姓名:王惠元;学号:17040520055;学院:机电工程学院
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【嵌牛导读】华为在芯片研发的这几十年来并不是一帆风顺,过程中经历了无数次困难,但是华为却锲而不舍,汇集力量,才有今天的成果。
【嵌牛鼻子】华为芯片,海思K3V3
【嵌牛提问】华为在芯片研究上取得了哪些成果?是怎么取得这些成果的?
【嵌牛正文】
一、基础研究部
90年代初期,国内的交换机市场被“七国八制”占领,型号品种更是五花八门。如何差异化地将C&C08做成拳头产品,是摆在所有参研人员面前的首要问题。
C&C08A原型机采用通用器件来实现数字交换,一个功能就需要一个机柜来实现,看起来傻大黑粗。从瘦身和降成本的角度,大家都把目光投到了“小低轻”的芯片研发上来。
工欲善其事,必先利其器。尽管总想着跳楼,但在技术投入上任老板从不含糊。在一屁股债的情况下,他仍咬着牙东拼西凑了十几万美元,从国外买来一套EDA设计软件,支持芯片研发。有了自己的EDA工具,由从908工程无锡华晶挖来的李征负责,经过夜以继日的开发和验证,具有2K*2K无阻塞交换功能的专用集成电路(ASIC)当年就问世了。这颗拇指大小的芯片,被命名为SD509。
SD509并不是华为自研的第一款芯片。早在1991年,任正非就从隔壁的亿利达挖来了硬件工程师徐文伟(大徐),由他组建了华为的集成电路设计中心。在大徐的主持下,叶青等人反向开发了一款数字芯片SD502,这是华为芯片研发的发端。
功夫不负有心人,C&C08在1993年年中研发成功,采用SD509的A型机更加紧凑美观,更凭借同类产品一半的价格迅速进入农村市场。随后,华为乘胜追击,研发了万门C型机,并在1994年成功开局,实现了对市话的突破。华为的业务开始从农村进入城市。
C&C08是华为研发的里程碑,自研芯片在其中起到了重要作用,华为也因此实现了跨越式发展。1994年,C&C08销售达到8亿元,1995年达到15亿元,到2003年,累计销售额达到千亿元,成为全球销售量最大的交换机机型。
然而,企业一大,问题就多,尤其是在草莽时期的华为。并行开展的多个项目缺乏统一管理,版本混乱。研发力量分散,资源重复浪费,没法形成合力。一段时间,“救火队员”甚至比项目经理还受欢迎。
1995年3月,华为的“二号首长”——总工郑宝用意识到这个问题,把各业务部抽象出来,成立了中央研究部,开始研发的规模化、集中化管理。中研部下设无线、交换机、智能等业务部,其中的基础研究部主要负责华为的芯片研发。
此后,华为的研发力量分配和管理更加合理,实力大大增强。而基础研究部也伴随着华为的腾飞进入发展快车道。仅过了三年,芯片设计工程师就超过300多名,成为当时国内最大的芯片设计公司。仅几年时间里,由徐文伟、李征、叶青等人带领,先后研发了包括模拟电路SA系列、数字电路SD系列、厚膜电路SD系列等的数十种芯片,涵盖程控交换机、光传输及WCDMA基站等多项核心技术。
自己设计芯片带来的最直接好处就是成本大大降低,每片成本基本能控制在15美元以下,如果直接采购国外厂商的芯片组则成本超过100美元甚至200美元。凭借巨大的成本优势和多年的技术积累,华为成功打破国外垄断,开始逐步统一种国内交换机市场“七国八制”的乱象。
二、海思和K3V1
经过了近十年的高速发展,到了2000年,华为已经是国内通信设备的老大。销售额猛增至220亿元,超过中兴一倍多。但是兴衰和沉浮总是交替出现,十年前任老板给大家画的三分天下的大饼还远没有实现,华为就再次陷入了新的危机中。
2001年到2002年,任正非在小灵通和CDMA的判断上出现战略失误,让UT斯达康和中兴发了大财。而此时华为的心思都在围剿旧将李一男的港湾科技上,营收首次出现负增长。任正非后来回忆这段时间时说:“华为处在内外交困、濒于崩溃的边缘……华为是十分虚弱的,面临着很大压力”。
好在墙里开花墙外香。华为下重注的GSM和3G业务在海外获得井喷式增长。华为决策层也快速纠偏,2003年,迅速集中研发力量切入小灵通领域,使得小灵通的价格骤降85%,UT斯达康和中兴的暴利荡然无存。与此同时,华为开始重新拾起任正非曾经强烈反对的手机业务,开始了白牌手机的生产。
从2004年开始,华为逐渐走出冬天,营收开始加速增长。缓过气的华为随即成立了全资子公司海思半导体(英文名HiSilicon,就是Huawei Silicon的缩写),开始更加系统的进行芯片研发。海思独立经营,独立核算,但实际仍归属在华为的大战略框架下。
2006年,看到联发科的Turnkey GSM方案造就了中国的山寨机,华为心动不已。针对已经开展的手机业务需求,海思开始着手研发自己的手机芯片解决方案。三年后,海思推出了第一款手机应用处理器(AP,Application Processor),命名为K3V1。
K3是登山界对喀喇昆仑山布洛阿特峰(Broad Peak)的别称,海拔8051米,是世界第十二高峰。K3与他的兄弟峰K2(乔戈里峰,世界第二高峰)一样,是世界上公认的攀登死亡率最高的山峰之一。作为手机应用处理器的攀登者,K3V1也没有幸免,刚一问世,就阵亡了。
K3V1采用的是110nm工艺,而当时主流芯片已经采用65nm甚至45nm,足足一代多的性能落差。操作系统也是偏门的Windows Mobile。这样的策略性失误导致连采用K3V1的工程机都没有,更别提铺货上市了。
2009年,华为营收1491亿元,超过诺基亚西门子和阿尔卡特朗讯,成为仅次于爱立信的全球第二大电信设备商。任老板吹过的牛迟到了几年,还是实现了。华为的巨大成功,让K3V1的失败显得微不足道。而对海思而言,这结结实实的一巴掌,让所有人都憋了一口气。