为“HiSillicon”。徐文伟和徐直军(现华为轮值董事长)都曾主管过海思一段时间,最后任正非决定由何庭波担任海思总裁。

毫无疑问,新业务的起步是困难的。2004年至2007年期间,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队伍,长达五年了无音讯,做出来的芯片自己都不敢用。在此期间,海思拿得出手的只有数字安防监控芯片,而这也是因为海思赶上了中国安防产业的崛起。

2007年,在安防芯片商用传来捷报之际,远在欧洲的王劲被郭平调回上研所,成立巴龙(Balong)项目组,开始专攻移动端芯片。

2010年初,华为推出了业界首款支持TD-LTE的终端芯片巴龙(Balong)700。多年以后的今天,巴龙系列已经是能够和基带大佬高通抗衡的存在,它也是中美贸易战中华为生存的底牌之一。

麒麟问世

我国是全球最大的消费电子产品生产国、出口国和消费国,手机又是销量最大的消费电子产品,而处理器则是一部手机的心脏。

一是巨大的市场诱惑,二是华为的手机业务需要自研的高端芯片保驾护航。所以,海思创立的初衷和终极目标都是手机处理器。

任正非描述了他眼中海思的定位:“海思是华为的附属品,跟着华为的队伍前进,就像一个坦克车、架桥车、担架队的地位。”

2009年,华为发布了第一款GSM低端智能手机的Turnkey解决方案,这个方案采用来自华为GSM基站的自研BP技术,开发的AP芯片名为Hi3611(K3V1)。这也是国内第一款智能手机处理器,采用的是110nm工艺,而当时的竞争对手已经采用了更为先进的65nm,甚至是45nm。



由于工艺落后,采用的又是不被看好的Windows Mobile操作系统,华为只得将K3V1打包成解决方案,提供给山寨手机使用。

作为试水智能手机市场的第一款芯片,K3V1无疑是失败的。连华为营销副总裁胡厚崑都认为,服务低端的GSM山寨机混淆了华为的定位,伤害了华为的高大上品牌价值,坚持要砍掉这条线。

不过,K3V1对于华为而言是一块敲门砖,砸开了华为终端芯片的另一条新征程。

2011年对于华为来说是一个重要的年份,余承东从欧洲回归执掌华为消费者业务。华为新成立了一个总研究组织——2012实验室,主要面向未来5-10年的发展方向进行研究。海思和研究人工智能的诺亚方舟实验室等一起作为二级部门归属于2012实验室。

任正非找到何庭波,对她说道:“给你4亿美金每年的研发费用,给你2万人,一定要站立起来,适当减少对美国的依赖。”

2012年,手机界的多核大战开启,从单核、双核进入了四核时代,海思抢先在当时移动处TI、高通等业界大厂之前推出了四核的K3V2芯片,号称是全球最小的四核ARM A9架构处理器。

同年,余承东定下七条重要的调整战略,其中包括“启用华为海思四核处理器和巴龙芯片”。 K3V2被用在了华为的D2、P2、Mate 1、P6等旗舰机型上,但却由于功耗过高,兼容性差,直接影响了手机销量。

K3V2再度饮恨而终,无疑对海思来说是沉重的。但是海思没有就此作罢,任正非在一次对华为实验室的讲话中强调,“(芯片)暂时没有用,也还是要继续做下去。一旦公司出现战略性的漏洞,那就不是几百亿美金的损失,而是几千亿美金的损失。公司积累了这么多的财富,这些财富可能就是因为那一个点,让别人卡住,最后死掉。这是公司的战略旗帜,不能动摇。”

“谁无暴风劲雨时,守得云开见月明。”

2013年,海思将中国古代瑞兽“麒麟”放在了新款芯片之上,麒麟910正式发布。这款芯片配备4核1.6GHz高速处理器和4核Mali450 GPU,制程上也追赶上了高通的28nm脚步,而且还首次集成了自研的巴龙710基带芯片。

有了K3V2的前车之鉴,麒麟910经过深度优化,大大降低了功耗,并改善了兼容性。麒麟910的推出使得海思的手机芯片到了可以日常使用的程度,此后这款芯片也陆续在华为Mate2、荣耀3C 4G版、MediaPad M1平板、荣耀X1平板等终端上面出现。

2014年6月,麒麟920芯片正式发布,采用28nmHPM工艺制造,4个ARM Cortex-A15处理器和4个Cortex-A7 处理器结合在一起,集成了音频芯片、视频芯片、ISP,集成自研全球第一款LTE Cat.6的Balong720基带。

值得一提的是,搭载麒麟920芯片的荣耀6登顶各大跑分软件,海思的芯片终于能与高通扳手腕了。

然而,这一年7月,担任华为海思无线芯片开发部部长的王劲,刚从美国出差回来就连轴开会,回家后突发心脏病去世,年仅42岁。



“王劲一直是华为研发中啃硬骨头的人。”这是同事对于这位手撕高通防线的华为骨干的评价。

痛失大将的海思没有缓下脚步,2014 年 9 月,麒麟 925 芯片推出,麒麟系列芯片开始被大众接受。这款芯片被用在了华为Mate 7和荣耀6 Plus上,创造了华为Mate 7在国产3000价位上高端旗舰的历史,全球销量超750万。

随后几年,麒麟芯片越战越勇,与台积电的合作也越来越紧密。华为的手机业务与海思的芯片齐头并进,不断实现突破。

2017年,海思推出了第一代AI芯片麒麟970,业内首创在手机SoC芯片上采用独立的AI计算模块“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。

从2018年的麒麟980,再到今年的麒麟990 5G版本,都采用的是台积电时下最先进的工艺。华为扮演的角色已然从追赶者,转变成了引领者。

长跑没有终点

华为一开始卖减肥药是为了活着,现在做芯片、卖手机,可不再是为了生存那么简单。虽然正面临着美国的禁令威胁,但即使没有美国,华为依然能够很好的生存下去。

华为的远景是,致力于把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织,构建万物互联的智能世界。客观来讲,这个目标不可能实现,只能努力去逼近,所以华为开启的是一条没有终点的长跑。

华为的加班文化成了外界茶余饭后的谈资,但海思现有的芯片研发实力,不正是王劲、徐文伟、何庭波这样埋头苦干员工一点一滴打下来的吗?

通过多年的积累,海思已经建立了强大的 IC 设计和验证技术组合,开发了先进的 EDA 设计平台,并负责建立多个开发流程和法规,并成功开发了 200 多种拥有自主知识产权的模型,并申请了 8000多项专利。

2018年全球前10大IC设计公司榜单中,海思排在第5位,营收年增长率位居第一,高达34%。然而,海思也有尚未攻克的短板,例如自研GPU落后于国际一流水平,射频领域也很难与国外企业正面较量。

长路漫漫,崎中求索。方才15岁美好年华的海思,32岁正值当打之年的华为,未来还将书写怎样的传奇呢?

我们期待着!

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