2023年12月2日发(作者：邱天恩)
华为芯片发展历程（三）姓名：王惠元；学号：；学院：机电工程学院转自【嵌牛导读】华为在芯片研发的这几十年来并不是一帆风顺，过程中经历了无数次困难，但是华为却锲而不舍，汇集力量，才有今天的成果。【嵌牛鼻子】华为，麒麟芯片【嵌牛提问】华为在芯片研究上取得了哪些成果？是怎么取得这些成果的？【嵌牛正文】一、麒麟一文钱难倒英雄汉，在科技领域，一种技术也会难倒国际巨头。高通凭借在CDMA领域积累的专利在全球遍收“高通税”，TI、英伟达、博通、ADI、意法半导体、飞思卡尔以及爱立信等大厂都因为没有基带处理器技术，不得不向高通低头。最终，都逐渐放弃了手机处理器市场。巴龙的成功，让华为在手机处理器领域有了底气。当然，一款芯片的成功，技术只是一方面。新研的芯片一般问题多多，根本没有手机厂商愿意放着成熟的高通处理器不用，去给华为当小白鼠。想要发展手机处理器，就必须用自家的芯片，边用边改进。当然，有雷也得自己扛。华为的优势之一就是一直能把握好战略大方向，认为对发展有利的事，就会毫不动摇地坚持下去。2009年底，手机应用处理器业务转到终端公司，直接配套华为手机。有了靠山，K3处理器才得以继续开发。3年后，改进版K3V2诞生，它采用了主流的ARM四核架构，并支持安卓操作系统。然而，没有什么事能尽如人意，更哪来什么躺赢。由于研发时间长，采用的40nm工艺比问世时主流的高通和三星处理器工艺再次落后一代。性能跟不上，功耗却大的多。同时，K3V2采用的GPU GC4000游戏兼容性也不太好，稍微大点的游戏就卡顿。这些问题导致当年采用了K3V2的华为旗舰机D1和D2刚发售就被用户频频吐槽，“暖手宝”、“拖拉机”成为了代名词。负责终端公司的大嘴余承东虽然微博上口无遮拦，背地却是顶着巨大压力来支持自研芯片。他知道再没有干货拿出来，华为手机就可以彻底歇了。2013年6月，搭载K3V2改进版K3V2E的旗舰机P6发布。虽然仍有很多Bug需要靠软件来打补丁[6]，但P6以当时最薄的机身和优秀的外观设计赢得了市场，销量高达400万部。这份还不错的成绩单让老余也松了一口气。2014年6月，华为将应用处理器和自研的基带处理器巴龙720集成在一个芯片上，构成片上系统（SoC，System on Chip），并率先应用在荣耀6手机上。翻山越岭以后的华为，把这款芯片命名为麒麟920。华为对产品命名一直很在意，与C&C08同期的交换机项目EAST8000失败就被认为名字起得不好，因为读起来像“易死的8000”。这次有了神兽守护，麒麟系列芯片助力华为手机彻底实现了涅槃。荣耀6发布后的三个月，华为发布了搭载了升级版麒麟925的Mate7。麒麟920和925采用先进的28nm工艺，ARMBig. Little架构。由4个A7核、四个A15核以及一个i3协处理器组成，针对不同应用切换不同的处理器工作模式，因此功耗很低。GPU采用ARM的Mali-T628，也比之前的性能有了很大提升。Mate7的指纹识别功能经过团队的反复优化，识别时间小于1s，达到了当时业界的最高水平。加之Mate7的金属机身，简约大气，无论内外，都很讨喜。一个产品的成功，有时也要谢谢对手的成全。IPhone6虽然和Mate7同时发布，但国行要很晚才能到货。而当时如日中天的三星Note4居然采用了塑料外壳和滑动解锁，和Mate7相比，简直山寨的不行。就这样，占尽天时、地利、人和的Mate7开始大卖，很多政商人士纷纷转投华为门下，甚至出现了一机难求的情况。最终，Mate7创造了国产3000元以上旗舰手机的历史，全球销量超过750万台。此后华为在手机芯片上一发不可收拾，不断发布升级换代的麒麟960、970、980等等手机处理器。而搭载了这些处理器的华为Mate、P和荣耀系列手机，成果扭转了国人对国产中高端手机的认知。华为人终于可以畅快地吐出K3系列憋下的闷气了。麒麟的成功，不仅是产品的成功，更是模式的转变。从市场需求牵引芯片研发，转变为芯片技术驱动手机终端的不断创新，并形成了二者的良性循环。目前各品牌的高端机中，除了苹果、三星和华为，基本都采用高通的处理器。就像以前在数据卡上的竞争一样，高通为了平衡各家的关系以及压制竞争对手，把自己最高端的处理器芯片给谁家首发，利字当先。如此一来，各家的研发进度和上市节奏就完全被高通控制。在竞争白热化的手机领域，时间就是市场，就是金钱。其次，华为手机由于麒麟芯片的差异化设计掌握了许多“很吓人”的技术，如加入自研的图像信号处理器（ISP，Image Signal Processor）和寒武纪的神经网络处理器（NPU，Neural-network Process Units）来增强图像处理能力，通过巴龙强大的基带能力来提高上网速度和保证信号质量。这些差异，采用高通芯片的其他厂商，只能望尘莫及。二、战略、投入和人才如今的华为，在芯片领域可谓遍地开花。除了熟知的手机芯片，华为还在安防芯片领域击败了业界霸主TI公司，占领了全球一半以上的市场；在国内，市场占有率更是高达80%以上。海思的机顶盒芯片在2012年开始大量铺货后，仅用一年时间就拔得市场头筹。在光交换、NB-loT以及车载领域，华为都代表国内芯片厂商站在了世界前列。芯片是一个典型的人才、技术和资本密集型行业，一个企业的成功，并不是能用一个“运气好”就解释得通。仅以麒麟980为例，前海思负责人、现华为Fellow艾伟透露，它的研发周期长达3年，投入超过3亿美元。共有1000多位高级半导体专家参与，进行了超过5000次的工程验证才最终量产成功。华为在芯片领域取得的成绩，是战略、资金、技术、管理和人才等诸多因素形成合力的结果。“两条腿走路”一直是华为产品研发的大战略，这种战略来自于任正非的忧患意识。1992年年会上，任正非说了一句“我们活下来了”，就泪流满面再也说不下去了。强人垂泪，虽然不知道接下来的一年更加艰难，但自那时起，任正非就始终认为华为危机四伏，需要不断通过学习、借鉴和自我奋斗才能活下去、活得久、活得好。于是，在华为开始卖代理小型代理程控交换机的时候，任正非就推进了代理和自研“两条腿走路”战略。就这样一边代理香港机型，一边开始了仿制版BH01和自主BH03交换机的研发。直到自主产品彻底超越对手，并打开了国内市场，才停掉了代理。在芯片上，这种战略思想体现地更加淋漓尽致。2012年，任正非看了电影《2012》后在华为成立了“2012实验室”，成为华为总的研究组织。海思随即划归到实验室旗下，成为其重要的二级部门。他明确地告诉实验室：“我们在做高端芯片的时候，我并没有反对你们买美国的高端芯片。我认为你们要尽可能的用他们的高端芯片，好好的理解它……主要是让别人允许我们用，而不是断了我们的粮食。断了我们粮食的时候，备份系统要能用得上。”一直以来，华为都能够清晰地区分“短期投资和长期利益”，任正非认为：“对未来的投资不能手软。”而芯片则是关乎华为未来生死存亡的一艘方舟。他对海思总裁何庭波说：“我给你四亿美金每年的研发费用，给你两万人。一定要站立起来，适当减少对美国的依赖。”而且这种投入是坚定的、持久的，“我们可能坚持做几十年都不用，但是还得做，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。我们公司今天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。”这些话，在一年来发生的种种事件后再听，振聋发聩。实际上，华为在芯片上的投入比老板的许诺要多得多。早在第一代麒麟920研发时，华为就投入了2亿美元。而到了2016年，华为在芯片领域的投资高达100亿元[1]，这些真金白银，便是华为人的决心。有了资金支持，依托世界各地的研究所，华为在芯片领域学习最先进的理论、技术，甚至不惜重金购买团队、专家。华为比别人更清楚，企业中最重要的是人，搞研发、做芯片更是如此。如何找到人、稳住人、用好人、激发人，是一门大学问。从开始自主研发，任正非就意识到工程师是企业安身立命的根本，而要让这些人才发光发热，首先就要给予他们尊重，解决他们的后顾之忧，这些不外乎一个“钱”字。1993年初，一位学校老师到华为应聘软件工程师，华为直接开出1500元的月薪。这位老师惊呆了，此前他的工资只有400元，他的工资居然比之前的校长还高。到了2017年，华为的工资支出高达1403亿元，按约18万员工计算，平均薪酬高达68万。在任何时间，华为的薪资都足以碾压绝大多数同行。解决了后顾之忧，还需要解决干劲问题。如何让大家产生持续、稳定的干劲，或者说狼性呢？在这方面，华为显然更懂人性。首先便是利益绑定，华为的高工资很大程度上依靠内部分红。通过内部配股的方式，把广大工程师的“钱途”与公司牢牢绑定。只有公司高速发展，大家的收入才有保证。其次，就是给予有能力的工程师带团队、做大项目的机会，给新人更多的学习机会，让他们享受更多的“成就感”。对于很多有理想的“攻城狮”来说，“成就感”有时比钱更重要。在全方位的支撑下，2017年，华为海思以47亿美元营收，成为全球第七大无晶圆芯片设计厂商，蝉联国内最大半导体设计厂商。
2023年12月2日发(作者：邱天恩)
华为芯片发展历程（三）姓名：王惠元；学号：；学院：机电工程学院转自【嵌牛导读】华为在芯片研发的这几十年来并不是一帆风顺，过程中经历了无数次困难，但是华为却锲而不舍，汇集力量，才有今天的成果。【嵌牛鼻子】华为，麒麟芯片【嵌牛提问】华为在芯片研究上取得了哪些成果？是怎么取得这些成果的？【嵌牛正文】一、麒麟一文钱难倒英雄汉，在科技领域，一种技术也会难倒国际巨头。高通凭借在CDMA领域积累的专利在全球遍收“高通税”，TI、英伟达、博通、ADI、意法半导体、飞思卡尔以及爱立信等大厂都因为没有基带处理器技术，不得不向高通低头。最终，都逐渐放弃了手机处理器市场。巴龙的成功，让华为在手机处理器领域有了底气。当然，一款芯片的成功，技术只是一方面。新研的芯片一般问题多多，根本没有手机厂商愿意放着成熟的高通处理器不用，去给华为当小白鼠。想要发展手机处理器，就必须用自家的芯片，边用边改进。当然，有雷也得自己扛。华为的优势之一就是一直能把握好战略大方向，认为对发展有利的事，就会毫不动摇地坚持下去。2009年底，手机应用处理器业务转到终端公司，直接配套华为手机。有了靠山，K3处理器才得以继续开发。3年后，改进版K3V2诞生，它采用了主流的ARM四核架构，并支持安卓操作系统。然而，没有什么事能尽如人意，更哪来什么躺赢。由于研发时间长，采用的40nm工艺比问世时主流的高通和三星处理器工艺再次落后一代。性能跟不上，功耗却大的多。同时，K3V2采用的GPU GC4000游戏兼容性也不太好，稍微大点的游戏就卡顿。这些问题导致当年采用了K3V2的华为旗舰机D1和D2刚发售就被用户频频吐槽，“暖手宝”、“拖拉机”成为了代名词。负责终端公司的大嘴余承东虽然微博上口无遮拦，背地却是顶着巨大压力来支持自研芯片。他知道再没有干货拿出来，华为手机就可以彻底歇了。2013年6月，搭载K3V2改进版K3V2E的旗舰机P6发布。虽然仍有很多Bug需要靠软件来打补丁[6]，但P6以当时最薄的机身和优秀的外观设计赢得了市场，销量高达400万部。这份还不错的成绩单让老余也松了一口气。2014年6月，华为将应用处理器和自研的基带处理器巴龙720集成在一个芯片上，构成片上系统（SoC，System on Chip），并率先应用在荣耀6手机上。翻山越岭以后的华为，把这款芯片命名为麒麟920。华为对产品命名一直很在意，与C&C08同期的交换机项目EAST8000失败就被认为名字起得不好，因为读起来像“易死的8000”。这次有了神兽守护，麒麟系列芯片助力华为手机彻底实现了涅槃。荣耀6发布后的三个月，华为发布了搭载了升级版麒麟925的Mate7。麒麟920和925采用先进的28nm工艺，ARMBig. Little架构。由4个A7核、四个A15核以及一个i3协处理器组成，针对不同应用切换不同的处理器工作模式，因此功耗很低。GPU采用ARM的Mali-T628，也比之前的性能有了很大提升。Mate7的指纹识别功能经过团队的反复优化，识别时间小于1s，达到了当时业界的最高水平。加之Mate7的金属机身，简约大气，无论内外，都很讨喜。一个产品的成功，有时也要谢谢对手的成全。IPhone6虽然和Mate7同时发布，但国行要很晚才能到货。而当时如日中天的三星Note4居然采用了塑料外壳和滑动解锁，和Mate7相比，简直山寨的不行。就这样，占尽天时、地利、人和的Mate7开始大卖，很多政商人士纷纷转投华为门下，甚至出现了一机难求的情况。最终，Mate7创造了国产3000元以上旗舰手机的历史，全球销量超过750万台。此后华为在手机芯片上一发不可收拾，不断发布升级换代的麒麟960、970、980等等手机处理器。而搭载了这些处理器的华为Mate、P和荣耀系列手机，成果扭转了国人对国产中高端手机的认知。华为人终于可以畅快地吐出K3系列憋下的闷气了。麒麟的成功，不仅是产品的成功，更是模式的转变。从市场需求牵引芯片研发，转变为芯片技术驱动手机终端的不断创新，并形成了二者的良性循环。目前各品牌的高端机中，除了苹果、三星和华为，基本都采用高通的处理器。就像以前在数据卡上的竞争一样，高通为了平衡各家的关系以及压制竞争对手，把自己最高端的处理器芯片给谁家首发，利字当先。如此一来，各家的研发进度和上市节奏就完全被高通控制。在竞争白热化的手机领域，时间就是市场，就是金钱。其次，华为手机由于麒麟芯片的差异化设计掌握了许多“很吓人”的技术，如加入自研的图像信号处理器（ISP，Image Signal Processor）和寒武纪的神经网络处理器（NPU，Neural-network Process Units）来增强图像处理能力，通过巴龙强大的基带能力来提高上网速度和保证信号质量。这些差异，采用高通芯片的其他厂商，只能望尘莫及。二、战略、投入和人才如今的华为，在芯片领域可谓遍地开花。除了熟知的手机芯片，华为还在安防芯片领域击败了业界霸主TI公司，占领了全球一半以上的市场；在国内，市场占有率更是高达80%以上。海思的机顶盒芯片在2012年开始大量铺货后，仅用一年时间就拔得市场头筹。在光交换、NB-loT以及车载领域，华为都代表国内芯片厂商站在了世界前列。芯片是一个典型的人才、技术和资本密集型行业，一个企业的成功，并不是能用一个“运气好”就解释得通。仅以麒麟980为例，前海思负责人、现华为Fellow艾伟透露，它的研发周期长达3年，投入超过3亿美元。共有1000多位高级半导体专家参与，进行了超过5000次的工程验证才最终量产成功。华为在芯片领域取得的成绩，是战略、资金、技术、管理和人才等诸多因素形成合力的结果。“两条腿走路”一直是华为产品研发的大战略，这种战略来自于任正非的忧患意识。1992年年会上，任正非说了一句“我们活下来了”，就泪流满面再也说不下去了。强人垂泪，虽然不知道接下来的一年更加艰难，但自那时起，任正非就始终认为华为危机四伏，需要不断通过学习、借鉴和自我奋斗才能活下去、活得久、活得好。于是，在华为开始卖代理小型代理程控交换机的时候，任正非就推进了代理和自研“两条腿走路”战略。就这样一边代理香港机型，一边开始了仿制版BH01和自主BH03交换机的研发。直到自主产品彻底超越对手，并打开了国内市场，才停掉了代理。在芯片上，这种战略思想体现地更加淋漓尽致。2012年，任正非看了电影《2012》后在华为成立了“2012实验室”，成为华为总的研究组织。海思随即划归到实验室旗下，成为其重要的二级部门。他明确地告诉实验室：“我们在做高端芯片的时候，我并没有反对你们买美国的高端芯片。我认为你们要尽可能的用他们的高端芯片，好好的理解它……主要是让别人允许我们用，而不是断了我们的粮食。断了我们粮食的时候，备份系统要能用得上。”一直以来，华为都能够清晰地区分“短期投资和长期利益”，任正非认为：“对未来的投资不能手软。”而芯片则是关乎华为未来生死存亡的一艘方舟。他对海思总裁何庭波说：“我给你四亿美金每年的研发费用，给你两万人。一定要站立起来，适当减少对美国的依赖。”而且这种投入是坚定的、持久的，“我们可能坚持做几十年都不用，但是还得做，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。我们公司今天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。”这些话，在一年来发生的种种事件后再听，振聋发聩。实际上，华为在芯片上的投入比老板的许诺要多得多。早在第一代麒麟920研发时，华为就投入了2亿美元。而到了2016年，华为在芯片领域的投资高达100亿元[1]，这些真金白银，便是华为人的决心。有了资金支持，依托世界各地的研究所，华为在芯片领域学习最先进的理论、技术，甚至不惜重金购买团队、专家。华为比别人更清楚，企业中最重要的是人，搞研发、做芯片更是如此。如何找到人、稳住人、用好人、激发人，是一门大学问。从开始自主研发，任正非就意识到工程师是企业安身立命的根本，而要让这些人才发光发热，首先就要给予他们尊重，解决他们的后顾之忧，这些不外乎一个“钱”字。1993年初，一位学校老师到华为应聘软件工程师，华为直接开出1500元的月薪。这位老师惊呆了，此前他的工资只有400元，他的工资居然比之前的校长还高。到了2017年，华为的工资支出高达1403亿元，按约18万员工计算，平均薪酬高达68万。在任何时间，华为的薪资都足以碾压绝大多数同行。解决了后顾之忧，还需要解决干劲问题。如何让大家产生持续、稳定的干劲，或者说狼性呢？在这方面，华为显然更懂人性。首先便是利益绑定，华为的高工资很大程度上依靠内部分红。通过内部配股的方式，把广大工程师的“钱途”与公司牢牢绑定。只有公司高速发展，大家的收入才有保证。其次，就是给予有能力的工程师带团队、做大项目的机会，给新人更多的学习机会，让他们享受更多的“成就感”。对于很多有理想的“攻城狮”来说，“成就感”有时比钱更重要。在全方位的支撑下，2017年，华为海思以47亿美元营收，成为全球第七大无晶圆芯片设计厂商，蝉联国内最大半导体设计厂商。