3C王者

中國那麼多芯片，唯獨華為的麒麟芯片完全追上瞭世界最前沿，而且有一定的引領作用。作為行業的後來者，華為如何打破魔咒，從跟跑變成瞭領跑呢？芯片研發到底是簡單，還是困難呢？我是東城觀星，今天我們繼續復盤中國芯片的探索之路。

一、唯一從跟跑到領跑的中國芯片

說到中國芯片，不管是龍芯，還是申威，雖然都有不錯的成績，但總的來說都屬於追趕者的范疇，性能始終做不到領先世界，真正做到領先的隻有華為的麒麟芯片，這也是國人的驕傲。華為芯片，從2014年麒麟910開始，經歷瞭短短的六年時間，就從追趕變成瞭領先。六年裡，旗艦芯片推出瞭11款，中高端芯片也推出瞭6款，工藝制程從28nm提高到瞭5nm。這可是比摩爾定律還快的節奏啊，是不是有點像中國軍艦下餃子的感覺啊。

二、麒麟芯片和ARM

但是大傢看到華為芯片取得成就的同時，也該想想華為能取得這樣的成就是一帆風順的嗎？我相信很多朋友都知道，華為最早設計的手機芯片並不算太成功。華為的第一款手機芯片不叫麒麟，名字叫K3，為瞭跟第二款區別開，也可以叫K3V1。這是華為海思成立以後設計的第一款通用手機芯片，是為瞭華為的終極戰略而研發的。這個終極戰略就是不能在配件上被國外卡脖子，尤其是芯片。

萬事開頭難，華為也一樣。2006年開始進行手機芯片的研發，用瞭兩年時間到2008年正式拿出瞭K3V1。按說兩年研發一款芯片，速度也算可以瞭，畢竟是第一款芯片。但是，這第一款芯片的電路結構並不是海思自己設計的，而是直接從英國的ARM公司購買的。英國的這傢公司設計出瞭大名鼎鼎的ARM指令集，他們自己設計芯片，但並不生產和銷售成品，而是把芯片設計方案和知識產權賣給其他公司，讓他們去生產和銷售。華為就是買到瞭他傢的CPU內核設計方案，進行生產的。需要說一句，這傢英國的公司先是被日本軟銀收購，最近又被美國的英偉達公司收購瞭。一個金餅子，被日本美國買來買去，但如果中國人要買，一定會有人出來反對，不是嗎。

有朋友會說瞭，購買人傢的內核，這也叫華為設計的芯片嗎？不就是買的人傢的芯片模板，自己生產嗎，跟套牌有什麼區別啊？還需要用兩年的時間嗎？不是那麼簡單，雖然不像龍芯和申威那樣是從頭設計的，但也不是完全拿來就用。華為買到的方案，是類似毛坯房的設計圖紙，需要進一步設計裝修方案，並設計建設方案。在完全沒做過的時候，給你一個圖紙，讓你去蓋房子，恐怕你也是無從下手的。不要以為隻有華為是這樣的，三星的自主芯片是這樣，聯發科的芯片也是這樣的。

所謂的裝修，就是在內核之外，要增加各種配套設施，比如要在芯片上增加顯卡、聲卡、內存、電源管理等模塊，還要設計無線貓、GPS、藍牙、Wifi、收音機、無線電視等功能模塊的接口，這些都是要在最終的芯片上合理設計的，買到的CPU圖紙往往是不包括這些的。這還不算完，設計好最終方案以後，還要研究采用什麼樣的工藝制程，比如K3V1這款芯片采用的是180nm工藝。然後需要設計工程方案，必須根據代工廠的工藝特點進行設計。代工廠拿著你的圖紙得能設計生產模板，然後生產樣片，樣片生產出來經驗證沒有問題，再進一步量產。在沒有經驗的情況下，兩年的時間能生產出產品來，也算不容易瞭。

三、前兩款芯片被人看瞭笑話

但是這款產品投入市場以後，並沒有取得預期的效果。由於工藝水平和芯片性能都不突出，這款產品的定位是當時正在興起的山寨機市場。當時山寨機市場的芯片王子是聯發科，雖然聯發科跟華為一樣購買ARM的芯片設計方案，但是人傢有更豐富的經驗和更廣泛的客戶。華為入場以後，並沒有成功搶占市場，隻有兩個山寨裡面都不出名的小品牌采用瞭，後果可想而知，第一款芯片成為瞭市場上的笑話。

第一款芯片從研發來說，成功瞭，從市場來說，失敗瞭。這時候，如果放棄，還是挺可惜的，但如果不放棄，繼續研發，很可能會繼續賠錢。這時候不得不佩服任老爺子的眼光和魄力。他決定，要繼續研發第二款芯片，而且要研發先進的芯片。更不可思議的是，人傢決定，既然別人不願意用，那就讓華為自己的手機來用，而且直接安裝到中高端手機上。這個決定，別說外界，就是華為內部也是難以理解的，搞不好，就會把華為的手機品牌給毀掉瞭。但這個決定卻樹立瞭華為芯片的高端定位，沖向瞭聯發科一直向往的市場地位。

這次用瞭4四年時間，2012年終於研發出瞭K3V2。這是世界上第二款四核手機芯片，比高通還要早，使用比較先進的CPU內核，搭配使用瞭業界最強的GPU嵌入芯片，選擇瞭臺積電的40nm加工工藝。一切為瞭追求高端而設計。但是，後來的事大傢也都知道瞭，雖然這款芯片如願搭載在華為的中高端手機上，但是，性能卻遭遇瞭翻車。

手機芯片最在乎的是功耗，因為手機電池容量有限，如果芯片耗電太多的話，電池就不經用瞭。ARM之所以能站穩手機芯片市場，最主要的原因就是功耗低，更省電。但是華為這款芯片的功耗卻明顯偏高，首先是因為40nm的工藝選擇，太保守瞭，當時臺積電已經有瞭28nm工藝，但華為選擇瞭相對落後的40nm工藝，雖然比上一代K3的180nm工藝水平提高瞭好幾代，但跟競爭對手比起來還差一代。這是功耗高的一個原因，還有一個重要原因是GPU功耗太高。這款GPU不僅功耗高，而且在實際使用中，兼容性比較差，看視頻玩遊戲都不太好使，可以說是跑分高性能差的一款產品。因此，這款芯片，不僅不算成功，而且拖累瞭華為高端手機的銷量和口碑。

我們不得不說，華為手機在這件事中充當瞭一個扶弟魔的地位。為瞭弟弟的前途，差點把姐姐給毀瞭。但扶弟魔也不總是那麼失敗，如果弟弟有能力，又有上進心，姐姐的付出是值得的。歷史上有不少姐姐全力扶持弟弟，弟弟成功以後回報姐姐的故事。華為的芯片也是一樣的，後來華為手機銷量越來越好，跟芯片的成功是分不開的。

四、麒麟芯片打瞭翻身仗

前兩個芯片，都不算成功，還被別人看起瞭笑話。華為沒有就此放棄，相反他們繼續使用K3V2芯片長達兩年之久。通過大量使用自己的芯片，華為收獲瞭寶貴的經驗，收獲瞭珍貴的客戶反饋數據，得到瞭芯片設計的經驗，這些都是無價之寶。從哪裡跌倒就從哪裡站起來，華為下一款芯片叫做麒麟910。麒麟910保留瞭上一代CPU核心，換掉瞭性能不佳的GPU，改換瞭28nm工藝，提高瞭主頻。通過這個改進方案，我們可以看到華為的執著與英明。通過對上一代主要問題的簡單改進，解決瞭費電和兼容性差的問題。同時保留成熟模塊，繼續探索使用數據，以便為後面更激進的設計方案打下紮實的基礎。

當然，核心的簡單改進，不代表麒麟910就是K3V2的簡單升級，事實上是革命性的升級。這是華為第一款系統級芯片SoC，在芯片上除瞭CPU、顯卡以外還集成瞭無線通訊基帶，大大提高瞭芯片的集成度。高通之所以能成為手機芯片領域的老大，完全得益於他在芯片上集成瞭無線通訊基帶。很多人開玩笑說，高通的芯片完全就是買基帶送芯片。華為的麒麟910借鑒瞭高通的經驗，在芯片上集成瞭通訊基帶，而且是完全自己研發的基帶。

華為早在2005年就已經自己研發出瞭通訊基帶芯片，經過多年的迭代，已經非常成熟，形成瞭基帶的品牌巴龍芯片。麒麟910跳躍性地集成瞭4G基帶，比高通還要早一年，給華為手機帶來瞭差異化的體驗優勢。這種優勢，相對於高通隻能設計芯片來說，華為還能自己生產手機，芯片用在自己的手機上，可以及時獲得第一手用戶數據，方便後期改進。相對於蘋果、三星、聯發科來說，集成自有的通訊基帶，明顯提高瞭手機用戶的使用體驗。

打電話用的手機，如果總是打不通電話那就太搞笑瞭。華為在麒麟芯片上集成瞭巴龍基帶，手機信號好成為華為手機的口碑。另外，我們知道，現在的手機多數都支持全網通，但是當年由於隻有華為和高通的基帶支持全網通，所以華為和高通的芯片就有瞭先天的競爭優勢。

後面就是麒麟芯片奮起直追的故事瞭，麒麟芯片使用“擠壓式發展”策略，以明顯快於摩爾定律的速度更新換代，從2014年到2016年，陸續推出瞭12款處理器產品，而且麒麟960處理器已經完全趕上瞭主流芯片水平。基本完成瞭技術追趕。

五、麒麟芯片開始引領潮流，但也有明顯的短板

到2017年的麒麟970處理器，已經開始引領芯片潮流瞭。麒麟芯片融入瞭人工智能模塊，通過人工智能技術改進芯片的使用性能。這樣的技術後來被高通等其他芯片廠商陸續學習。再到麒麟9000則直接成瞭全球第一款使用5nm工藝的高端5G芯片。從學習到引領，華為真正實現瞭超越。

由於華為公司在通訊領域的領先地位，引起瞭大國的猜忌，更采取瞭一系列打壓措施。同時，由於華為海思的深厚底蘊，徹底破壞瞭第一波制裁效果。麒麟芯片更是中國第一款從跟跑到領跑的芯片，以前人傢可以從容地保持技術領先兩代以上的地位。每當我們進步一代，人傢就可以放出低價的同代技術進行擠壓。可是華為麒麟一不小心變成瞭最領先的地位，原有的措施已經不好使瞭。

於是，在第一波限制沒有成功之後，出臺瞭更加嚴格、甚至以前從來沒有對一個公司采取的措施。隻要是使用美國技術的公司，就不能給華為提供服務。這樣不僅臺積電、三星不能給華為生產芯片，就連中芯國際也不行！於是，這次制裁凸顯瞭華為芯片，甚至是國內芯片產品的一些短板。

華為芯片，第一個短板，就像前面說的，它的CPU和GPU都是購買別人設計好的方案，並非自己設計的。這就意味著可能被人傢卡脖子，隻要人傢停止後續更新版本的授權，華為就很被動。相對來說，高通和蘋果的芯片，則是在ARM指令集架構的基礎上自己設計的芯片方案，具有完全的自主權，不容易受制於人，也更容易根據自己的需求進行深度設計。

第二個短板是眾所周知的生產短板，當臺積電不能接收華為訂單的時候，麒麟芯片就面臨著無法繼續生產的尷尬境地，就算能設計出來更先進的芯片，也沒有公司能給華為生產，這就非常痛苦瞭。

六、未來的方向

不管怎樣，華為芯片都是國內芯片行業的典范，從研發策略到銷售策略，再到迭代策略，都值得國內同行學習，也打破瞭後進者難以領先的魔咒，給後來者點亮瞭一盞明燈。眼下可以深入改進的就是自有CPU的研發，像龍芯、高通、蘋果一樣，真正自己設計內核，而不再使用別人的現成方案。

眼下來說，海思暫時不能把圖紙送去生產，恰好可以集中精力研發完全獨立的CPU和GPU。也許這就是華為正在執行的長遠戰略，隻是還沒有拿出產品而已，畢竟華為和高通一樣也是拿到瞭ARM指令集永久授權的。有一天，我們查看麒麟芯片介紹的時候，CPU內核不再是ARM提供的某個最新版本，而是像巴龍一樣的自有品牌，那就說明華為的自主化研發成功瞭。

我們期待，有一天華為能帶動國內的芯片行業一起，形成從芯片設計、到配套技術和設備研發、再到芯片生產的全高端產業鏈，徹底打破芯片被卡脖子的困局。為中華之崛起攻克最難的一塊技術短板。

您覺得華為麒麟芯片的兩大短板多長時間能夠克服呢？近期有可能被解禁嗎？