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华为海思的“为”与“不为”

2020-09-01 09:22:05 亿欧网 

最糟的情况还是发生了:8月7日,华为消费者业务CEO余承东表示,随着台积电的断供,Mate40可能是华为最后一部搭载麒麟高端芯片的手机。

一直以自研为傲的华为海思,何以在失去台积电之后便轰然倒地,其中缘由多样,但理解海思所扮演的角色至关重要。

伴随着上世纪九十年代半导体行业模式“由合转分”的剧变,一大批专注于芯片设计的企业诞生,其中便有华为海思。

为了帮助华为摆脱对高通的依赖,海思在2012年为华为贡献了第一枚旗舰智能手机芯片K3V2。不幸的是,这一初尝试并不成功。K3V2因兼容性差,发热严重而被戏称为“暖宝宝”。

然而从那时起,华为海思高端手机芯片的生产模式便已经确定:CPU、GPU基于ARM架构,芯片制造由富士康代工,但自主研发SoC其他组件。这是华为基于现实,也出于理智,为自己在半导体领域所定下的“为”与“不为”。

ARM架构几乎是所有智能手机芯片制造商都无法绕开的话题,似乎每一家产品都基于ARM架构设计。这是事实,可基于授权层级的不同,同一架构可供各家厂商发挥的空间其实差异很大。

ARM授权模式以开放度高低为序可以分为三类:架构/指令集层级、内核层级、服务层级。华为在发布会上用“房子“来阐释这三类授权可谓十分生动易懂:

架构/指令集层级授权卖给你的是一幢房子的设计图纸,你可以根据自身的喜好,在建设过程中对图纸上的内容进行修改,以满足自己对于美好生活的不同需求。

对应到技术术语,便是被授权厂商可以大幅度改造ARM提供的架构,甚至可以对其指令集(CPU可执行命令的集合)进行扩展或删减,以达到厂家更快速度,更低能耗等特定的芯片需求。

当然,这对于厂商的技术能力有着极高的要求,毕竟不是所有人都有能力在已经非常优秀的图纸上折腾一番后,还能得到更好的结果。目前市场上仅有苹果的Swift,高通的Kryo是基于这一层级授权,再进行自主开发得到的。

内核层级授权卖的是毛坯房,其大体框架已经确定,但可以对房子进行简单的改装或装修。

对应技术术语,即厂商可以以ARM内核为基础,加上自己的外设。这一类授权的厂商不能改动芯片设计,但可以根据自己的需求调整产品频率等可调参数。

三星、德州仪器的芯片基本上是这一层级授权改造而得。

服务层级授权则更像租房,你对房屋没有任何改动的权力,而只有使用的权利,甚至连谁来帮你“修水管”都是房东帮你事先定好的。

对应过来,是指客户仅可以使用封装好的芯片,不能更改,甚至对于芯片制造商都没有干涉权力,而由ARM指定。

联发科的很多中低端芯片便属于这一类。

虽然华为已经获得了ARM最新v8架构的永久授权(通常为架构层级授权),然而直到其今年的旗舰芯片麒麟9000,CPU和GPU仍被预期使用的是经小幅修改的ARM公核。

这绝非什么丢人的事。在这个飞速迭代、竞争激烈的行业内,追赶者再去重复造轮子可能是最愚蠢的选择之一了。

事实上,站在巨人的肩膀上,华为亦形成了自己的创新。

回到房子的比喻,美好生活所需要的绝不止于一间漂亮的房子,所在小区的配套设施,如绿化、交通、物业等同样重要。

通常我们说的“手机芯片”,更专业的名字其实是SoC,也就是System on a Chip。既然是System,自然也和一个小区一样,有着多样的组成元素。

在这小小的集成电路上,除了CPU和GPU,还有DSP、ISP、NPU、网络基带等多个模块,而如何把控并协调这些模块,这是华为在芯片设计方面的真正优势。

自研的ISP(图像信号处理)芯片是华为手机顶级影像表现的基础;自研的网络基带让手机得以支持更多频段信号并保持连接快速稳定;基于ARM架构自主深度改造的达芬奇架构NPU,则为华为手机带来世界一流的AI处理能力等等。

这种对于SoC结构整体的把控能力极为难得,要知道强如苹果,也不得不在通信基带上受制于人。也正是华为数十年来在此的“为”,才在2020 Q2将其推上了智能手机出货量第一的王座。

自去年起,ARM断供华为的传言便甚嚣尘上,但短期内的影响却不会太大。

先不说断供与否仍曲折往返尚无定论,在华为已经获得ARM v8架构永久授权的现状下,其CPU架构自主设计能力值得期待。

退一步说,哪怕最糟的断供情况再次发生,在ARM新一代v9架构尚未发布的当下,华为至少还有两到三年的喘息时间去追上主流。

真正扼住华为海思喉咙的是台积电。

事实上,失去了台积电的华为,极可能就此离开高端芯片的舞台中心。据内部人士称,去年以来,部分新近入职海思的员工已被调动至边缘部门。

但中国半导体不能就此离开舞台。

近来,中国芯片行业会在倒逼之下“弯道超车”的期许十分美好,但哪怕不考虑技术壁垒和先发优势,在认识到“人”的价值之前,中国企业追上台积电仍遥遥不可期。

在半导体制造业内,人才是竞争基础已近乎行业共识的情况下,大陆企业似乎忘却了这一点。

“有钱买机器,没钱给人提高工资一直是国内研发弊病。很多科研经费甚至要把人员和设备严格区分,你就算设备的钱结余很多,也不能发给人。”

一位半导体科研领域业内人士指出,作为推动技术的主体,人的意义却被忽视了。

“两弹一星还可以谈梦想,现在的人很现实,钱在哪人就在哪。”

中国半导体制造业企业加班多、薪资少早已不是新闻,五倍于台积电的离职率塑造不出一个有着同样战斗力的团队。

当你看到中国多少顶尖大学材化专业的学生在考虑离开本专业,多少海外高校留学的硬件专业学生在向“软”发展,你对于中国半导体行业“弯道超车”的期望很难不降温。

要知道,哪怕是弯道,也是人走出来的。

相关文章链接:

《合久必分的半导体》

《“扼喉之手”台积电》

(责任编辑:徐帅 )
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