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麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

麒麟芯能挺多久?在美国的打压下,你是不是也在担心华为的麒麟芯片?一起来了解一下华为麒麟芯吧! 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的? 2004年4月华为海思半导体公司成立,华为走上了自主研发芯片的道路。 2…

麒麟芯能挺多久?在美国的打压下,你是不是也在担心华为的麒麟芯片?一起来了解一下华为麒麟芯吧!

麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

麒麟芯片是如何一步步发展壮大的?

2004年4月华为海思半导体公司成立,华为走上了自主研发芯片的道路。

2009年,华为海思发布K3V1,这是麒麟芯片的前身,也是第一款麒麟芯片,该芯片采用了110nm工艺制程,而竞争对手已经达到了55nm工艺,甚至45nm工艺。由于工艺过差、性能太低,市场并不认可,就连华为自己也不愿意使用,K3V1宣布失败。

2013年,华为K3V2芯片,搭载在D1手机上,这款芯片相比上一代K3V1,有了很大的进步。

搭载海思K3V2的华为D1,一经发布就引起业界的强烈关注,海思K3V2也跻身顶级智能手机处理器行列。K3V2号称是当时最小的四核A9架构处理器,性能上与当时的三星猎户座Exynos4412相当,尽管存在一些发热和GPU兼容问题,但仍不失为是一款成功的芯片,代表着华为在手机芯片市场技术突破。

随后这款芯片应用在了旗舰手机P2、和Mate1上。

2014年,麒麟芯片正式登场

麒麟910是华为首款以“麒麟”为名的芯片,该芯片工艺制程为28nm;CPU采用了4核Cortex-A9架构,主频达到1.6GHz;GPU采用了Mali-450MP4系列。同时麒麟910首次集成了华为自研的巴龙710基带,也就是这款芯片支持4G网络,麒麟910也是全球首款四核SoC芯片。

麒麟910同样应用在了华为旗舰系列P6S和Mate2上。

里程碑芯片—麒麟920麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

真正让华为的手机芯片走向成熟的是麒麟920芯片。

2014年6月麒麟920正式发布,采用了28nm工艺制程,CPU为4×A151.7GHz+4×A71.3GHz,GPU为Mali-T628MP4,集成了音频芯片、视频芯片、ISP,集成华为自研的巴龙720基带,可支持TD-LTE/LTEFDD/TD-SCDMA/WCDMA/GSM共5种制式,300M峰值极速下载。

而首次搭载麒麟920的荣耀6成为全球第一款支持LTECat.6的手机,荣耀6在各跑分软件上数据为第一名,使海思麒麟芯片第一次超越了高通骁龙芯片。

也是从麒麟920开始,麒麟芯片真正开始成熟了,成为了芯片界最大的“黑马”。

随后华为海思陆续发布了麒麟925、麒麟928、麒麟930、麒麟935、麒麟659、麒麟950、麒麟960、麒麟970、麒麟710、麒麟980、麒麟985、麒麟990、麒麟9000芯片。

而搭载着麒麟芯片的华为手机销量也水涨船高,从2014年的7500万部,增长到2019年的2.4亿部,超越了苹果手机的1.9亿台。也正因如此,华为受到了美国的打压。

2020年华为全年销售收入8914亿元,其中,消费者业务总体达到了4289亿元,可以说华为手机业务占了很大比例,麒麟芯片更是功不可没。

麒麟芯片的自主成分有多少?是否值得华为继续坚守。麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

目前的手机芯片准确地说应该叫SOC。因为它不仅仅是一个处理器、一个芯片那么简单了,麒麟芯片也叫麒麟Soc

麒麟芯片准确地说是麒麟Soc,SoC是systemonchip的缩写,中文翻译就是系统在芯片上,片上系统。一般来说,SoC要有进行数据处理的CPU,进行图形处理的GPU,进行图像处理的ISP,进行通讯的基带,音频处理的DSP等等,将这些东西封装在一块芯片上,就是SoC。

诸多元器件集成在一起,构成一个整体。保证各个元器件之间能够协调、稳定地运行,这样的设计技术也不是随随便便就能做到的。

一起来看一看麒麟芯片的自主程度如何?

·CPU架构采用了ARM的v8架构,ARM公版指令集,核心一直都是ARMCorterA系列核心,自研只有一小部分;

·GPU同样采用了ARM的MailG系列架构;

·NPU自麒麟990开始采用了华为自研达芬奇架构,早期采用了寒武纪的NPU;

·基带采用了华为自研的巴龙5G基带;

·DSP芯片华为自主研发

·主射频芯片华为自主研发

·DDR采用了国内长江存储,华为研发了存储管理系统;

尽管CPU和GPU采用了ARM的架构,但是华为麒麟芯片仍然称得上自主研发。

很多人会认为,CPU和GPU都用的ARM的,能算自主吗?但是,大家要明白世界上没有哪一家公司能够做到CPU、GPU、基带三大件全部自研的,就连高通和苹果也不能。

衡量一个手机SoC设计公司的实力,要分三部分来看。AP设计能力、BP设计能力、整合能力。

AP(CPU)设计能力麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

苹果第一,因为苹果在2008年4月23日,花费了2.78亿美元,并购了PASemi,该公司专注开发高效能Power处理器,之后重组了处理器研发团队,并在2012年9月发布的iPhone5上搭载了自研的A6处理器。

高通第二,高通是在RAM公版A73,A75上进行修改,并号称“魔改”。

华为最弱,华为的麒麟芯是直接拿来公版设计好的直接用。

BP(基带)设计能力

华为高通旗鼓相当,华为的巴龙5000,高通的X55都是世界上数一数二的基带,而苹果没有基带,只能外挂高通的基带。

整合能力

华为最强,早在麒麟990时,华为已经将5G基带集成了,麒麟9000是世界首款5nm5GSoc。

高通次之,高通有处理器,有基带,但是至今仍然没有把5G基带集成到处理器中。

苹果最弱,基带都没有,拿什么集成呢?

可以看出,华为的麒麟芯片绝对称得上是自研,性能也达到了世界前三的水平,因此麒麟芯片绝对值得华为继续坚守,继续发展。

麒麟芯片的三大“痛点”麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

我们知道麒麟芯片因为代工问题,导致华为无“芯”可用,其实除了代工外还有两个问题,同样需要华为解决,否则即便解决了代工问题,麒麟芯片仍无法使用。

1、芯片设计软件

芯片设计必须要用EDA软件。

EDA软件是设计电子芯片,电路板必需的软件,覆盖了IC设计、布线、验证和仿真等所有方面,是IC设计,电路板设计最上游、最高端的产业,目前没有其他软件工具可以替代。

世界三大EDA软件公司有两家是美国公司,另外一家也和美国有着千丝万缕的联系。

·美国的Synopsys(新思科技),技术最全面,优势在于数字前端、数字后端和PTsignoff。

·美国的Cadence(楷登电子),优势在模拟或混合信号的定制化电路和版图设计,PCB相对也较强,但是Signoff的工具偏弱。

·西门子旗下的MentorGraphics(明导国际),优势在在Calibresignoff和DFT,后端布局布线和PCB也有优势,但在集成度上偏弱。

国内EDA软件现状三大EDA公司占了95%份额,国产仅占5%,而且国产EDA软件和先进工艺的结合不好,对先进工艺的芯片支持不够。

为了设计一款近似完美的芯片,往往需要三家公司的软件,取长补短,相互结合。华为也不例外,因此如果美国卡住EDA软件,那么华为连设计芯片的能力也要失去了。

2、ARM架构麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

ARM架构,也可以称为ARM指令集,所谓指令集就是一整套底层指令的统称。分为RISC(简单指令集)和CISC(复杂指令集),相比较而言简单指令集的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少,而复杂指令集的效率比较高,目前市场上基本都在使用ARM的V8架构,V9架构要到年底才会发布。

可以说在手机芯片领域,ARM架构是绝对的王者,X86也曾进军手机芯片领域,最后失败。目前高通、苹果、华为、三星、联发科等都在使用ARM架构,而且谁也离不开ARM架构。即便是号称“魔改”的高通,即便怎么改,也改不了最基础的核心。

ARM授权方式主要有这三种架构授权、内核授权、使用授权。

架构授权是指企业购买了架构级的ARM处理器设计和制造许可,可以从整个架构和指令集方面进行整改,对ARM架构进行大幅度改造,甚至可以对ARM指令集进行扩展或缩减,以便达到更高性能、更低功耗或更低成本等不同目的。

内核授权内核授权则是指用户可以将其所购买的ARM核心应用到其自行设计的芯片中,但不得对其购买的ARM核心本身进行修改。

使用授权拥有使用授权的用户只能购买已经封装好的ARM处理器核心,而如果想要实现更多功能和特性,则只能通过增加封装之外的DSP核心的形式来实现。

目前华为已经购买了ARMV8架构的永久权限,也就是华为可以从整个架构和指令集方面进行整改,也可以对ARM指令集进行扩展或缩减。

自研架构绝非一朝一夕的事情。麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

国产架构与ARM架构除了技术上有很大差距外,生态上同样具有差距,即便是实力如高通,在自研架构上也没有成功,因为几代研发还不如ARM的公版。苹果的自研架构虽然在性能上超越了ARM的公版,但是芯片面积和成本都居高不下。

而最近传闻的ARMV9架构要年底才会推出,商用也需要一段时间。不过近日市场上也传来了好消息。

在华为授权问题上,ARM强调“ARM既有源于美国的IP,也有非源于美国的IP。经过全面的审查,ARM确定其Armv9架构不受美国出口管理条例(EAR)的约束。ARM已将此通知美国政府相关部门,我们将继续遵守美国商务部针对华为及其附属公司海思的指导方针。”

虽然国产自研架构上,与ARM差距巨大,但是目前华为仍然可以使用ARM的架构。

3、芯片制造麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

芯片制造就是不断地挑战物理极限,不断提高精密度,再加上200种特殊设备,几千道制作工序,绝对称得上是人类的极限工作。

芯片的制作流程主要包括清洗、预烘、涂胶、前烘、对准、曝光、显影、竖膜、刻蚀、去胶。

而这些流程绝对不是一遍就能完成的,需要反复的,多次的制造,目前上百亿的晶体管数量就要经过近5000道工序,任何一道工序出现问题,都有可能造成这批芯片报废。

而华为尚未涉足芯片制造领域,麒麟芯片也是依靠代工完成的,台积电和三星明确表示不会给华为代工芯片,因此从2020年9月起,麒麟芯片再没制造出一颗。

国内芯片制造龙头,中芯国际目前的工艺水平在28nm制程,麒麟芯需要5nm、7nm工艺,因此即便中芯国际有心为华为代工芯片,恐怕也是能力不够。

造成这样的局面就是缺少关键设备—EUV光刻机麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

AMSL生产的EUV光刻机,可以称为人类科技的巅峰之作,目前这款光刻机和零部件对中国大陆禁售。

芯片制造所需的材料也大量依赖进口,有的材料如光刻胶需全部进口。国内半导体材料产业总体规模偏小、技术水平偏低,国产材料的销售规模占全球比重不到5%,与发达国家相比仍存在较大差距。

2020年10月4日晚间,中芯国际发布公告称美国BIS已根据美国出口管制条例EAR744.21(b),向中芯国际的部分供货商发出信函,对于向中芯国际出口的部分美国设备、配件及原物料,会受到美国出口管制规定的进一步限制,须事前申请出口许可证后,才能向中芯国际继续供货。

中国芯片制造唯一的希望“中芯国际”,目前也受到了美国的限制。

可以说麒麟芯片最大难点依然在制造上。

华为对麒麟芯片的态度麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

2021年4月13日,第18届全球分析师大会上,华为轮值董事长徐直军表示海思在华为是芯片设计部门,不是盈利的公司,对它没有盈利的诉求。现在是养着这支队伍,继续向前,只要我们养得起。这支队伍可以不断研究、开发,为未来做准备。

可以看出,麒麟芯片对华为是很重要的,华为也明确表示,只要养得起就会一直支持海思芯片设计公司。

那么华为养得起海思吗?一起来看看!

养不养得起,就看资金如何?先来看一组数据

华为2018年销售的总收入为7212亿元人民币,净利润为593亿元人民币,研发投入1015亿元人民币。

华为2019年销售的总收入为8588亿元人民币,净利润为627亿元人民币,研发投入1317亿元人民币。

华为2020年销售的总收入为8914亿元人民币,净利润为646亿元人民币,研发投入1419亿元人民币。

华为研发投入不断地加大,这需要持续的庞大的资金来支撑,那么华为的资金足够吗?

发行债券

2019年华为发行30亿债券,用于补充公司本部及下属子公司营运资金,票面利息为3.48%,需持有3年时间,随后当年还发行了第二次债券。

2021年开年以来,华为已两次出手发债,募集资金补充公司及子公司的营运资金。1月29日发行第一期40亿中期票据后,3月3日,中国货币网披露,华为发行今年第二只中期票据,40亿元,期限为3年,发行日期3月3日至4日。

而事实上华为在海外发行的债券更多,仅2015年至2017年,3年期间就在海外发行了45亿美元的债券,约合人民币300亿。

出售子公司麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

2020年11月17日,华为官宣出售荣耀100%股权。华为在声明中称,交割后的荣耀,华为不占有任何股份,也不参与经营管理与决策。

有媒体报道称,此次的交易作价约1000亿元人民币,但也有媒体称,交易价格或超过2000亿元。

征收专利费

2021年3月16日,华为宣布以上限2.5美元的价格收取5G的专利费。

根据Gartner的预测表明,2021年智能手机的发货量将达到15.35亿部,而这些手机基本都是5G手机,按照最高的价格2.5美元计算,华为能收的专利费最大值在每年37.5亿美元左右。

进军新能源汽车领域

2019年的5月29日,由华为总裁任正非签署文件,正式宣告华为的智能汽车解决方案BU(业务部门)正式成立。

华为在汽车领域的布局有HiCar平台、自动驾驶、车联网、电池。

华为并不生产车,它将操控平台、自动驾驶、车联网、石墨烯电池等技术完美地结合起来,和车企一起打造更加出色的智能汽车,让汽车成为行走的电脑。

华为不再闷头自研了,看到了新的机会就上,显然,在压力之下,华为的战略更灵活了!

华为多管齐下,战略灵活,加上强大的研发实力,绝对有能力支持海思和麒麟芯片继续发展下去。

问答总结麒麟芯片还能挺多久 麒麟芯片是如何一步步发展壮大的

麒麟芯片是国产手机芯片的顶峰,是华为手机热销的卖点,无论是性能,还是自主程度,都是国产芯片的骄傲。

虽然目前华为受到美国的打压,导致麒麟芯片无法代工,但是根据华为的战略部署,华为在资金方面仍然是充足的,因此海思仍然会继续发展,继续前进,麒麟芯片也一样会继续走下去。

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