深网丨中国芯片突围战,是科技史上最悲壮的长征(3)
由此可见,国内的芯片企业大多着眼于中低端产品,利润很低。尤其是近年来芯片产业迎来发展,不到十年间数量翻了三倍,可以想象有多少同质化的产品。就中低端市场而言,国内的芯片设计企业不但不缺,反而泛滥,销售难度甚于科研。
而据IC insights 2017年报告,全球营收前十的芯片Fabless(设计)公司中,中国占了三席:联发科、海思、紫光。其中,华为旗下的海思半导体,可谓风头最盛。当然,这份名单排除了欧美日韩那些既设计又生产的IDM企业。
来看看芯片设计有多难。首先,企业要确定芯片种类和用途,在此基础上选用恰当的设计架构。架构这个词,非常关键,之后会大量提及;其次,要付出高昂的成本,来购买设计工具EDA软件,它可以辅助电路设计提高效率。遗憾的是,美国的三家EDA企业几乎垄断了全球EDA市场,据称华为海思每年为此付费在千万级别。
海思,原本是一家相当低调的企业,创建之时华为还远没有今天财大气粗。1996年,海思日后的掌门人何庭波才刚念完北邮硕士加入华为。这一年,华为芯片事业起步,为了让团队用上国外的EDA软件,任正非不惜欠下高利贷。
华为的事业成长很快,何庭波也很快被委以重任,开始带团队。直到2004年,在国内市场选错了技术方向的华为,凭借在欧洲市场的优势成功突围。任正非缓了一口气,思考良久后,决定收回“谁再胡说(做手机),谁下岗”的决定。
但任正非也有顾虑,当时的手机芯片基本都是西方的,华为要做手机就得把心脏攥在西方的手上,海思由此诞生。即使是台湾联发科,直到2006年也都还在做一站式手机解决方案turnkey,跑偏在了中国“山寨机王”的路上。
任正非想起了有3G芯片研发的何庭波,把她找来做手机芯片。
华为手机发展有了起色,虽然国内的3G牌照一直卡着不发,但华为跑到了欧洲给运营商做定制手机,勉强立住了脚跟。2009年,好事儿都赶到了一块:国内3G牌照发放、华为有了第一款安卓手机、海思发布了首款应用处理器K3V1。
最后一件好事儿,以惨败收场。K3V1的制程为110nm,远远落后于人,能耗和兼容表现都很差,被自家手机放弃,只有山寨机愿意用它。
海思刚发出第一声啼哭,就被市场教育得体无完肤。
又过了三年,海思用尽全力做出了K3V2,成功的安在了华为D1四核手机上。2012年是四核ARM的爆发年,K3V2是中国大陆首个四核心智能CPU,市场期待很高,但K3V2的能耗问题依旧堪忧,被失望的用户调侃为“暖手宝”。
之后,两年时间海思没有再出新芯片。于是后来的D2手机也用了这款芯片,结局亦是惨淡,D3手机更是胎死腹中。
等于说海思的K3V2芯片,成功拖死了华为的D系列手机,海思众人几乎心灰意冷,K3系列再无续章。
“做得慢没关系、做得不好也没关系,只要有时间,海思总有出头的一天”,喜欢被称作工程师的何庭波,带着海思熬到2014年,八核芯片麒麟系列问世。以麒麟910为始,麒麟系列一扫K3系列的颓势,掀起了一段波澜壮阔的逆袭。
一直到今天的麒麟980,海思气势如虹,制程达到了全球最领先的7nm,性能与功耗的平衡也堪称业界绝佳。
华为海思芯片,再也不是华为手机嫌弃的对象,而是它的一张王牌。何庭波和她的海思,舆情网,不仅是“工程师”,也是“攻城狮”。
手机芯片之难,小米也曾碰过钉子。手机芯片的设计,不同于电脑芯片,要考虑的点甚至更多。因为设计架构归属方的不同,手机芯片的市场竞争激烈程度也远高于电脑芯片。手机芯片,真·不好做。
早年,雷军也曾有过芯片梦,他的愿望是未来能按沙子的价格卖芯片,于是有了“澎湃芯片”系列。
澎湃S1,由小米5C搭载,出道即绝唱。发布会上,雷军哽咽的看向身后的黑色荧幕,“大规模量产的中高端芯片”,几个月后匆忙下架了这款手机。澎湃S1也再没能出现在其他小米手机上。
澎湃S2,雷军不敢再冒进,扎扎实实的烧进去了不少经费。芯片终于设计妥了,拿去让台积电小规模试产了一批流片,发现问题很大需要大改;第二第三次试产流片,无法亮机;第四次试产后推到重来;第五次试产后,“仍在研发,请给小米一点时间”。
此后近一年,澎湃一直杳无音信,直至最近传来团队分拆重组的消息。无数经费也没能换回“量产”这两个字,芯片设计真不是门容易活。
再说点时髦的,最近AI热潮带火了AI芯片,也带火了几个比较相似的词。AI最重要的是算力,也就是处理数据的能力,早先用于AI运算的芯片一般为CPU(中央处理器)。后来人们发现GPU(图像处理器)适合并行计算,可以用来训练深度学习;再后来谷歌打造出了TPU,是一种专为机器学习量身定做的处理器;现在,又有了NPU(嵌入式神经网络处理器)这种加速AI落地的特殊芯片。
其中CPU和NPU都比较有聊头。CPU是所有人都很熟悉的,电脑和手机的大脑。谁都想要一颗更聪明的大脑,同样也想要性能更好的CPU,因此芯片上的电子元器件越多越好,也因此必须要按合理的设计架构来设计电路。
Intel占据先机,提出了x86架构,从此几乎垄断了整个电脑芯片市场。装在电脑里的Intel芯片虽然体积稍大一点,用电多了点,但性能极佳。同期一家叫ARM的企业,提出了一种体积小巧又省电的芯片架构,在PC电脑时代芯片这完全是鸡肋,反倒是性能不足的缺点显得致命。
直至移动互联网时代逼近,商务机和智能机横空出世,体积小巧又耗能低的ARM架构成为首选,几乎垄断了手机芯片。ARM公司并没有像Intel一样,借助架构成为垄断地位的行业霸主是因为,在上世纪末,ARM还没等到真正的春天时,为了继续活下去,决定不再自己做芯片,而是授权给其他公司,赚取授权费。
终端的电脑和手机芯片,就这样对应着X86和ARM两种架构,分别诞生出Intel和高通两大芯片霸主。因为ARM的存在,高通在手机芯片领域达不到Intel在电脑芯片领域的成就,至少华为海思和台湾联发科,也都在手机芯片领域走出了自己的路。
但华为并不仅仅有终端,事实上,作为全球五大通信设备商之首,华为最值得骄傲的产品是自家的基站。想要用上5G,既要看用户的手机能否接入5G网络,还得看运营商的基站能否提供5G网络。
华为作为全球最大的通信设备供应商,又独揽着5G标准的1600多项核心专利,早在今年1月24日就发布了首款5G基站芯片—天罡,同时宣布截至当时已获得30份5G商用合同,其中18份来自欧洲。
而手机芯片,大体分为三块:射频芯片、基带芯片、应用处理器。其中基带芯片才是我们常说的5G芯片的真正作用点,其是把信号编译成即将发射的基带码,或把接受到的基带码译为信号。
目前来看,5G芯片TOP 2的玩家,大概率就是高通和华为。
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