9月6日華為在德國柏林消費(fèi)電子展上，面向全球推出最新一代旗艦芯片麒麟990系列，包括麒麟990和麒麟990 5G兩款芯片。

　　麒麟990 5G的發(fā)布引起輿論和公眾極大關(guān)注，小小芯片，卻是多個行業(yè)第一。它是華為推出的全球首款旗艦5G SoC，是業(yè)內(nèi)最小的5G手機(jī)芯片方案，基于業(yè)界最先進(jìn)的7nm+ EUV工藝制程，首次將5G Modem集成到SoC芯片中;率先支持NSA/SA雙架構(gòu)和TDD/FDD全頻段，充分應(yīng)對不同網(wǎng)絡(luò)、不同組網(wǎng)方式下對手機(jī)芯片的硬件需求，是業(yè)界首個全網(wǎng)通5G SoC。

　　而提到麒麟芯片，就不能不說起它的母公司——頗為神秘的華為海思。華為海思成立于2004年10月，它的前身可以追溯到1991年華為設(shè)立的ASIC設(shè)計中心，專門負(fù)責(zé)設(shè)計“專用集成電路”（Application-specific integrated circuit，ASIC）。海思的英文名是HiSilicon，Silicon是硅片、半導(dǎo)體的意思，而HiSilicon就是海量芯片的意思，我們可以看到海思在半導(dǎo)體行業(yè)深耕的目標(biāo)和決心。

　　如今，海思已經(jīng)掌握了國際一流的IC設(shè)計與驗證技術(shù)，擁有先進(jìn)的EDA設(shè)計平臺、開發(fā)流程和規(guī)范，成功開發(fā)出200多款自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片，申請專利8000多項，成為全球領(lǐng)先的Fabless IC半導(dǎo)體與器件公司。除了手機(jī)SoC芯片之外，海思的芯片與解決方案還覆蓋通信、智能終端、視頻、物聯(lián)網(wǎng)等多個領(lǐng)域，享譽(yù)全球。

　　然而在成立初期，海思卻面臨著很大的壓力，畢竟競爭對手一下子從愛立信、諾基亞等系統(tǒng)公司升級到高通、博通、Marvell等一系列國際芯片巨頭，迎接海思的是技術(shù)困境與資金困境兩座大山。海思是如何一步步打破困境，實現(xiàn)全面崛起的呢？今天，我們深挖麒麟芯片的歷史沿革，來看看一代芯片巨頭的攀登之路。

　　做一顆SoC到底有多難？

　　SoC是System-on-a-Chip的字母簡寫，也就是“片上系統(tǒng)”。通常來說，智能手機(jī)芯片主要由應(yīng)用處理器AP（Application Processor）和基帶處理器BP組成。

　　AP負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)、用戶界面和應(yīng)用程序的處理，主要包括CPU和GPU等，其綜合水平?jīng)Q定了手機(jī)產(chǎn)品的性能邊界。而Modem主要包括基帶和射頻部分（RF）?；鶐Р糠重?fù)責(zé)信號處理和協(xié)議處理，射頻部分負(fù)責(zé)信號的收發(fā)。大多時候，廠商通常會把射頻芯片和基帶芯片放在同一個芯片中，實現(xiàn)物理上的合一，將之統(tǒng)一稱為基帶芯片。

　　總結(jié)一下，CPU、GPU、ISP所在的AP部分，通信基帶、射頻所在的BP部分以及其他芯片（電源管理芯片、音頻等）部分，都會被整合到一起，形成一顆高度集成的SoC。

　　那么，做一顆SoC到底有多難呢？有業(yè)內(nèi)人士曾經(jīng)感慨，“手機(jī)芯片是民用消費(fèi)品里面最難做的，基本上最尖端的科技、最影響用戶直觀體驗的技術(shù)要全部發(fā)揮到淋漓盡致，才有比拼的實力”。華為Fellow艾偉也曾表示，“每一代產(chǎn)品都會遇到工程技術(shù)上的挑戰(zhàn)，從麒麟 920、麒麟930、麒麟950、麒麟960、麒麟970，麒麟980……一路走來，甚至有九死一生的感覺”。

　　芯片研發(fā)是一條充滿選擇的道路，工藝的選擇，核的選擇，包括通信規(guī)格的選擇，每一步都如履薄冰。對于海思來說，一步踏錯的結(jié)果不僅會影響自身發(fā)展，更直接關(guān)系到千千萬萬華為手機(jī)用戶。這樣一條只許成功不許失敗的荊棘之路，絕對算得上九死一生！

　　自主研發(fā) 華為海思見真章

　　要在一部只有手掌大小的智能手機(jī)上實現(xiàn)滿足人類信息化生活的大部分功能，系統(tǒng)級芯片（SoC）設(shè)計極其復(fù)雜。

　　首先，一款手機(jī)SoC要集成上百種IP，要按時完成設(shè)計，架構(gòu)設(shè)計上既需要避免各個模塊互相耦合以降低設(shè)計復(fù)雜度，同時還需要保證各個模塊配合工作時可以發(fā)揮出最佳性能，對設(shè)計人員是很大的挑戰(zhàn)。其次，要控制手機(jī)的功耗，提升手機(jī)續(xù)航能力，實現(xiàn)手機(jī)的最佳能效比。要做到這兩點(diǎn)，除了準(zhǔn)確掌握ARM等廠商的產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度外，還需要自研很多核心器件，同時軟硬件協(xié)同能力也需要足夠強(qiáng)勁。

　　例如全鏈路QoS技術(shù)，保證優(yōu)化CPU&GPU對Memory訪問性能的同時，不出現(xiàn)顯示花屏、拍照花屏等情況;再次，封裝能力，麒麟高端SoC均采用業(yè)界主流的POP（Package On Package）封裝技術(shù)，實現(xiàn)DRAM和SoC的3D堆疊，既可提高集成度，確保產(chǎn)品的輕薄短小，又可保證高性能的高速存儲，是一項非常復(fù)雜的封裝技術(shù)。最后，還不能忽略先進(jìn)的制造工藝，需要芯片廠商從技術(shù)和應(yīng)用角度跟進(jìn)。

　　麒麟芯片的CPU是基于ARM指令集設(shè)計的，但是麒麟SoC并不是完全采用的公版CPU。ARM提供的核只是一個標(biāo)準(zhǔn)化的軟核，整個SoC基礎(chǔ)架構(gòu)包括CPU、互連和Memory系統(tǒng)三個部分，目前的麒麟SoC里面，互連和Memory都是海思自己做的。ISP和通信Modem等硬件也是自己研發(fā)。尤其是自研的通信Modem，提高通信模塊和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互效率和可靠性，讓華為和榮耀手機(jī)實現(xiàn)了性能和功耗的高度平衡?？梢哉f，基帶集成的能力代表著芯片廠商的SoC開發(fā)水平，而麒麟芯片已經(jīng)毫無疑問站在了全球領(lǐng)先的第一陣營。

　　2007年華為海思推出巴龍系列首款芯片。3G時代，巴龍Modem就已經(jīng)開始探索，逐步解決性能、功耗、傳輸時延和成本方面的技術(shù)難題，通信規(guī)格不斷升級。值得一提的是，巴龍在3G時代很快就以上網(wǎng)卡的產(chǎn)品形態(tài)進(jìn)入全球頂級運(yùn)營商，在全球范圍內(nèi)獲得好評。而4G時代推出的LTE芯片，更是在多項核心技術(shù)規(guī)格上一路領(lǐng)先。

　　有了這些沉淀和積累，才能讓巴龍芯片在5G時代一鳴驚人，站穩(wěn)通信Modem第一梯隊，推出全球最快的5G芯片巴龍5000，速率和規(guī)格創(chuàng)下多個第一。

　　麒麟芯片研發(fā)史就是一部通信技術(shù)攀登史

　　華為海思芯片發(fā)展至今已經(jīng)有十余年時間，從最初K3V1的掙扎上線，到現(xiàn)在發(fā)布領(lǐng)先行業(yè)的手機(jī)SoC麒麟990。背后既有華為海思長期積累、一以貫之的努力，也有不同時間節(jié)點(diǎn)取得的階段性飛躍。

　　麒麟+巴龍芯片歷程圖

　　早在2009年，初出茅廬的海思就曾經(jīng)推出過一款A(yù)P芯片——K3V1，2012年推出業(yè)界體積最小的高性能四核A9架構(gòu)處理器K3V2，性能已經(jīng)趕上主流水平，和三星獵戶座Exynos 4412相當(dāng)，通信方面，這款芯片甚至比高通2013年4月實現(xiàn)LTE Cat.4提前了一年半，實力相當(dāng)出色。

　　2014年，海思推出第一款手機(jī)SoC麒麟910，初次在SoC市場嶄露頭角。使用當(dāng)時主流的28nm HPM制程工藝，向芯片的設(shè)計探索邁出關(guān)鍵一步。然而麒麟910的研發(fā)過程充滿艱難，尤其是TD-SCDMA制式的規(guī)格曾面臨重大難題，當(dāng)時海思在這一規(guī)格上沒有人力、沒有經(jīng)驗、沒有技術(shù)儲備。一個通信制式的研發(fā)是需要幾百人的，但是據(jù)了解，海思最終只用了幾十人的團(tuán)隊就攻克了這一挑戰(zhàn)，即便是在大雪天，研發(fā)人員也自己開著車出去跑外場測試，這種不畏挑戰(zhàn)的勇氣和擔(dān)當(dāng)，是海思能夠取得成功的重要基礎(chǔ)。

　　2014年6月，海思正式發(fā)布麒麟920。全球首次商用LTE Cat.6，業(yè)界最先進(jìn)4*A15+4*A7的八核異構(gòu)架構(gòu)，性能非常強(qiáng)悍，滿足了3G向4G轉(zhuǎn)換時期用戶對上網(wǎng)體驗的需求。那一年，搭載麒麟920的榮耀6、榮耀6plus、Mate7成為一代神機(jī)，榮耀6 Plus成為首個雙攝手機(jī)，Mate7成為國家領(lǐng)導(dǎo)人用于贈送外賓的禮品。業(yè)界普遍認(rèn)為，正是麒麟920和搭載它的幾款手機(jī)的成功，初步奠定了麒麟芯片在4G時代的市場地位，也為華為和榮耀手機(jī)品牌的崛起發(fā)揮了重要作用。

　?。ㄗ螅篗ate 7，右：榮耀6 Plus）

　　麒麟920之后，海思快速推出了麒麟930。這款芯片集成8核A53，是業(yè)界首款支持安卓平臺64位生態(tài)的處理器，這一做法領(lǐng)先高通半年之久，是手機(jī)芯片邁入64位時代的開端。2015年面臨工藝選擇的時候，海思大膽地選擇了最先進(jìn)的16nm FF+工藝降低功耗，成為全球首個16nm的手機(jī)SoC。在麒麟950這一代上，海思終于做到了全球首商用16nm工藝，第一次在工藝方面站在業(yè)界最前沿?？梢哉f，在麒麟950之前，海思還是草莽時代;麒麟950之后，海思則跨入第一陣營。在后續(xù)的先進(jìn)工藝演進(jìn)路標(biāo)中，麒麟芯片工藝一直處于業(yè)界最領(lǐng)先的地位，麒麟960在16nm上持續(xù)改進(jìn)，麒麟970和麒麟980都實現(xiàn)了10nm和7nm的全球首商用。工藝的領(lǐng)先，有效保障了麒麟SoC的最優(yōu)性能與能效，為更加復(fù)雜的芯片設(shè)計打好基礎(chǔ)。

　　2016年對于海思來說是非常重要的一年，其推出的麒麟960各方面綜合性能均達(dá)到業(yè)界一流水準(zhǔn)，麒麟9系列芯片也正式躋身行業(yè)頂級芯片市場，與高通、蘋果形成三足鼎立的態(tài)勢。當(dāng)年，搭載麒麟960的Mate 9系列、P10系列、榮耀9、榮耀V9等手機(jī)在市場上取得了巨大的成功，麒麟960功不可沒。

　　到2017年9月發(fā)布的麒麟970，則首次在SoC中集成了人工智能計算平臺NPU，開創(chuàng)端側(cè)AI行業(yè)先河。據(jù)了解，一開始在AI拍照的場景研發(fā)過程中，當(dāng)NPU和ISP并發(fā)時，功耗非常高，內(nèi)部曾一度打算放棄NPU，后來海思的解決方案團(tuán)隊想到了解決方案，為廣大用戶的AI拍照體驗提供技術(shù)保障。不僅如此，麒麟970還創(chuàng)新設(shè)計了HiAI移動計算架構(gòu)，這是業(yè)界終端側(cè)第一個繼承全功能AI業(yè)務(wù)的架構(gòu)，將NPU、GPU、DSP的能效和功能得到最大程度的釋放。正是從麒麟970開始，海思正式開啟AI探索前進(jìn)之路，為華為的全場景智慧戰(zhàn)略打下堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　麒麟980的推出，更是朝AI智慧手機(jī)的進(jìn)化方向上再邁出了重要一步，在逼近硅基半導(dǎo)體工藝物理極限的7nm尺寸上實現(xiàn)最強(qiáng)性能，海思讓業(yè)界看到芯片性能廣闊的發(fā)展空間。AI體驗方面，麒麟980更強(qiáng)的AI計算力帶來了更加具有實時性的AI體驗，如AI人像留色、實時AI卡路里識別、AI購物等功能都給廣大手機(jī)用戶帶來革命性的智慧體驗。

　　麒麟980

　　麒麟990 5G：全球首款旗艦5G SoC芯片

　　首發(fā)搭載麒麟990系列芯片的華為Mate30系列，將于9月19日在德國慕尼黑全球發(fā)布。這預(yù)示著，華為端到端的5G體驗將走進(jìn)用戶手中，真正進(jìn)入商用階段。

　　全球首款旗艦5G SoC芯片

　　過去十年，華為在端（終端）、管（網(wǎng)絡(luò)）、云（云服務(wù)）、芯（芯片）側(cè)持續(xù)加大對5G相關(guān)技術(shù)的投入。截至2019年3月底，華為投入5G研發(fā)的專家工程師有2000多位，在全球已經(jīng)建立十余個5G研究中心，向歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會ETSI聲明2570族5G領(lǐng)域基本專利，占全球該領(lǐng)域的17%，居全球第一。當(dāng)前，華為已在全球30個國家獲得了46個5G商用合同，5G基站發(fā)貨量超過10萬個，居全球首位。

　　站在華為5G戰(zhàn)略來看，華為從端、管、云、芯等不同維度，持續(xù)構(gòu)建5G端到端卓越體驗。麒麟990的發(fā)布，又預(yù)示著一個新時代的開始。它不僅是全球首款旗艦5G SoC芯片，在5G商用元年率先為消費(fèi)者提供卓越的5G體驗。同時它也是華為5G戰(zhàn)略的重要組成部分，全新一代的5G通信技術(shù)，將憑借其高速度、低時延和高可靠性的優(yōu)勢，繼續(xù)降低社會成本，提升社會效率，縮小數(shù)字鴻溝，它也將催生更多強(qiáng)大的新技術(shù)、新應(yīng)用產(chǎn)生，讓萬物互聯(lián)的智能世界更可期。