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梅花香自苦寒来 海思的核“芯”竞争力

  提起海思,大家一定会想到华为,不管是在华为内部还是业界,好像海思就是华为,华为就是海思。

  1991年,创立仅仅4年的华为成立了自己的ASIC设计中心,专门负责设计专用集成电路。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。后来分别在1996年、2000年、2003年成功研发出十万门级、百万门级、千万门级ASIC。总的来说,每一步走的都算沉稳有力。

  到了2004年10月,华为的实力已经今非昔比,其销售额达到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,也就是我们常说的华为海思。

  海思的英文名是HI-SILICON,也就是HUAWEI-SILICON的缩写。SILICON是硅的意思,因为硅是制造半导体芯片的关键材料,硅这个词也就成了半导体的代名词。

  一直以来,华为海思都是华为百分之百的全资控股子公司。按照华为内部的说法,华为就是海思,海思就是华为。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,再加上一向低调的行事作风,为海思增加了许多神秘感。因此外界多华为海思的了解十分有限,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。

  不过麒麟处理器能取得今天的成绩也是经历了十年的磨砺。毕竟SoC芯片在一颗芯片上集成了CPU,GPU、通信芯片、定位芯片、蓝牙、WiFi等多种功能,因此手机处理器的设计非常复杂,就连Intel、博通、Marvell等技术雄厚的厂商在手机芯片领域发展的也不顺利。华为海思移动处理芯片业务的发展也是一波三折。

  海思成立之初,任正非曾要求海思尽快实现营收超过30亿、员工超过3000人。结果第二个目标很快就实现了,但营收却始终上不去,移动处理器开发更是失误连连。

  2009年,华为推出的第一款智能手机芯片Hi3611(K3V1),由于不是很成熟,用户体验很不好,K3V1最终没有走向市场化。

  2012年,华为发布K3V2芯片,采用1.5GHz主频四核,集成GC4000的GPU,采用40nm制程制造。这款芯片用在了华为D2、P2、Mate 1和P6手机上,这是华为第一次把海思芯片用在了自家手机上,因为K3V2的40nm制程落后和GPU兼容性不好,导致最终体验不好。

  自从海思独立运营开始,任正非就一直给予海思极大的人力、资金和政策支持。任正非曾对海思总裁何庭波说:“我每年给你4亿美元的研发费用,给你2万人,一点要站立起来,减少对美国的依赖。” 即使海思初期研发的K3系列芯片不尽如人意,任正非一直坚持在华为的中高端手机上使用K3系列,给予海思极大的支持。

  在任正非的鼓励下,海思也渐渐有了成绩,2013年6月,华为发布了搭载1.5GHz海思K3V2适合处理器的终端智能机Ascend P6,这款手机初步获得市场的认可,全球出货量超过400万台。同年,海思推出Kirin 910芯片,该芯片配备了首款支持LTE cat 4规范的Balong 710多模基带,成为海思第一款具有战略意义的移动处理芯片。

  2013年,海思首次实现盈利,智能手机芯片出货超千万,员工超过5000人,营收达到13.55亿美元。从2013年开始,海思和华为手机发展进入“快车道”。

  2014年6月,海思发布麒麟920 SoC芯片,采用业界领先的big.LITTLE结构,采用4×A15 1.7GHz+4×A7 1.3GHz和Mali-T628MP4 GPU,采用28nmHPM工艺制造,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,使得首次搭载麒麟920的荣耀6成为全球第一款支持LTE Cat.6的手机。当年搭载麒麟920的荣耀6一出来,就获得了市场高度认可,其中Mate7等机型还被作为国家领导人赠送外宾的礼品。麒麟920不仅帮助华为进一步稳住了中端智能机市场的地位,而且帮助华为将产品延伸至高端智能机市场。当年海思营收达到26.5亿美元。

  2014年9月,发布麒麟925 SoC芯片,相较于麒麟920,大核主频从1.7GHz提升到1.8GHz,并首次集成了命名为“i3”的协处理器。这款芯片用在华为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。

  2014年10月,发布麒麟928 SoC芯片,相较于麒麟925,大核主频从1.8GHz提升到2.0GHz。该款芯片随荣耀6至尊版一起发布,到这时,海思开始试着提升主频来提高自己驾驭芯片发热的能力。

  2014年12月,发布中低端芯片麒麟620 SoC芯片,采用8×A53 1.2GHz和Mali-T450MP4 GPU,后期发布麒麟620升级版,主频从1.2GHz提升到1.5GHz,采用28nmHPM工艺制造,集成自研Balong基带、音视频解码等组件,它是海思旗下首款64位芯片。这款芯片陆续用在荣耀4X移动版和联通版、荣耀4C移动版和双4G版,华为P8青春版的移动版和双4G版、荣耀5A移动版和双4G版,其中荣耀4X成为华为旗下第一款销量破千万的手机,紧接着荣耀4C和P8青春版销量均破千万台。

  2015年11月,发布麒麟950 SoC芯片,采用4×Cortex A72 2.3GHz + 4×Cortex A53 1.8GHz + Mali-T880MP4+ 微智核i5,采用16nm FinFET Plus工艺制造,集成自研Balong720基带,首次集成自研双核14-bit ISP,首次支持LPDDR4内存,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手机芯片。麒麟950也是全球首款采用A72架构和采用Mali-T880 GPU的芯片,该芯片的综合性能再次飙至第一,凭借性能优势和工艺优势,赢了高通差不多半年的时间差,打了又一个翻身仗。该款芯片陆续用在华为旗下的Mate 8、荣耀8、荣耀V8运营商定制版和标配全网通版等手机上。

  2015年12月,市场调研机构IC Insights发布2015年全球前十大芯片设计公司排行及整体销售额,海思名列第六。

  2016年4月,海思发布麒麟955 SoC芯片,把A72架构从2.3GHz提升到2.5GHz,集成自研的双核ISP,助力徕卡双摄加持的P9和P9Plus、荣耀V8顶配版和荣耀 NOTE 8手机上。徕卡双镜头,摄影新潮流,麒麟955将带领P9系列成为华为旗下第一款销量破千万的旗舰机。

  2016年5月,华为发布针对低端手机的麒麟650芯片,虽然是为了配合华为的中低端手机市场,却在统计芯片中表现突出。麒麟650支持全网通制式,成为继高通和MTK之后全球第三家具有CDMA芯片的厂商,在技术和综合性能上,麒麟650比对手同类芯片领先一到两代,为用户带来了更好的体验,帮助华为摆脱了中低端手机芯片对高通的依赖,进一步巩固了再中低端智能手机市场的地位。

  2016年4月,全球信息解决方案提供商HIS发布了全球前25大半导体厂商排名,海思半导体名列第23,是唯一入围的大陆半导体厂商。

  十年磨一剑,华为从2004开始研发手机芯片,到2009年第一颗K3、2012年K3V2的失败,到2014年海思麒麟手机芯片开始跻身业界主流,历经十年。而从2014年麒麟910开始到2016年麒麟955,海思麒麟芯片出货量突破一亿颗,不到三年出货就已经破亿。

  近两年华为更是进入王朝盛世,麒麟955助力华为P9成为华为旗下第一款销量突破千万的旗舰手机;麒麟650作为一款终端芯片,是海思第一款集成了CDMA全球通基带的SoC芯片;麒麟960不仅解决了CDMA基带问题,还极大提升了GPU性能,成就了荣耀V9的“性能怪兽”之名。

  2017年9月2日,在2017年德国柏林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,为推出的旗舰型Mate 10和其他高端手机提供更快的处理速度和更低的功耗。麒麟970最大的特点是设立了一个专门的AI硬件处理单元NPU(Neural Network Processing Unit,神经元网络),用来处理海量的AI数据。华为把970称为“首款人工智能(AI)移动计算平台”,以凸显华为在AI领域的领先性。

  海思将在2018年9月份推出麒麟980处理器,这款处理器使用台积电的第一代7nm工艺制程,相比上一代基于10nm的970来说,单从工艺上来说,性能至少提高20%,而功耗可以降低40%。麒麟980依然是八个核心,内部组成是四核A76+四核A55,主频最高3GHz。

  麒麟980将搭载寒武纪1M的人工智能NPU,也就是该芯片将是华为第二代人工智能芯片,更加擅长处理视频、图像类的多媒体数据。

  麒麟980上首发自主研发的GPU性能大约会是高通骁龙Adreno 630的1.5倍左右,而且在GPU Turbo(通过软硬件的协同处理,达到60%的性能增长,以及 30% 的功耗降低)加持下,游戏表现应该会更加出色,这一点可以更高的弥补麒麟处理器GPU性能不足的缺陷。

  目前海思麒麟芯片仅用在华为自己的产品上,麒麟芯片已经成为华为手机独有的特色之一,而随着麒麟芯片越来越强大,海思麒麟芯已经成为华为手机的优势竞争力之一。

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2018-09-12 0 /
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