华为海思、麒麟处理器征途一文看懂
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时间：2024-12-14 09:08
当时的华为，创立仅仅四年，员工只有几十人，资金非常紧张，一度濒临倒闭的边缘。奠定基业的CC08数字程控交换机，还是三年后的事情。
这个ASIC设计中心的成立，意味着华为开始了IC设计的漫漫征途。
1993年，ASIC设计中心成功研发出华为第一块数字ASIC。
随后，分别在1996年、2000年、2003年，研发成功十万门级、百万门级、千万门级ASIC。总的来说，每一步都算是沉稳有力。
时间到了2004年10月，这时的华为，实力已今非昔比，销售额达到462亿人民币，员工人数也达到数万人。有了一定底气的华为，在ASIC设计中心的基础上，成立了深圳市海思半导体有限公司，也就是我们现在经常说的「华为海思」。
海思的英文名是HI-SILICON，其实就是HUAWEI-SILICON的缩写。SILICON，就是硅的意思。众所周知，硅是制造半导体芯片的关键材料。硅这个词，也成了半导体的代名词。
一直以来，华为海思都是华为公司百分之百全资控股的子公司。按华为海思内部某领导的说法，华为就是海思，海思就是华为。
海思总裁，何庭波，也是华为17名董事之一
因为华为海思和华为一样没有上市，很多信息都没有公开披露，再加上行事低调的一贯风格，所以，就像笼罩了一层神秘的黑纱，多了很多神秘感。外界对华为海思的了解总是十分片面，甚至有很多误解。
说到华为海思，很多人都会首先想到华为手机现在普遍使用的麒麟(Kirin)处理器，例如华为P20手机的麒麟970芯片。
其实，华为海思虽然从事芯片的研发，但并不仅限于手机芯片。准确地说，华为海思提供的是数字家庭、通信和无线终端领域的芯片解决方案。通俗一点，就是手机芯片、移动通信系统设备芯片、传输网络设备芯片、家庭数字设备芯片等，统统都做。
海思官网列出的部分解决方案领域
值得一提的，是安防监控领域。在这个领域，华为海思经过十多年的深耕，全球市场份额甚至达到90%之多，确实令小枣君吃了一惊。
海思安防芯片
此外，华为海思高端路由器的芯片，也相当有竞争力。华为2013年11月曾经发布过一款400G骨干路由器产品(NE5000E-X16A)，采用的是海思芯片SD58XX，比思科同类型产品都要早推出一年。
华为400G骨干路由器
还是来具体说说，大家最熟悉也最关心的手机终端芯片吧。
首先，请看一下小枣君整理的这个表：
这是华为海思麒麟系列芯片主要型号列表，列举了各大型号麒麟芯片的关键参数和推出日期。
我简单介绍一下吧。
2009年，华为海思推出了第一款面向公开市场的手机终端处理器K3。
这款处理器华为自己的手机没有使用，而是打算卖给山寨机市场，和联发科等芯片厂商进行竞争。因为产品还不成熟，所以并没有获得成功。
2010年，苹果自研的A4处理器在iPhone4上大获成功，这也在一定程度上刺激了华为海思。
于是，在2012年，华为海思推出K3V2处理器。
这一次，华为把它用在了自家手机中，而且是定位旗舰的Mate 1、P6等机型。
不过，这颗处理器选择了台积电40nm工艺制程，整体功耗高，兼容性非常差，很多游戏都不兼容。所以，用户没有接受，手机整体的销量很差。
尽管如此，K3V2也算是一次勇敢的尝试，为后续型号奠定了一定的基础。
2013年底，华为海思推出了麒麟910。这是他们的第一款SoC。
前面我们也提到了SoC，那么，到底什么是SoC?
SoC，就是System-on-a-Chip，也就是「片上系统」。
从通信目的来看，我们的智能手机通常由两大部分电路组成：一部分是负责高层处理部分的应用芯片AP，相当于我们使用的电脑;另一部分，就是基带芯片BP。
基带芯片，相当于我们使用的Modem，手机支持什么样的网络制式(GSM、CDMA、WCDMA、LTE等)都是由它来决定的。打个比方，基带芯片就相当于一个语言翻译器，他会把我们要发送的信息(比如：语音，视频)，根据制定好的规则(比如：WCDMA，CDMA2000)，进行格式转换，然后发送出去。
基带芯片并不仅仅是基带部分，它还包括射频部分(RF)。基带部分负责信号处理和协议处理，射频部分负责信号的收发。而厂家通常直接把射频芯片和基带芯片放在一个芯片里面，物理上合一，统称为基带芯片。
基带芯片
然后呢，基带芯片通常又会被整合到手机主处理芯片上，成为其中一部分。
高度集成化的SoC芯片
这个高度集成的手机主处理芯片，就是一块SoC芯片。SoC芯片相当于控制中枢，它既包括基带芯片，也包括CPU(*处理器芯片)、GPU(图形处理器芯片)、其它芯片(例如电源管理芯片)等。
SoC芯片
就以麒麟910为例，它的CPU是ARM的1.6GHz四核Cortex-A9，GPU是ARM的Mali-450，基带芯片是自家的Balong710(巴龙710)。
介绍得这么详细，大家应该都看懂了吧?
虽然910是第一款华为海思的手机SoC芯片，但是因为性能和兼容性等方面的原因，还是没有得到市场的认可。直到2014年9月，麒麟925芯片推出，麒麟芯片才逐渐被大家所接受。
目前，经过一路的迭代，麒麟系列芯片发展到麒麟970时，用在P20等华为旗舰机型上。
麒麟970的主要技术参数
一直以来，华为采取的是麒麟芯片和自己旗舰手机进行绑定的战略。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、荣耀10和麒麟970。
之所以这么做，华为有很多方面的考虑。
一方面，早期的时候，麒麟芯片除了华为自己，根本就没有人敢用。如果不是自家订单带来的出货量，麒麟芯片早就凉了。
另一方面，直接绑定自家旗舰手机，给麒麟芯片带来很大的压力。这种倒*的压力，必定会迫使海思努力提升芯片性能和质量。
不过话说回来，这种绑定方式确实存在很大的风险，很可能一块完蛋(前面说了，早期的时候K3V2就导致P6的失败)。但是，在坚定不移的决心之下，华为终究是赢得了这场冒险。
华为手机总裁余承东(设计台词)
华为孤注一掷投入海思，并不是头脑发热。现在来看，这种做法非常具有远见。结合最近发生的状况，相信大家都同意吧?
属于自己的芯片，到底意味着什么?更低的研发和制造成本，更有底气的议价能力，更可靠的供货保障。每一条，都让现在无数手机厂家羡慕嫉妒恨。
可以说，华为海思芯片，已经成为华为掌握竞争主动权的「逆天神器」。
任教主六年前说的那句话，也就成了大家拍案叫绝的神奇预言：
(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，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，不能动掉的。
华为创始人任正非
关于华为芯片到底是不是自主知识产权的问题，实际上，之前我那篇关于ARM的文章就已经解释过了。今天，小枣君再给大家解释一下。
芯片是一个高度垂直分工的产业，从设计、制造、到封装测试，每一个环节，都有相关领域的公司在负责。
芯片产业链
除了英特尔之外，世界上很少有集成电路厂家能独立完成芯片的全流程设计制造。
华为海思显然也不具备所有的芯片能力。严格来说，华为海思只是一家负责芯片设计的公司。它完成芯片设计之后，也是要交给晶圆代工企业台积电进行制造的。
台积电的华为芯片生产线
不知道大家有没有注意到，通常行业内进行芯片企业排名的时候，都会进行分类。像华为海思这样的公司，会被称为无晶圆半导体设计公司，被分在Fabless公司类。
在半导体芯片行业，企业的模式主要分三种：IDM、Fabless，Foundry。
1、有的公司，从设计，到制造、封装测试以及投向消费市场一条龙全包，被称为IDM(Integrated Design and Manufacture)公司，例如英特尔Intel。
2、有的公司，只做设计这块，是没有fab(工厂)的，通常就叫做Fabless(无工厂)，例如ARM、AMD、高通、华为海思等。
3、而还有的公司，只做代工，只有fab，不做设计，称为Foundry(代工厂)，例如台积电等。
下面这个图，是2017年全球排名前十的Fabless企业榜单。里面就有中国的华为海思和紫光入榜。华为海思营收47.15亿美元，增长21%，排名第7。排名第一的，是高通(Qualcomm)。
即使只从设计的角度来看，华为海思也不可能是完全独立自主，从零开始。
华为海思购买了ARM的设计授权。
之前小枣君介绍ARM的文章中，和大家解释过，ARM是专门做芯片设计的。它的商业模式，就是出售IP(IntellectualProperty，知识产权)授权，收取一次性技术授权费用和版税提成。(限于篇幅，不多介绍)
全世界很多企业都购买ARM的授权，并在此基础上进行设计。
说简单一点，ARM提供了一间毛坯房，然后大家各自买回去装修。绝大部分厂家，是不具备拆开毛坯房进行修改的能力的。只有像高通和苹果这样有雄厚实力的公司，才具备这个能力。
拆毛坯房进行修改，好处是可能会更好地改进性能，也一定程度上提升了安全性。但是，也有可能做得更烂，还不如ARM做的好。而且，如果某个公司要拆毛坯房，也要给ARM更多钱。
最开始，华为海思肯定不具备拆开毛坯房的能力，但是，现在是不是具备?有人说具备，有人说不具备，我也没查到准确的说法。我个人觉得，随着实力的增强，相信即使现在不具备，将来也会具备的。
而且，抛开拆毛坯房的能力，大家也不要小看了装修的能力，这已经是很高的门槛，需要非常强大的技术实力，也需要很长时间的积累，还有巨额的资金投入。
大家也要知道，完全抛开ARM，对于现在的市场格局来说，即使做得到，也是没有商业价值的。因为整个行业很多软件都是基于ARM指令集的，已经形成了生态。如果脱离生态制造出独有的芯片，是没有软件可用的。用这种芯片的手机，也只能是板砖一块而已。
好了，关于华为海思，差不多就介绍到这。
总而言之，对于华为来说，创办海思，自研芯片，无疑是一件正确的事情。但是，对于国家和产业来说，一两家海思肯定是不够的。我们需要更多的芯片企业，需要更完整的芯片生态。
即便如此，我们也要小心，不能情绪冲动，盲目开干。芯片之路，注定是漫长而艰辛的，相比于短期的情绪冲动，我们更需要持续的理性和耐心。
毕竟，能成功跑到终点的，才是最后的赢家。
