华为麒麟980芯片整个研发历时36个月,研发成本肯定远超过3亿美元

从2015年开始进行7nm工艺研究，到2018年的今天宣布实现SoC大规模量产，华为麒麟980芯片整个研发历时36个月。

对于整个芯片行业来说，7nm工艺意味着一个非常关键的节点。根据摩尔定律，当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。然而，从芯片工艺上看，7nm相当于70个原子直径，已经逼近了硅基半导体工艺的物理极限。再往下走，将意味着难以预估的巨额成本投入。

华为fellow艾伟在今天于上海举行的麒麟980芯片媒体沟通会上透露，“作为全球首款商用7nm SoC，（麒麟980）研发成本肯定远超过3亿美元。”要知道，能够承受如此高昂成本投入的芯片企业并不多见。

▲图：华为fellow艾伟

36个月研发 只有一次修改机会

从2014年至今的五年时间，麒麟芯片的晶体管密度提升了6.8倍，性能则提升了2.5倍，能效提升了4倍。而对于华为来说，从2015年携手合作伙伴一起定义怎样的工艺参数和性能指标才能满足用户未来需要，到2017年开启7nm SoC工程化验证，再到2018年实现SoC大规模量产，从纸张上的构想，到上产线的实际产品，这中间只有一次修改的机会。

“不少人问我，麒麟980的最大研发挑战是什么。当然，这背后的研发经历了诸多的挑战，我们扔掉了大约5000余块验证电路板。但是从三年前开始进行研发，到现在能否如期实现量产，这就是我们面临的最大挑战。”艾伟坦言，实现每18个月单位晶体管价格下降一半已经越来越难，因为投资越来越大。

可以看到，巨额的成本投入使得行业的玩家数量正在急剧减少，高投资背后期望的必然是高回报，然而市场容量已定，“能够养活的也就那么几家”。来自***电子时报最新的报道称，整个芯片行业正放缓10nm以下制程工艺发展。据称，高通和联发科都已推迟了其7nm芯片解决方案的上市时间，从此前计划的2018年推迟至2019年。

“芯片是唯一一个反通货膨胀的行业”

同样是1分钱的尺寸大小，麒麟980在这样的面积内集成了69亿晶体管，2014年麒麟920集成的晶体管数量为20亿。半导体行业的进步速度着实惊人。

“芯片集成度的创新和功率的创新，是所有创新的基础。芯片也是唯一一个反通货膨胀的行业。它要用更小的面积、更小的晶体管来承载更多的能力。”艾伟表示，麒麟980守住了基本的芯片尺寸，将更多的能力创新在于一个合理的尺寸内、合理的功耗内，同时具备更强的性能和续航。

据介绍，麒麟980基于CPU、GPU、NPU、ISP、DDR设计了全系统融合优化的异构架构，在不到1平方厘米面积内集成69亿晶体管，放入更强劲的CPU、GPU、DDR、更智慧的NPU、更领先ISP、更快速的Modem，打造卓越能效比，实现性能与能效的全面领先。

当前用户可以买得到的最好的性能

艾伟表示，麒麟980提供了“当前用户可以买得到的最好的性能”。那么，是什么构成了这个“最好的性能”呢？

首先，CPU方面，麒麟980在全球首次实现基于Cortex-A76的开发商用，与上一代相比单核性能提升75%，能效提升58%。为了满足用户对手机更快、更持久的体验需求，在上一代多核架构的基础上，麒麟980全新设计了Kirin CPU子系统，除了在CPU核心上针对终端业务进行了适配和优化外，对CPU调度算法、总线设计等细节均进行了深度设计，保证Kirin CPU子系统从SoC整体设计上更大地发挥出性能和能效优势。

其次，麒麟980采用了先进的梯度多核架构，包括2个高性能大核（基于Cortex-A76开发，@2.6GHz）、2个高能效大核（基于Cortex-A76开发，@1.92GHz）、4个高能效小核（基于Cortex-A55开发，@1.8GHz）的三档能效架构。相对于传统的大小核两档位设计，三档能效架构提供了更为精确的调度层次，让CPU在重载、中载、轻载场景下灵活适配，大大降低了CPU在实际综合业务场景下的功耗，力求让用户获得更高性能体验的同时获取更长的续航体验。

举例来说，如果只是简单的音乐或者视频播放，那么小核就够了；而如果涉及到社交+通信应用，则可能需要启动高能效大核；而只有在重负载游戏和一开始APP启动等环境下，才需要多核配合。

此外，麒麟980在业内首个商用Mali-G76 GPU，与上一代相比性能提升46%，能效提升178%。并且，麒麟980支持全球最快的LPDDR4X颗粒，主频最高可达2133MHz。相较于麒麟970，带宽提升20%，延迟降低22%。通过CPU、GPU和内存的调度配合，高频应用启动时间平均缩短28%。

现场的演示显示，麒麟980搭载的AI调频调度技术，能够实时学习帧率、流畅度和触屏输入变化，预测手机任务负载，动态感知手机使用过程中存在的性能瓶颈，及时进行调频调度。

“如何精确高效地分配算力，这需要很复杂的对底层负载的实时监控以及实时的数据算力。”艾伟指出，麒麟980调度技术的核心就是在需要负载的时候及时提供算力，不需要负载的时候，及时把性能降下来降低能耗。

第三方APP也将能够用上华为AI能力

实际上，整场发布会听完，我们印象最深刻的一个词语便是“AI”。按照华为的说法，去年，麒麟970芯片的人工智能技术推动手机拍照逐步向“慧眼”阶段演进。到了今年，麒麟980带来了“慧眼2.0”。

试验数据显示，麒麟980能够实现每分钟图像识别4500张，识别速度相比上一代提升120%，远高于业界同期水平；多人姿态估计实时帧率高达30 FPS，并且能够实时绘制出人体的关节和线条；麒麟980可以准确识别多种物体，并可以做到拍照预览的实时物体跟踪。相对于麒麟970，麒麟980实现了从图像识别到物体检测的跨越。

据介绍，华为“慧眼2.0”在手机视觉入口提供了一个“感知、测量、认知、计算”的端到端完整解决方案，人工智能技术深度参与视觉处理的各个环节，通过后台基础算法的极大提升和流程优化，让用户明显感知到体验的大幅增强。

更为重要的是，艾伟表示，华为下一步将对拍照APP、视频APP、以及增强现实AR APP这三类应用提供相应的SDK能力，“希望使应用开发者能够很方便地调用业界最高品质的拍照效果和图像质量，调用最清晰的AR效果以及最强的AI算力，这三者结合起来，将为应用开发者提供更强的基础能力，从而对下一代的杀手级应用有一个更好的支持”。

此外，华为还在发布会上正式推出HiAI生态2.0，并表示HiAI移动开放平台全球合作伙伴将在今年第四季度超过1000家。HiAI生态2.0带来了更加强劲的AI运算力，提供更加丰富的接口、算子和简单易用的开发工具包，大幅缩短AI应用的开发周期，提升开发集成效率。

识别伪基站 从通信底层保护用户安全

麒麟980在伪基站防御方面的能力也有了进一步提升。2G伪基站主要通过干扰正常通信，让用户驻留在2G网络，以发送诈骗短信等来实施诈骗。2016年，麒麟960发布了基于通信基带处理器的防伪基站技术，可以在通信底层对基站进行甄别，拒绝与伪基站通信，从源头切断伪基站可能带来的诈骗电话和垃圾短信。

当前，伪基站攻击方式出现了新升级，不仅可通过短信嗅探、监听用户的正常通信，还可以充当用户和真实基站之间的“中间人”，将用户信息通过伪终端传递给真实基站，让用户在不知情的情况下，遭受信息安全的威胁，甚至带来财产损失。

麒麟980在用户通信联接安全上下足了功夫，针对新出现的伪基站攻击方式，进一步在芯片层面增加了安全机制，全面升级了识别2G伪基站的技术，同时业内率先支持识别4G伪基站，提升用户在移动通信网络下的安全能力，大大降低了受诈骗的概率，保护用户的财产和信息安全。

支持业界最快1.4Gbps峰值

下载速率+5G Ready

通过4X4 MIMO+5CC CA+256QAM+14Rx Layers技术，麒麟980在全球率先支持LTE Cat.21，支持业界最快的下行1.4Gbps速率，更灵活的应对全球不同运营商的频段组合，为广大消费者提供在不同的运营商网络下的高速体验。

此外，麒麟980配套使用全球最快的手机WiFi芯片Hi1103，全球率先支持160MHz带宽，理论峰值下载速率可达1.7Gbps，是业界同期水平的1.7倍，带给用户高速的WiFi联接体验。目前支持160MHz带宽的路由器价格仍然偏高，不过艾伟预期，明年支持160MHz带宽的廉价路由器将会开始上市。

同时，通过麒麟980搭配巴龙5000基带调制解调器，可以提供5G手机解决方案。不过，艾伟对此表示，这一解决方案“目前主要是帮助运营商搭建一个可以互联互通并且具备兼容性、同时达到5G标准承诺性能的能力。”这对于电信运营商下一步进行网络指标验证以及大规模网络部署，将起到推动作用。另外他还表示，华为将配合运营商在明年6月进行友好用户测试时推出5G智能手机。

说了这么多，下个月10月16日搭载麒麟980的华为Mate 20系列将会正式发布，是不是“性能爆炸”，到时候大家一验便知。