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华为的芯片是否可以自身研发

姚小熊27 来源:lw 作者:贤集网综合 2019-09-09 11:15 次阅读

大家都知道,手机已成为我们每个人生活中不可缺少的电子产品,现在世界上最为广泛流行的手机处理器有三种:高通晓龙、苹果、华为海思麒麟,而其中华为海思麒麟作为我国唯一能够量产并被广泛运用的手机芯片,深受大家的支持与喜爱,但有人说海思麒麟芯片有很多国外的技术,称不上是纯国产,那么麒麟芯片到底算不算是国产的芯片呢?

先普及一个知识,一款智能手机需要的芯片是分门别类很多种的,包括CPU(中央处理器)、GPU(显示控制芯片)、通讯基带ICDSP音效处理IC、显示屏驱动IC、功率管理IC、电源管理IC,智能拍照IC、功放IC,等等,几乎手机上每一个硬件功能的实现都需要一个芯片在后面支撑。而华为麒麟系列只是其中的一种——CPU,而其它包括GPU、通讯基带芯片等关键核心芯片技术,华为是没有掌握的,最起码暂时是生产不出来的。而像通讯基带芯片等基本上是被高通等美国企业垄断了。

举个例子,拿麒麟980芯片来说,内部组成是四核A76+四核A55,均来自全球著名芯片设计公司ARM,GPU图形处理部分也是采用的ARM的Mail-G76,这些就是我们经常会看到的“公版核心”。

事实上包括高通此前的芯片、三星猎户座、苹果A系列也都是采用的ARM核心,所以大家不要太过于惊讶,后来高通才自研了核心架构。当然了,在采用ARM的公版核心基础上,华为才对整体架构进行了自我调整,这一方面也是十分困难且重要的,从三星猎户座、苹果A系列、以及华为麒麟之间的性能对比就能够看出来,你想如果这一步骤非常简单,为何在大家都能使用ARM公版架构的前提下,只有这几家能够设计出芯片呢。

通信基带方面,三星猎户座就是因为此前基带不完善,所以始终无法大规模投放在市场上。而华为作为全球通信巨头,完全自主研发了麒麟的通信基带,不必受制于高通,每年向高通缴纳巨额专利费。

综上所述,现在的麒麟芯片,并不能说是完全国产,可以将它定义为部分国产,这就相当于一辆汽车,底盘发动机来自公家提供,华为重新调校然后在大灯、方向盘等其它电路方面自供,最后交由代理工厂生产,但它依然是国产品牌中唯一存在且应用的自主芯片,这一地位不可否认。

麒麟芯片发展历程一览

开端:主攻消费电子芯片

说到麒麟就离不开说到海思半导体公司,它成立于2004年10月,前身是创建于1991年的华为集成电路设计中心,也就是这一刻,拉开了华为对于自主芯片的征战序幕。自那时开始的十几年间,该公司一直致力于设计生产ASIC

任正非高瞻远瞩,大手一挥,华为要做自己的手机芯片。现在想想,这真的是个伟大的决定。如今华为所获得的成功,说有海思一半的功劳也不为过。

正式成立后的海思团队主要专注三部分业务:系统设备业务,手机终端业务和对外销售业务。由于常年与通讯巨头合作,海思的3G芯片在全球范围内获得了巨大的成功,在通讯领域的积累,也为后来华为海思的成功奠定了重要的基础。

老兵戴辉曾讲述,PSST委员会(Products and Solutions Scheme Team,管产品方向)主任是徐直军,他从战略层面对海思进行管理。后来的很多年里,他都是海思的Sponsor和幕后老大。

已赴任欧洲片区总裁的徐文伟还兼任了海思总裁一职,参与战略决策,并从市场角度提需求。海思的具体工作由何庭波和艾伟负责,何庭波后来成为了海思的负责人,艾伟则分管Marketing。

2004年成立时主要是做一些行业用芯片,用于配套网络视频应用。并没有进入智能手机市场。

发展与成熟

当然,芯片的研发,不是三天两头就能拿出作品的事情,虽然2004年10月正式成立,直到2009年,时隔五年华为才拿出第一款手机芯片,命名K3V1,但由于第一款产品在很多方面依然不够成熟,迫于自身研发实力和市场原因都以失败告终。

2012年,华为发布了K3V2,号称是全球最小的四核ARM A9架构处理器。集成GC4000的GPU,40nm制程工艺,这款芯片得到了华为手机部门的高度重视,直接商用搭载在了华为P6和华为Mate1等产品上面,可谓寄予厚望,要知道当初华为P6是作为旗舰产品定位。

但由于其芯片发热过于严重且GPU兼容性太差等,使得该芯片被各大网友所诟病。但华为顶着压力坚持数款手机采用该芯片,当时华为芯片被众人耻笑,接下来华为开始了自己的刻苦钻研。

经过两年的技术沉淀,到了2014年初,K3V2的后续升级版本首次冠以“麒麟”之名,麒麟910横空出世。麒麟,是Kirin的音译,当时很多人都怀疑华为以此命名剑指骁龙。不管华为有意或是无心,从实际结果看,当时的麒麟较行业大哥高通的差距着实不小。但也从这里开始改变了芯片命名方式,作为全球首款4核手机处理器,改用了Mali-450MP4的GPU。

值得一提的是,麒麟910首次集成华为自研的巴龙Balong710基带,制程升级到28nm,把GPU换成Mali。麒麟910的推出放在了华为P6升级版P6s首发。这是海思平台转向的历史性标志,也是日后产品获得成功的基础。

2014年6月,随着荣耀6的发布,华为给我们带来了麒麟920,这款新品又是一个大的进步,又是一个新的里程碑。

作为一颗28nm的八核心soc,还集成了音频芯片、视频芯片、ISP,集成自研第一款LTE Cat.6的Balong720基带,使得荣耀6成为全球第一款支持LTE Cat.6的手机。也是从麒麟920开始,麒麟芯片受到如此多的肯定,而当年搭载该芯片的荣耀6可谓是大火,其销量已经证明。

同年,海思还带来了小幅度升级的麒麟925与麒麟928,主要在于主频的提升,开始集成协处理器。925这款芯片用在华为Mate 7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,此时此刻,麒麟芯片终于赶上了华为手机的发展步伐!

华为Mate 7和苹果和三星的新机型都在同月发布。当时华为对贸然进入高端市场并没有太大的信心,没想到苹果和三星在关键时候都掉了链子。

最为著名的就是,苹果是因为好莱坞艳照门事件以及未在中国境内设服务器,谁也不知道信息传到哪里去了,因此被质疑有安全隐忧,当然现在在贵州设了服务器。

当然除了9系处理器,在2014年12月,海思给我们带来了一个中端6系,发布麒麟620芯片。它是海思旗下首款64位芯片,集成自研Balong基带、音视频解码等组件。

这款芯片陆续用在荣耀4X、荣耀4C等产品上,其中荣耀4X成为华为旗下第一款销量破千万的手机。海思在试着向公众证明,海思除了能做出飙性能的高端芯片,也能驾驭功耗平衡的中端芯片。

2015年3月,发布麒麟930和935芯片,这系列芯片没有过多亮点,依然是28nm工艺,但是海思巧妙避开发热不成熟的A57架构,转而使用提升主频的能耗比高的A53架构,借着功耗优势,借着高通810的发热翻车,麒麟930系列打了一个漂亮的翻身仗。

同年5月,发布麒麟620升级版麒麟650,全球第一款采用16nm工艺的中端芯片。海思旗下第一款集成了CDMA的全网通基带SoC芯片,这款芯片首发于荣耀5C,在后来,我们也看到了小幅度升级的麒麟650,以及打磨了一款又一款手机的麒麟659。

2015年11月,发布麒麟950首发于华为Mate8。与之前不同的是,这次海思采用了16nm工艺,集成自研Balong720基带,首次集成自研双核14-bit ISP,集成i5协处理器,集成自研的音视频解码芯片,是一款集成度非常高的SoC。

它也是全球首款A72架构和Mali-T880 GPU的SoC,凭借着工艺优势,麒麟950的成绩优秀,除了GPU体验,其它各方面收到消费者众多的好评。

2016年10月19日,华为麒麟麒麟960芯片在上海举行秋季媒体沟通会上正式亮相。麒麟960首次配备ARM Cortex-A73 CPU核心,小核心为A53,GPU为Mali G71 MP8。存储方面,支持UFS2.1,稍微遗憾的是依然采用的16nm制程工艺。

但是麒麟960开始,麒麟9系列解决了GPU性能短板,大幅度提升了华为/荣耀手机的GPU性能,在游戏性能方面,不再是麒麟芯片的大短板。麒麟960在华为Mate9系列首发,后续还用在了荣耀V9等产品上。

2017年9月2日,在德国国际消费类电子产品展览会上,华为发布人工智能芯片麒麟970,它首次采用台积电10nm工艺,与高通最新的骁龙835芯片是一个工艺。

但集成55亿个晶体管远比高通的31亿颗、苹果A10的33亿颗的多,带来的是功耗降低20%。AI是此次麒麟970的“大脑”,AI技术的核心是对海量数据进行处理。该款芯片的发布使得华为步入了顶级芯片厂商行列。

在2018年上半年,搭载麒麟970的华为P20pro由于出色的拍照性能,受到外界一致好评。当时P20与P20 Pro,已经一跃成为手机拍照界翘楚,长期霸榜专业相机评测网站DXO。

视角来到现在,麒麟980处理器,全球首款7nm处理器赚足了噱头。最高主频高达2.6Ghz,全面升级的CPU、GPU、新的双核NPU,再有GPU Turbo加持,这也让华为Mate 20大放异彩。

当然文中还有一些海思麒麟的芯片没有提到,这里主要说了一下麒麟9系列的旗舰芯片。新的麒麟710、810大家或许也都有所了解。总之,华为海思麒麟芯片自研这条路还有很长,但在可以预见,未来华为也将会继续披荆斩棘,向前迈近。

发展到现在

最后来说一下最新消息对于所有关注华为的花粉来说,下半年的重头戏有两场,一场是麒麟990首发,另一场就是紧接着的华为Mate 30系列新旗舰发布了。如今,华为官方消息称,9月6日IFA 2019大展将揭晓重磅新品,不出意外就是麒麟990了。

据此前消息,麒麟990将又发台积电的7nm EUV工艺,同时有极大可能首次集成5G基带。不出意外,除了工艺升级之外,麒麟990将在麒麟980基础上继续性能拔高,同时还有望采用自主研发的达芬奇架构NPU,此前麒麟810已经采用。

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