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Mate 40的绝响:复盘海思造芯史

2020-11-02 09:06:30

本文经公众号远川研究所(ID:canjingyanjiu)授权发布,未经授权,不得转载。

作者:陈畅/周哲浩/王仰靖

支持:远川研究所科技组

历经美国施压,台积电紧急代工,华为包机运送,麒麟9000终于伴随着华为Mate 40一同亮相。这是华为史上最强的手机芯片,也是华为的第一款5nm制程手机芯片,也很可能成为华为手机的最后一款自研芯片。

伴随华为消费者业务在全球攻城略地,肩负华为高端芯片设计研发重任的海思也声名鹊起,麒麟系列芯片也一度成为中国半导体产业的明珠。但随着美国政府的一步步施压,国内芯片制造关键环节的短板又暴露无遗。

这不是华为第一次遭遇政治施压。早在十年前,思科CEO钱伯斯便评价说:“25年以前我就知道我们最强的对手会来自中国,现在来说就是华为[1]。”有意思的是,华为有中国政府财政支持”的论调便来自钱伯斯在欧洲某场峰会上的演讲。

2003年,因思科诉讼,华为核心路由网络设备等业务被禁入美国市场;2007年,华为欲收购3com,被美国阻止;2010,华为向加州的3Leaf伸出特定资产收购橄榄枝,美国在此出手阻拦。

在奥巴马时代,华为就曾遭遇美国政府调查,我们熟悉的反华急先锋马尔科·卢比奥便是重要推手之一。

特朗普上台前,华为依然可以在欧洲和拉美站稳脚跟。但这次的不同在于,从前只是“不让华为卖进来”,如今却已经“不让华为造出来”,用最艰难时刻来概括华为的当下,确实不算过分。

而脱胎于华为基础研究部的海思,已然从那个做机顶盒芯片、视频芯片的边缘角色,成长为了半导体领域举足轻重的力量。复盘海思的崛起,也是观察华为的辉煌与困境的一个切面。

从边缘到中心

1993年年初,为了纪念华为“活了下来”,任正非特意到香港定制了100枚金牌,奖励给了在公司困难时刻不离不弃的100名优秀员工。

一年还没过,华为再次面临危机。在深圳南油深意工业大厦五楼的窗边,49岁的任正非对着一屋子的工程师说了这样一句话:“新产品研发不成功,你们可以换个工作,我只能从这里跳下去了!”

任正非说的新产品,指的是C&C08局用交换机。华为在用户交换机上取得了突破后,把目光移到了局用交换机上。不过,事情没有想象的那么简单。JK1000一出来就惨遭失败。到了C&C08,华为的情况已经不容乐观。

银行不给贷款,任正非只能靠高利贷,甚至还放话:如果谁能拉来一千万贷款,一年不用上班,工资照发。

好在C&C08后来大获成功,而它也开启了华为的芯片时代——为了C&C08用上自家研发的芯片,华为在1991年成立了华为集成电路设计中心。任正非从距离华为不远的港资企业亿利达挖来了徐文伟负责芯片研究。

关于这次挖人,有一个不怎么流传的故事——亿利达方面不是很乐意,徐文伟还遇到了点麻烦。

1991年,华为有了第一颗自有知识产权的ASIC芯片。两年后,华为第一颗通过自己的EDA设计的ASIC芯片问世。

2004年,华为将ASIC设计中心独立出来,成立全资子公司海思半导体,也就是“小海思”,负责此前大获成功的芯片外销业务。系统芯片的研发以及公共平台仍然保留在华为之下,负责高端芯片的攻坚,一般称之为“大海思”。

海思成立初期,任正非定了两个目标,分别是招聘2000人和三年内外销达到40亿元。第一个目标很快达成,第二个却遥遥无期。海思起初做过SIM卡芯片,立项时市场上一片十美元,做出来时则已经跌倒一元了——颇有“大哥走私BB机蹲监狱15年,出来时已一文不值”的感觉。

转机出现在2006年的TAIPEI COMPUTEX展会,海思在那里推出了H.264视频编解码芯片Hi3510。

当时,安防巨头大华正在开发第二代DVR,但市面上很少有支持H.264的芯片。于是,双方展开了合作,大华与海思一纸20万片H.264视频编码芯片的合同让海思尝到了甜头。

三年后,海思再接再厉推出了SoC(系统芯片),优化成本的同时超越了同行的研发速度,从而吸引到了海康威视的注意。

海思打开机顶盒芯片市场的过程,则应了一句老话——机会只垂青有准备的人。

海思的机顶盒芯片2007年流片成功,奈何谁也不信任这个新手的产品,甚至自家兄弟华为的DVB(广电数字电视)机顶盒也不原因为它买单。

一年后,广西电信与华为的10万机顶盒大单因为芯片方案提供商"博通"难以在短时间内备货而停滞,海思芯临危受命,解了燃眉之急,也在机顶盒芯片市场站稳了脚跟。

华为决定在手机行业亲自上阵,本来应当正是海思大展拳脚的好机会。没想到海思却在最应该表现的时候掉了链子。

2009年,华为推出了第一代手机芯片K3V1。它的制程可以说是在发布之时就已经落后了。如果说后来的K3V2是让华为海思被骂得最惨的芯片,那么K3V1连被骂的资格都没有,搭配它的Huawei C8300也是无人问津的存在。

三年后,海思决定再赌一把,它抢在德州仪器和高通的前头,发布了被称为“全球最小的四核A9架构处理器”的第二代手机芯片——K3V2。华为关于K3V2的宣传片在当时是这么介绍它的:全球顶级四核处理器、高性能与低能耗的完美结合。

可惜后来的事情朝着相反的方向发展:K3V2的灾难性设计导致搭配它的手机——从Mate1、Ascend P2到P6和D2——一起遭到用户的抱怨和不满。

如今,去B站上考古宣传片的用户还会用弹幕吐槽:是四颗火球吧。

从手机到芯片

2002年是国内手机市场全面大爆发的一年。那一年,中兴手机从濒临卖掉一跃成为其三大战略业务之一,前前后后赚了100多亿元。

与此同时,爱立信、诺基亚、松下等外资品牌凭借着跟中国移动的合作大赚特赚。一个松下GD88彩信手机都能卖到8000多块,一机难求[1]。

华为几乎是唯一一个缺席的人。任正非一直觉得“做手机”是跟“搞地产”一样的不务正业,甚至于当年员工提议尽快立项手机项目时,反而招致任正非拍桌暴怒,“华为公司不做手机这个事,已早有定论,谁再胡说,谁下岗!”

不过,随着手机市场打开,加上各路员工的各式旁敲侧击下,习惯以“批评与自我批评”做思考的任正非,总算同意召开一次关于手机终端的立项讨论。

一番讨论之后,任正非对负责财务工作的纪平说:“纪平,拿出十亿来做手机。”然后又对房间里其他人说:“做手机跟做系统设备不一样,做法和打法都不同,华为公司要专门成立独立的终端公司做手机,独立运作!你们几位筹划一下怎么搞[2]。”

2003年11月,华为终端公司正式成立。在此后的近6年时间里,华为手机业务主要是给运营商做贴牌机,只能勉强称之为初创阶段。而做贴牌机又苦又累还不赚钱,手机一度沦为边缘业务行列。

此时,摆在华为手机面前的就两条路:要么出售,要么彻底转型。

紧接着,iPhone的爆发彻底改变了华为的思路,苹果带来的改变不仅给华为的通信业务带来爆发式增长,也坚定了任正非做手机手机的决心。

2010年12月,华为手机召开了高级座谈会,在会上,任正非将手机业务升级为公司三大业务板块之一,把产品重心从低端贴牌机,转向以消费者为中心的高端自主品牌,并豪言要做到世界第一[4]。

从2B转向2C,难度可想而知。在追求机身超薄的Ascend P1、搭载自研芯片k3v2的发热机Ascent D1相继遭受市场毒打以后,华为开始真正从工程师式的直男思维转向消费者思维:用美替代工业参数。

华为Ascend P1

负责手机业务的余承东,倾注全部资源孤注一掷,压在一款产品上:华为P6。在产品工艺和质量上,研发人员投入近千人,光是金属电池盖,华为供应商就整整试制了100万片最终才敢量产[4]。

在品牌建设上,华为挖来了三星中国区品牌部的老大杨柘,广告语升级成“美是一种态度”、“似水流年”,迅速转变品牌形象。

P6定价2688元,突破中端价位,最终销量达到400万台,而此华为手机最佳成绩是100万台,P6大获成功。经此一役,华为才真正在手机市场有了一方立足之地。

然而,在P6的成功背后,华为在手机业务的冲锋上还有一个更广为人诟病的痛点——海思的那颗K3V2芯片。

2012年的D系列开始,P系列、Mate系列均是搭载海思K3V2芯片,一直到了P6,连余承东都动摇了,任正非还是坚持要用。上研所的老人提起P6,都忍不住吐槽。芯片K3V2性能差,手机最终量产之后反复复出问题,直到上市也没解决。研发人员苦不堪言。

此时,消费者对K3V2的厌恶也达到了极点,网友写了一副对联调侃余承东:“海思恒久远,一颗(K3V2)永流传”。那问题来了,为什么任正非坚持要用垃圾K3V2?

任正非的原则是“自己的狗食自己先吃”——消费芯片一定要在真实场景中不断运用,才能暴露问题,只有找到了问题,才能有针对性的下药修正。

如果没有华为手机,海思芯片就无法成长起来。这是华为相较于其他手机厂商的机遇,同时也蕴含巨大的市场风险:错过攻城略地的窗口期,丢失用户。

华为基本法第二十三则:我们坚持“压强原则”,在成功关键因素和选定的战略生长点上,以超过主要竞争对手的强度配置资源,要么不做,要做,就极大地集中人力、物力和财力,实现重点突破。

海思芯片在任正非心中,是华为手机的长远战略投资,一定要集中强攻,直至拿下上甘岭。

从麒麟到麒麟+N

2019年5月17日,海思总裁何庭波发了一封公开信,回应华为被列入美国商务部工业和安全局(BIS)的实体名单。

何庭波在信中说,华为早就预料到有一天美国会为难华为,而海思的存在就是未雨绸缪:“为了这个以为永远不会发生的假设,数千海思儿女,走上了科技史上最为悲壮的长征,为公司的生存打造‘备胎’”。

“这些努力,已经连成一片,挽狂澜于既倒,确保了公司大部分产品的战略安全,大部分产品的连续供应!今天,这个至暗的日子,是每一位海思的平凡儿女成为时代英雄的日子!”

正如何庭波所言,海思已经在各方面都有所布局,为的就是预防自家的终端产品在未来被某一方面的芯片技术“卡住脖子”。在这其中,海思为麒麟芯片倾注了最大的心血。

2013年,华为P6 S搭载全新的麒麟910芯片亮相;2014年5月,P7搭载麒麟910T发布;直到2014年9月,搭载麒麟925的mate 7问世,成为决定华为手机业务命运的分水岭。

彼时,在苹果、三星两强相争,尚没有一家国产手机敢叫价上3000的市场中,mate 7决定挑战高端市场。

然而,在mate 7中国区各代表处动员会上,产品经理喊出120万台销售目标,台下却只有一篇沉寂,大家纷纷不看好,华为国内最大代表处同事上台认领销售指标时,伸出了一根手指,只喊出“1万台”[5]。

结果是,mate 7仅上市一周,各个地区就相继售罄要求补货,最后全球销量一举突破700万台,华为在高端机市场中拿下了独属自己的话语权。

除此之外,2016年4月,搭载麒麟955的华为P9通过与徕卡合作,开始主推拍照功能,为了实现双镜头的流畅体验,麒麟955芯片中特意引入了全新的图像信号处理芯片,主打拍照的华为P系列开始出圈。

一直迭代到华为P30的麒麟980芯片,已经能够pk行业老大高通的骁龙855,从万年被骂的垃圾到跻身世界一流芯片行列,海思最终做到了任正非的期许:一定要站起来,减少对美国的依赖。

2018年8月,华为发布麒麟980芯片

而麒麟芯片的成功,离不开基带芯片的配合,在这一块业务上,海思打造的巴龙(Balong)芯片已是深耕多年。

2007年到2010年,海思与华为密切配合,在市场还处在3G时代时就开始了紧锣密鼓的4G LTE研发布局。

终于,2010年年初,华为推出了由海思研制的业界首款支持TD-LTE的终端芯片“巴龙700”,支持LTE FDD和TD-LTE双模。首次流片成功的当天,上海研究所一片欢腾。

更重要的是,巴龙打破了高通对基带芯片市场的垄断,并且通过与麒麟芯片的配合,进一步提高自研能力。

此后,海思再接再厉,2012年发布整合于麒麟910的基带芯片巴龙710,以领先高通、联发科一年的速度实现了150Mbps的下行速率;一年后,巴龙720问世,下行速率翻番;2015年巴龙750发布,速率再次翻倍,并超过了“市场一霸”高通的同期产品MDM9x45。

2018年后,海思发布产品的频率明显高了起来。

先是华为发布自研海思“凌霄”系列芯片,定位“家庭高速智能互联”,用在多款路由器产品上。一年后,“鲲鹏920”服务器芯片,将网络、存储、主控芯片及CPU四大结构集于单一封装。

紧跟着,全球首款5G基站核心芯片——“天罡”也新鲜出炉。运用该芯片,基站尺寸缩小超50%,重量减轻23%,安装时间只需标准4G基站的一半。

2020年9月亮相的“昇腾910”,号称是“算力最强”的AI处理器。华为轮值董事长徐直军称昇腾910对标的是谷歌和英伟达的AI算力芯片。从他在发布会后接受采访的一番话,人们也能感觉出华为对海思的厚望。

他在发布会后的采访中把海思成功的原因归于了华为的敢投入:“去年财报发布,有些声音说华为没腾讯、阿里赚得多,但任总(任正非)批评我们还是挣得多了,说明战略投入不够,还要各种写检讨。”

麒麟、昇腾、鲲鹏、巴龙、天罡、凌霄、鸿鹄... ... 海思的“国风芯片家族”以平均半年一更新的速度日益扩大,与华为的全产品线相辅相成。

十几年如一日,海思始终坚持着“当年誓言”:死守华为,哪里缺“芯”补哪里。

尾声

任正非对华为的芯片研发的重要性曾有一个恰到好处的表述,“攻城时,队伍是纵向布置的,攻城的部队,集中撕开一个口子,然后,两个主力就从口子进去,向两边扩展。进而又进去四个师,向纵深,向两侧扩大战果。”

芯片业务对华为而言,就是强攻市场、集中力量突破市场的重要尖锐部队。芯片技术取得突破时,其他各产品线也能取得规模性市场胜利的成果。

在8月的中国信息化百人会 2020 年峰会上,余承东遗憾地说,“华为开拓了十几年,从严重落后到有点落后再到赶上来领先,这是一个艰难的过程,是我们非常大的损失。”

但华为并没有放弃芯片的研发,余承东呼吁国内半导体产业链加强合作,探索出在美国施压之下生产制造半导体产品的方法。

任正非此前密集走访四家高校,数次谈及基础科研的重要性,似乎也有为华为下一步的布局积累人才的意味。

稍微复盘商业史就会发现:许多成功翻盘的公司,不是在领先者的地盘上硬打硬抗,而是先默默积累技术,保存火种,熬过寒冬,在新的技术路线上实现突破,推翻既得利益者。

华为当年的造芯,并不是一时兴起,更不是异想天开,而是一次慎重的未雨绸缪。华为如今一面埋头产业链布局,一面依托鸿蒙在AloT领域做生态,自然也非追求眼前的速胜。而是留在牌桌,积累实力,等待突破机遇的到来。

对于华为来说,除了胜利,也没有什么别的选择。

全文完。感谢您的耐心阅读。

参考资料:

[1] 原华为员工15年前提议做华为手机 任正非曾大怒,上观.

[2] 华为手机往事:一个硬核直男的崛起故事,饭统戴老板.

[3] 深圳制造:历史进程中的华为和富士康,饭统戴老板.

[4] 华为终端战略,芮斌,熊玥伽.

[5] 华为终端的六年七个故事,每日科技.