“华为Mate 40搭载了强大的麒麟9000芯片，是华为史上最强大的芯片。”余承东在华为Mate 40的发布会上介绍到。 根据余承东的介绍，麒麟9000是世界上首个采用5nm制程的5G手机SoC，集成153亿个晶体管，相比于A14多了30%，集成8核CPU、24核GPU和NPU AI处理器，另外还搭载华为自研第三代5G移动通信芯片，与同类旗舰芯片相比均有速度方面的提升，表现优异。 不过这一款“世界尖端的5G SoC”，在备受打压之下即将成为华为手机芯片史上的绝唱。 “绝唱”一词，给予麒麟9000肯定的同时略显悲壮。 悲壮之外，华为从自研手机芯片发展至今，还经历了什么样的变化？ 复盘华为手机芯片的发展历程，可以用“一切皆有可能”概括之。 从GSM到华为终端公司 在华为手机芯片发展史上，有两个不可或缺的部分，华为终端公司和海思半导体。 华为最早以交换机起家，之后注重无线技术领域的产品研发，成立终端公司则是一次战略失误后的决定。 早在1995年，华为就看好无线通信网的未来，鉴于CDMA的高端技术几乎被美国高通所垄断，华为选择了另一种无线通信技术——全球移动通信技术（GSM）产品的自主研发。 1997年，中国移动采用的GSM设备在国内移动用户占有率达到42.5%，在国内移动通信市场取得巨大成功。看中这块市场，同年7月，华为用第一代自研GSM系统成功拨通第一通电话后，便立即集中火力投入到GSM商用产品的研发，甚至为避免资源分散，放弃了已经取得一点成绩的CDMA的研发。至于当时从日本传来的小灵通（PHS）技术，华为认为该技术落后，很早就放弃了。 然而，世事难料，邮电拆分后，中国电信迟迟拿不到移动牌照，选择了PHS，而中国联通也选择了CDMA，华为既没有打入中国电信和中国联通的市场，也迟迟未进入中国移动的主流GSM市场。不过华为没有屈服，而是反倒以更强的力量投入到GSM产品的更新换代之中，顺势开始研发3G，这才有了后来的终端公司。 “当年我们没有想过做终端，是被逼上马的。华为的3G系统卖不出去，是因为没有配套手机可以用。”任正非谈及成立终端公司的原因时说到。 2003年，华为斥资十亿做手机，并成立了独立的终端公司。在很长的一段时间里，华为手机的发展并不顺利，为了在手机红海中杀出一条路来，华为手机选择做搭配自己的3G系统做运营商定制机，但利润率极低，甚至险些在2008年被卖掉。 但正是这在风暴中存活下来的华为手机，日后成为华为手机芯片成长路上的“最强辅助”。 终端公司与海思手机芯片，从单干到合体 在华为终端公司成立不久后不满一年的时间里，海思半导体也成立，其设计的芯片独立核算、独立销售，内部称为“小海思”。 海思半导体的前身是1991年成立的华为集成电路设计中心，在华为的支持下，海思半导体成长迅速。根据ICinsights数据显示，2017年海思的销售额已达47.15亿美元（约317亿元人民币），跻身全球十大芯片设计公司，位居第七。 在做手机芯片之前，“小海思”做过SIM卡芯片、视频监控芯片、机顶盒芯片等业务。虽然海思半导体和华为终端公司成立时间间隔不久，但根据华为老兵戴辉的介绍，海思决定做手机芯片，是被渴望赚快钱所刺激的，与终端公司并没有什么关系。从华为手机芯片初期的商业模式来看，确实如此。 2006年，联发科推出GSM的交钥匙解决方案，山寨的GSM功能机产业迅速崛起，海思看得眼红，希望能够复制联发科的模式，同年着手启动GSM智能手机交钥匙解决方案的开发。 历经三年，终于在2009年，海思推出第一个GSM低端智能手机解决方案，采用Windows Mobile操作系统。其中基带处理器（BP）技术自研，技术源自华为GSM基站。应用处理器（AP）芯片名为K3V1，采用110nm工艺制程，当时竞争对手的工艺制程已经达到65nm、55nm甚至是45nm。 这里的工艺制程代表的是集成电路的精细度，一般而言，工艺制程越先进，器件的特征尺寸越小，集成度越高，功耗就会降低，器件性能得到提高。110nm相对于45nm而言，意味着高功耗和低性能，加上Windows Mobile操作系统也已日落西山，有方案没客户，华为第一代GSM战绩惨烈。 即便是借鉴联发科找山寨厂做整机也没能大卖，K3V1最终还是沦为“试错”产品。这也让华为意识到，联发科的模式无法复制，要想让华为的芯片存活，就要依靠自己的手机，移动终端和手机芯片必须结合起来。 2009年，移动终端芯片从海思半导体转移到华为的移动终端公司体内，也就是内部所称的“大海思”，为补偿海思半导体的前期投入，移动终端公司为其支付3千万美元。 自此，海思移动终端芯片的商业模式彻底改变，并由有“拼命三郎”之称的王劲负责移动终端芯片的研发。 王劲带领团队设计出用于处理通信协议的“巴龙”芯片后，时隔两年，即2012年开发出第二款手机SoC芯片K3V2，采用Arm架构，支持安卓操作系统。 这颗芯片有很多突破性的成绩，它是第一颗用在华为自家手机上的芯片，是当时业界最小的手机芯片，也是继英伟达tegra3之后的第二颗四核A9处理器。 突破性成绩的另一面，是台积电40nm工艺制程和比较少见的来自Vivante公司的GC4000 GPU，同时期的高通APQ8064和三星Exynos4412都已经用上了28、32nm的工艺。相比之下，K3V2功耗高发热量大，GPU兼容性差。 当时分管海思市场营销的艾伟曾表示，K3V2虽然是当时较为成熟的一款产品，但相比同时期高通的旗舰处理器仍有明显差距。K3V2带给手机用户的糟糕体验并没有获得市场的认可。 华为Ascend D 手机，图片源自爱搞机 尽管K3V2饱受诟病，但是华为一直坚持在自家的手机上用这款芯片，不断从软件侧和硬件侧改进，从D系列开始，P系列、Mate系列均是搭载K3V2，直到P6，连余承东都开始动摇了，任正非还是坚持要用。当时有网友调侃余承东：“海思恒久远，一颗（K3V2）永流传”。 至于为什么要坚持用K3V2，这是华为相比于其他手机厂商的优势，华为手机为海思芯片提供了试错的机会，而海思芯片正是在不断试错中一点一点改进。在任正非看来，海思芯片是华为手机的长远战略投资，是需要聚焦的主航道，需要花大力气投入，为此任正非还不惜砍掉了欧洲运营商上千万的定制手机。 华为将自研芯片最终赌注押在P6上。P6是一款定价较低的超薄旗舰手机，厚度6.18毫米，采用大量前沿工艺，依然搭载做了少许改进但本质上并没有太多变化的1.5GHz的海思K3V2四核处理器。 无论是从P6的生产上，还是从P6的传播上，华为几乎都耗尽全力，拼死一搏，生产时研发团队没日没夜地在生产现场蹲守、推广时地毯式地广告轰炸和媒体投放。 终于，P6成为中端机型中的爆款。不幸的是，王劲在此次“战役”中劳累过度，因病逝世，幸运的是，王劲及其团队的努力没有白费，华为手机芯片开始走上坡路。 华为手机加麒麟SoC的高光时代 王劲之后，胡波接任，华为手机芯片厚积而薄发。 正如“麒麟”这一中国神兽的名字一样，作为华为的“神兽”，麒麟芯片带领华为走向新高度。 2014年初，华为海思推出了首款手机SoC麒麟910，作为全球首款四核SoC芯片，搭载4x A9 1.6GHz CPU，Mali-450 GPU，支持LTE 4G网络，实现了性能与功耗的平衡，华为Mate2、P6 S、P7、H30等手机均搭载麒麟910，赢得得了良好的口碑。 这也是华为海思麒麟SoC时代的起点。 事实上，继K3V2之后，2012年底，华为内部针对要不要继续开发K3V2 Pro版本讨论过一段时间，但后来觉得其竞争力弱，停掉此项目，并于2013年立项了名为“K3V3”的新项目，期望在做一颗规格领先的独立芯片，外挂一颗全球首发支持的LTE Cat.6的巴龙720芯片，采用应用处理器外挂基带的模式交付终端客户。 不过，就在项目按计划进行时，华为芯片研发主管William指出这种交付模式的成本竞争力不够，希望能够在保证规格竞争力的同时降低整体成本。团队最终决定，采用整合AP和BP的SoC方式，并确定于2013年4月投片。 麒麟910之后，与其并行开发的麒麟920也于同年推出，大胆采用四大核A15与四小核A7 CPU相结合的架构，性能与功耗均衡，取得突破性成绩。当时搭载麒麟920的Mate 7发布时十分火爆，华为手机部门的老员工都抢不到货。 2014年，华为首款64位手机SoC麒麟620发布，搭载该颗芯片的荣耀6X成为华为首款出货量超过一千万的手机。至于麒麟600系列首款SoC为何叫麒麟620而不是610，是因为华为此前规划了32位的麒麟610，后来转为64位，计划终止。 2015年，华为海思相继推出麒麟930和麒麟950，麒麟930是900系列从32位向64位转化的节点，麒麟950更是取得突破性成绩，直接跳过20nm工艺制程，是业界率先使用台积电16nm FinFET（鳍式场效应晶体管）工艺的SoC。 尽管随着摩尔定律的演进，16nm放在今天已经不能算是特别尖端的工艺，但在2015年却站在全球半导体工艺的最前沿。当时的海思规模小，在台积电的客户排名上处于50名开外的位置，想要率先导入16nm工艺，不仅面临着工程化难题，还面临着合作难题。 麒麟能够率先用上16nm工艺，得益于华为海思总裁何庭波的前瞻性，她很早就意识到手机芯片工艺的技术极限，在手机芯片主流市场普遍使用28nm的时候，就开始思考2年后的麒麟该何去何从。 2012年底，何庭波拜访FinFET晶体管技术发明者胡正明教授，请教FinFET技术在16nm工艺上的可实现性，此后决定直接跳过20nm，专注16nm的技术突破。 2013年1月，何庭波带领海思骨干成员去台湾拜访时任台积电轮值CEO刘德音，尽管2013年的华为海思手机芯片产量不大，但台积电却看到了海思芯片在华为手机未来全球版图规划中的重要性，促使两者在此次会面中达成战略协议，海思成为台积电16nm首发合作伙伴。 除了先进工艺，麒麟950还有其他跨越性成绩：首次实现自研ISP（图像信号处理）、DDR（双倍速率同步动态随机存储器）、Phy（端口物理层）、PMU（电源管理单元）并商用，采用新一代自研芯片，支持全国漫游…… 据悉，相比于麒麟930，麒麟950在性能提升11%的同时，功耗降低20% ，图形生成能力提升100% 。 后来，从麒麟960到麒麟990的迭代，麒麟SoC也分别率先使用10nm和7nm 工艺，华为海思一次又一次站上世界半导体工艺的最前沿，跃升为台积电的第二大客户。 今年4月，国内分析机构CINNO Research发布的月度半导体产业报告显示，华为海思在中国智能手机处理器市场的份额达到43.9%，首次超越高通。在之后IC Insights公布的2020年第一季度全球前十大半导体厂商中，海思首次位居其中，而这些成绩也逐渐被国际科技巨头视为有力的竞争对手。 重重打压，麒麟9000或成绝唱 从古至今，似乎可以将打击分为两种，“落后就要挨打”和“枪打出头鸟”，华为属于后者。 2018年，美国政府开始针对华为采取制裁措施：反对华为与美国电话电报公司 AT&T 签约，禁止华为手机进入美国市场；美国政客多次表示华为手机留“后门”并窃取用户数据，呼吁盟友禁用华为设备；8 月签署《国防授权法案》，禁止美国政府和政府承包商使用华为和中兴的部分技术等等。 最终在2019年5月15日，华为公司及其 70 家附属公司被美国商务部工业与安全局（BIS）列入出口管制“实体名单”，尽管海思的备胎一夜之间全部转正，但不得不面对麒麟芯片原先所依赖的全球产业链断裂、生产陷入困境的事实。 华为采取了许多补救措施，一边疯狂加码产能，一边寻找实体名单之外的公司寻求合作，但是美国政府的打击力度越来越大，被列入实体名单的公司越来越多，华为最担心的事情还是发生了：自2020年9月15日起，台积电等代工厂不再为华为代工。 余承东在中国信息化百人会2020年峰会上遗憾地表示，今年可能是麒麟高端芯片发展的最后一代。与此同时，原本应该发布的麒麟1020处理器“凭空消失”，麒麟9000取而代之，这一行动被外界解读为是华为将原本的麒麟1020处理器改名为麒麟9000，期望在未来靠自己的力量来弥补从1000到9000的差距，不仅有设计芯片的能力，还有自己制造手机芯片，即从只做设计和销售的Fabless模式转变为还包括制造、封装测试在内的IDM模式。 不过，从全球半导体产业商业模式的发展来看，为了扩大生产规模和提高竞争力，从IDM转变为Fabless的公司较多，碍于全球已有的半导体产业链格局和资金风险，几乎没有Fabless成功演变为IDM公司。 转变或者不转变，摆在华为面前的，都是难题。 雷锋网小结 纵观华为手机芯片发展历程，在不到20年的时间里，从坚持不做手机到转变观念成立终端公司，从备受群嘲的K3V2到一骑绝尘的麒麟芯片。 虽然华为手机芯片之路暂时将在麒麟9000画下句点，但华为手机芯片的明天同样值得期待，就像当初华为坚持在自己的手机上用K3V2时，没有人能够预料华为能够设计出业界领先的麒麟芯片。 华为手机芯路，一切皆有可能。 文中未标注图片源自华为 本文参考来源： 1．《华为研发》，张利华，2017 2.《熵减：华为活力之源》，华为大学，2019 3.《一位前华为人亲历的华为手机发展史：最牛产品是如何炼成的》，上观新闻，戴辉，2018 4.《华为手机往事：一个硬核直男的崛起故事》，张假假，2019 5.《华为芯片20年》，陈杭，2019 雷锋网雷锋网雷锋网