任正非的大格局：华为的卧薪尝胆之路

 

从大类上看，华为主要设计了五类芯片：

 

1、SoC芯片

 

2、AI芯片

 

3、服务器芯片

 

4、5G 通信芯片

 

5、其他专用芯片。

华为芯片全景图

 

 

1. SoC芯片（麒麟系列）：手机SoC芯片一直是华为的主力研究，至2018年8月31日推出的麒麟980处理器以及预计今年下半年将推出麒麟985芯片，华为手机芯片已经达到世界一流水平。

 

2. AI芯片（昇腾系列）：2018年10月10日，在华为的HC大会上发布了昇腾910和昇腾310两款AI芯片，分别采用7nm工艺制程和12nm工艺制程。昇腾系列AI芯片采用了华为开创性的统一、可扩展的架构，即“达芬奇架构”，实现了从极致的低功耗到极致的大算力场景的全覆盖。

 

3. 服务器芯片（鲲鹏系列）：华为优化调整设计了其合作伙伴ARM授权提供的技术，在2019年1月7日发布了鲲鹏920以及基于鲲鹏920的泰山服务器、华为云服务。

 

4. 5G通信芯片（巴龙、天罡系列）：华为的5G芯片主要分为终端芯片（巴龙系列）和基站芯片（天罡系列）。巴龙系列是手机终端基带芯片，一直是华为手机的专用芯片。2019年1月24日，华为推出业界首款面向5G的基站核心芯片(天罡芯片)和5G多模终端芯片（巴龙5000）。

 

5. 其他专用芯片：（路由器芯片、NB-IoT芯片、IPC视频编解码和图像信号处理的芯片等）：凌霄系列主要用于家庭接入类的产品；利尔达NB-IoT模组为全球领先的窄带物联网无线通信模块；IPCSoC芯片涵盖了视频监控的核心技术——ISP技术和视频编解码技术。

 

1.1 麒麟芯片：全球领先的国产手机SoC芯片

 

所有手机芯片方案的核心都是两块：AP和BP。AP即Application Processor（应用处理器），包括CPU（中央处理器）和GPU（图形处理器），BP即Baseband Processor （基带处理器)，负责处理各种通信协议，如GSM、3/4/5G等。此外，还有射频等核心单，它们组合在一起构成了SoC芯片集成电路的芯片。

 

SOC可以有效地降低电子/信息系统产品的开发成本，缩短开发周期，提高产品的竞争力，是未来工业界将采用的最主要的产品开发方式。华为的SOC芯片是由海思半导体来设计和研发的。

 

华为海思芯片SOC结构

 

 

海思芯片的发展经历了较长的一段时间。

 

2004年，华为海思开始研发手机芯片，并于2009年如期推出一个GSM低端智能手机解决方案，使用的是Windows mobile操作系统。该方案中BP技术是自研的，技术源自华为的GSM基站。AP芯片名叫K3V1，工艺制程上采用的是110nm，落后于当时竞争对手采用的65/55/45 nm制程。加上操作系统上选择的是日落西山的Windows Mobile，因此第一代海思芯片性能不理想，很快遭到市场淘汰。

 

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。与K3V1最本质的不同是K3V2采用了ARM架构，支持安卓操作系统而不再是Windows Mobile。同时期的高通APQ8064和三星Exynos4412都已经用上了28、32nm的工艺。K3V2工艺是40nm，发热量大，游戏的兼容性不强，也没有获得市场认可。

 

2015年5月，全球第一款采用16nm FinFET Plus工艺制造的中低端芯片麒麟650发布，带领荣耀5C、G9继续破千万销量。

 

2015年8月20日，麒麟芯片出货量突破1亿颗两个月内日均出货29万颗。

 

2015年11月，华为发布麒麟950 SoC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，成功领先高通半年。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。

 

2016年4月，发布麒麟955 SoC芯片，把A72架构从2.3GHz提升到2.5GHz，带领P9系列成为华为旗下第一款销量破千万的旗舰机。

 

2017年9月2日，华为发布人工智能芯片麒麟970并用于华为Mate 10，在2017年10月16日在德国慕尼黑正式发布。截至目前，华为已经成功发布了最新的新一代继任者，第二代AI芯片麒麟980，将旗舰手机CPU的水平再次提升到了一个新高度。

 

华为海思芯片的历史沿革

 

目前市场上生产手机芯片的几大龙头分别是苹果，华为，高通和三星。

 

苹果A系列：苹果的A12处理器是全世界第一款7纳米的芯片，性能稳居第一，不过由于苹果没有自主基带技术，GPS/WIFI芯片都需要外购，所以A系列芯片从来不含基带部分，也无需承担GPS/WIFI的功能；

 

华为麒麟系列：华为的麒麟980，采用最先进的八核心设计，最高主频高达2.8GHz。预计麒麟990还会继承5G基带，实现真正5G全网通；

 

高通骁龙系列：发布的骁龙855处理器，它采用全新的Kryo 485构架，7纳米工艺技术，图形渲染提升20%，CPU性能提升45%，最高主频2.84GHz，也是十分强大；

 

三星Exynos系列：Exynos 9810处理器是三星自主研发M3架构，拥有4个2.9GHz的M3大核和4个1.9GHz的A55小核，10纳米制作工艺。

 

全球各大手机芯片厂商对比

 

1.2 鲲鹏芯片：打破服务器领域垄断局面的新晋者

 

服务器是一种高性能计算机，作为网络的节点，存储、处理网络上80%的数据、信息，因此也被称为网络的灵魂。服务器最核心的部位就是服务器芯片，可以说是整个服务器的大脑。但是正是因为它的重要性，也决定了它的技术难度是不容小觑的。

 

2019年1月7日，华为发布了鲲鹏920（Kunpeng 920）服务器芯片，该芯片基于ARMv8指令集研发，采用7nm工艺，最多可达64核心，支持8通道DDR4内存及PCIe 4.0协议，因此拥有其独特的性能优势：1. 性能跑分超出之前业界标杆产品的25%，能效提高30%，但功耗反而降低；2. 双端口设计使得这款芯片的速率达到业内主流产品的两倍；3. 鲲鹏920所搭载的内存宽带超过业界主流46%，网络宽带提升四倍。华为鲲鹏芯片目前在性能上已经达到行业领先水平。

 

服务器芯片市场是利润丰厚的市场，之前的服务器芯片技术一直作为科技核心被美国所垄断，根据DRAMeXchange数据，全球97%的服务器用处理器为X86架构，因此英特尔是服务器领域绝对的霸主。鲲鹏920芯片的推出对于国产服务器水平的飞跃也起着极为关键的作用。尽管华为宣布鲲鹏920处理器仅供自用，但参考麒麟系列处理器发展历程，我们有理由相信，通过自采自用鲲鹏920处理器能够让ARM 架构处理器得以发展壮大。考虑到服务器市场主要是针对企业用户，这一过程将会比手机处理器面临的困难更大、花费的时间更长。

 

华为之所以在面对强权打压下，迎难而上而不惧，与任正非先生的高瞻远瞩是密切相关的。