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華為海思的「為」與「不為」

最糟的情況還是發生了:8月7日,華為消費者業務CEO余承東表示,隨著台積電的斷供,Mate40可能是華為最後一部搭載麒麟高端晶元的手機。

一直以自研為傲的華為海思,何以在失去台積電之後便轟然倒地,其中緣由多樣,但理解海思所扮演的角色至關重要。

伴隨著上世紀九十年代半導體行業模式「由合轉分」的劇變,一大批專註於晶元設計的企業誕生,其中便有華為海思。

為了幫助華為擺脫對高通的依賴,海思在2012年為華為貢獻了第一枚旗艦智能手機晶元K3V2。不幸的是,這一初嘗試並不成功。K3V2因兼容性差,發熱嚴重而被戲稱為「暖寶寶」。

然而從那時起,華為海思高端手機晶元的生產模式便已經確定:CPU、GPU基於ARM架構,晶元製造由富士康代工,但自主研發SoC其他組件。這是華為基於現實,也出於理智,為自己在半導體領域所定下的「為」與「不為」。

ARM架構幾乎是所有智能手機晶元製造商都無法繞開的話題,似乎每一家產品都基於ARM架構設計。這是事實,可基於授權層級的不同,同一架構可供各家廠商發揮的空間其實差異很大。

ARM授權模式以開放度高低為序可以分為三類:架構/指令集層級、內核層級、服務層級。華為在發布會上用「房子「來闡釋這三類授權可謂十分生動易懂:

架構/指令集層級授權賣給你的是一幢房子的設計圖紙,你可以根據自身的喜好,在建設過程中對圖紙上的內容進行修改,以滿足自己對於美好生活的不同需求。

對應到技術術語,便是被授權廠商可以大幅度改造ARM提供的架構,甚至可以對其指令集(CPU可執行命令的集合)進行擴展或刪減,以達到廠家更快速度,更低能耗等特定的晶元需求。

當然,這對於廠商的技術能力有著極高的要求,畢竟不是所有人都有能力在已經非常優秀的圖紙上折騰一番後,還能得到更好的結果。目前市場上僅有蘋果的Swift,高通的Kryo是基於這一層級授權,再進行自主開發得到的。

內核層級授權賣的是毛坯房,其大體框架已經確定,但可以對房子進行簡單的改裝或裝修。

對應技術術語,即廠商可以以ARM內核為基礎,加上自己的外設。這一類授權的廠商不能改動晶元設計,但可以根據自己的需求調整產品頻率等可調參數。

三星、德州儀器的晶元基本上是這一層級授權改造而得。

服務層級授權則更像租房,你對房屋沒有任何改動的權力,而只有使用的權利,甚至連誰來幫你「修水管」都是房東幫你事先定好的。

對應過來,是指客戶僅可以使用封裝好的晶元,不能更改,甚至對於晶元製造商都沒有干涉權力,而由ARM指定。

聯發科的很多中低端晶元便屬於這一類。

雖然華為已經獲得了ARM最新v8架構的永久授權(通常為架構層級授權),然而直到其今年的旗艦晶元麒麟9000,CPU和GPU仍被預期使用的是經小幅修改的ARM公核。

這絕非什麼丟人的事。在這個飛速迭代、競爭激烈的行業內,追趕者再去重複造輪子可能是最愚蠢的選擇之一了。

事實上,站在巨人的肩膀上,華為亦形成了自己的創新。

回到房子的比喻,美好生活所需要的絕不止於一間漂亮的房子,所在小區的配套設施,如綠化、交通、物業等同樣重要。

通常我們說的「手機晶元」,更專業的名字其實是SoC,也就是System on a Chip。既然是System,自然也和一個小區一樣,有著多樣的組成元素。

在這小小的集成電路上,除了CPU和GPU,還有DSP、ISP、NPU、網路基帶等多個模塊,而如何把控並協調這些模塊,這是華為在晶元設計方面的真正優勢。

自研的ISP(圖像信號處理)晶元是華為手機頂級影像表現的基礎;自研的網路基帶讓手機得以支持更多頻段信號並保持連接快速穩定;基於ARM架構自主深度改造的達芬奇架構NPU,則為華為手機帶來世界一流的AI處理能力等等。

這種對於SoC結構整體的把控能力極為難得,要知道強如蘋果,也不得不在通信基帶上受制於人。也正是華為數十年來在此的「為」,才在2020 Q2將其推上了智能手機出貨量第一的王座。

自去年起,ARM斷供華為的傳言便甚囂塵上,但短期內的影響卻不會太大。

先不說斷供與否仍曲折往返尚無定論,在華為已經獲得ARM v8架構永久授權的現狀下,其CPU架構自主設計能力值得期待。

退一步說,哪怕最糟的斷供情況再次發生,在ARM新一代v9架構尚未發布的當下,華為至少還有兩到三年的喘息時間去追上主流。

真正扼住華為海思喉嚨的是台積電。

事實上,失去了台積電的華為,極可能就此離開高端晶元的舞台中心。據內部人士稱,去年以來,部分新近入職海思的員工已被調動至邊緣部門。

但中國半導體不能就此離開舞台。

近來,中國晶元行業會在倒逼之下「彎道超車」的期許十分美好,但哪怕不考慮技術壁壘和先發優勢,在認識到「人」的價值之前,中國企業追上台積電仍遙遙不可期。

在半導體製造業內,人才是競爭基礎已近乎行業共識的情況下,大陸企業似乎忘卻了這一點。

「有錢買機器,沒錢給人提高工資一直是國內研發弊病。很多科研經費甚至要把人員和設備嚴格區分,你就算設備的錢結餘很多,也不能發給人。」

一位半導體科研領域業內人士指出,作為推動技術的主體,人的意義卻被忽視了。

「兩彈一星還可以談夢想,現在的人很現實,錢在哪人就在哪。」

中國半導體製造業企業加班多、薪資少早已不是新聞,五倍於台積電的離職率塑造不出一個有著同樣戰鬥力的團隊。

當你看到中國多少頂尖大學材化專業的學生在考慮離開本專業,多少海外高校留學的硬體專業學生在向「軟」發展,你對於中國半導體行業「彎道超車」的期望很難不降溫。

要知道,哪怕是彎道,也是人走出來的。

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