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无“芯”可用,华为会陷入绝境吗?

一部造芯史,一抹辛酸泪。

文 | 移轨创新 朱丽

《纽约时报》网站10月22日刊发了一篇观察文章,对华为最新发布的Mate 40盛赞有加:无论是这款华为“最强机型”拥有的高速处理器、光鲜的用户界面,还是高清的摄像头都令人印象深刻。

文章说,从去年开始,白宫就限制华为与美国的科技供应商合作,但该公司很快就在自己的产品中加入了自主研发的零部件,目前该公司旗下的海思半导体公司已有能力研发部分顶级芯片。据悉,Mate 40上就有5纳米“麒麟”芯片,这样的速度令人叹为观止。

“华为已经学会了如何在困境中求生存。”文章评价。

相比于“绝唱”机型Mate 40,华为最强的王牌一直都是不畏艰难、不惧打压,靠着自力更生在困境中隐忍,在逆境中爆发。

外界依然担忧的是,无“芯”可用的华为,手机业务会陷入绝境吗?

2014年发布的Mate 7,代表着华为手机第一次跨入高端市场。Mate 7采用的是Kirin925芯片。这款芯片的名字,是用中国神话中的圣兽麒麟来命名的,意味着它将缔造全新的传奇。

然而,这颗应运而生的芯片,走过了从0到1的悲壮历程,步步惊心!

技术创新,为“主航道”保驾护航

1991年,华为结束代理生涯,研发用户交换机HJD48。曾在港资企业亿利达从事电路设计的徐文伟,因其杰出的硬件设计能力,被任正非看中并挖到了华为。

徐文伟加入后,迅速建立了器件室,主导印刷电路板(PCB)设计和芯片设计

彼时,张忠谋在台湾新竹科学园区创建的全球第一家专业代工公司——台湾积体电路制造公司(台积电),已经迅速发展为台湾半导体产业的领头羊,并开创性地定义了Foundry(芯片代工厂)这个行业,实现设计与生产分离。

华为生产的程控交换机,对芯片的使用量很大。如果使用市面上的通用芯片,不仅成本很高,而且集成度低。任老板权衡再三,下决心开发自己的芯片。

1993年,徐文伟领衔开发的JK1000,获得了电信局的入网证,使华为进入利润丰厚的电信市场;随后开发的数字程控交换机C&C08大卖,成为业内主流机型。华为由此进入发展的快车道。

自研芯片,让任老板尝到了甜头,于是有了新的梦想:芯片开发要更进一步!用他的话说:“为主航道保驾护航。”

在通信领域,华为开发了大量芯片,有效地提升了通信设备的竞争力。但整体上说,华为生产的交换机等设备中,国外芯片(如美国博通)依然占大头。

技术创新,一直是华为坚守的路线。任正非说过,“在技术上的研究华为会一直坚持下去,在这个技术吃人不吐骨头的时代,没有技术是会要我们命的。”

同时,技术创新也是服务于市场的。1996年,华为考虑向交换机以外的领域扩张,开发会议电视和视频监控产品,并成立多媒体业务部,为后来进入安防市场奠定了基础。

但这些业务在当时还不足以成气候。

2004年10月,华为成立全资子公司海思半导体(HiSilicon),前身是创建于1991年的华为集成电路设计中心。这里一度被称为“中国黑科技神秘基地”,对标的是美国贝尔实验室。

芯片产业奉行“三高定律”:高风险、高投入、高产出,对资金需求极大,可能持续烧钱很多年,还不一定能烧出成果。

华为之所以下决心做无底洞投入的芯片,显而易见的原因是长期以来对美国芯片的依赖,离不开他们也就意味着有一天被断粮,自己会面临饿死。

当时,任老板对着海思的女掌门何庭波说:“我给你每年4亿美元的研发费用,给你2万人,一定要站起来,适当减少对美国的依赖。芯片暂时没有用,也还是要继续做下去,这是公司的战略旗帜,不能动掉的。”

海思总裁—何庭波 

 任正非很早就作出预判,即便在“和平时期”,也要按照“极端情况进行备战”。只有怀揣这样的忧患意识,海思才能做到在美国芯片商断供时,实现妥妥的自立、自强。

如今看来,这个在任正非心中比手机地位还要高的芯片公司,对华为手机业务的突围、进击,以及开始适度摆脱对美国的依赖,起到了决定性的作用。

极端的条件会产生极端的挑战。当企业被推到了极端的环境时,移轨创新就会出现。而任正非在“极端情况”到来之前,就提前规划、未雨绸缪,是极富远见的领导者。

但海思的发展并不顺利,一路披荆斩棘,前途依旧未卜。

十年曲线突围,挑战造“芯”

海思打入市场的第一个产品,是SIM卡芯片。由于技术门槛不高,竞争激烈,等做出来的时候,价格已经跌到几乎是白菜价了。结果芯片还没被派上用场,海思就放弃了这块业务。

接着,海思又杀入多媒体领域,做视频监控芯片、机顶盒芯片等,试图寻求突围。跨越从0到1的坎,是真的难!难于上青天。在2004年至2007年的三年里,海思芯片的销售收入几乎为0。

当初,任老板给海思下达的目标是:招聘2000人,三年内做到外销40亿元人民币。团队是建起来了,销售却遥遥无期。

不过,海思误打误撞进入数字安防领域,成为华为攻克芯片的重要起点。

2005年,海思设计出了视频编解码芯片;同年11月,海思参加安博会(全球规模最大的安防专业展览会),为即将出炉的视频编解码芯片预热。2006年6月,海思在TAIPEI COMPUTEX展上推出了H.264视频编解码芯片Hi3510。

那时,正值安防视频设备领域迎来数字化改造,海思H.264视频编码芯片的出现恰逢其时。由于华为本身不做硬盘录像机(DVR)等这些硬件设备,于是找到海康、大华等专业厂商寻求合作。

2007年,大华与海思签订了20万片H.264视频编码芯片的购买合同,用于当时快速发展的第二代硬盘录像机上。海思终于有了第一笔真正意义上的外销芯片大单。

从单独的编解码芯片出发,海思又专门针对于高清成像和编码产品开发出高端SoC系统芯片系列,并给安防市场做完整的解决方案。海思生产的3516C/3516A/3519等SoC芯片,因为有着强大的功能,不错的性价比,开始被越来越多的安防厂家广泛使用。

如今在安防监控领域,华为海思全球市场份额占到了90%。这也是华为在通讯以外的市场实现光荣地突围。

任正非说过,没有试错就没有华为。试错是为了找到对的,但不是盲目试错。

2003年,华为内部在经过翻江倒海的斗争之后,决定启动手机业务。芯片就像智能手机的大脑,这一点任正非比谁都清楚。海思研发芯片对于手机业务而言,也是长期战略投资,按照任老板的说法,“一定要集中强攻,直至拿下上甘岭”。

潜台词是:总有一天要站起来,减少对美国的依赖。

2009年,海思推出了基于GSM低端智能手机的TURNKEY(交钥匙)解决方案,开发的应用处理器(AP)芯片叫K3V1。因为K3V1工艺采用的是110nm,几乎落后于当时竞争对手的一半。而且,操作系统选择的也是非主流的Windows Mobile。

不难想象,这样的产品很难打入主流市场。彼时,乔布斯开创的iPhone已经横扫全球。

无奈之下,海思借鉴联发科的经验,去找深圳华强北的山寨厂做整机。但搭载海思“芯”的山寨手机,由于性能不好,频遭用户吐槽,很快就失败了。

这对华为手机算是买了一个教训:如果不能自力更生,一切都是扯淡!

海思忍辱负重,继续埋头研发。2010年,用于数据卡的巴龙芯片问世。从巴龙基带出发,海思又开发出了第二颗手机芯片:K3V2。

华为自己人说,这款芯片是一个成熟产品,但相比同时期高通的旗舰处理器仍有明显差距。比如K3V2工艺是40nm,发热量大,游戏的兼容性不强;而高通APQ8064和三星Exynos4412采用的已经是28nm、32nm的工艺。

2011年,华为手机开始创建自己的品牌,于是就有了麒麟芯片的强行上马。负责消费者业务的余承东有一种感觉:“逼上梁山,背水一战”。但实际上做手机,完全是华为主动出击。

2014年,华为发布了代表高端机型的Mate 7,Mate 7采用的正是更高阶的Kirin925芯片,性能上更胜一筹。而麒麟芯片,也获得了从0到1的商业化突破。

十年曲线发展,屡屡试错,只为造“芯”——任正非基于远期追求而非短期利益的发展理念,一直驱动华为海思不困囿于现实的干扰,进行突破性创新。

然而,仅有技术创新是远远不够的。在产品的技术创新上,华为要保持技术领先,哪怕领先半步都是英雄,但身处竞争激烈的行业(无论是通讯还是手机),单点突破都是无法构建坚固护城河的。

对于芯片来说,它只是半导体产业的重要一环。只有全产业链的持续创新、齐心协力,才有希望实现全行业的突围。

围剿之下,“去美国化”任重道远

近几年,华为手机业务异军突起。2015年发布的旗舰机型P8,2016年发布的P10,以及Mate系列的不断升级迭代,使华为拥有自主研发的中国芯在充满高涨(爱国)情绪的追逐中,迎来里程碑式的胜利。

2018年,华为手机全年销量2亿部,成为中国手机市场的NO.1。号称“余大嘴”的余承东放话:未来五年全球智能手机市场会只剩下三家:苹果、三星和华为。

很多人以为他“吹”大了。事实上,连10年前任正非豪言要把华为手机做到世界第一,这个“牛”也已经实现了。2020年6月,根据市场调研机构Counter point Research的数据显示,华为全球销量首次超越三星位居第一。

这个成绩,不得不说与当下情绪激昂的“爱国消费”有关。但现在,受美国芯片禁令的制裁,高通、英特尔、台积电、联发科、美光等纷纷断供,华为手机业务陷入僵局……

在华为的至暗时刻,一个默默打造了10年的“备胎”浮出水面,海思芯片被寄予厚望。2019年5月,海思总裁何庭波发布了一封洋洋洒洒的致员工信,句句铿锵,表达了华为科技自立的悲壮决心。

在此之前,没有多少人知道海思的存在,也没有多少人知晓华为自研芯片,在危机降临时,海思让“备胎”有了“转正”的机会。

海思的发展不但坎坷,在华为内部还一度被比喻为“烫手的吸金娃娃”。据了解,华为近10年来在芯片上的投入累计超过10亿美元。

即便这样,在造“芯”问题上,华为目前依然身陷困境。在芯片这个高度垂直分工的产业,从设计、制造到封装测试等,每一个环节都有相关企业牢牢把持。海思能做的只是芯片设计,没有台积电等生产商的支持,设计出来的芯片也只能停留在图纸上。

而在芯片设计环节,海思也面临着被卡脖子的风险。海思芯片是基于ARM架构而设计,ARM是全球芯片架构巨头,它自己不生产芯片,只负责设计方案。而华为仍然需要购买ARM的方案。

也就是说,华为在芯片设计上有“备胎”方案,但离开了这些巨头,依然无处施展。

10月27日,华为“心声社区”刊发了任正非近来参访高校的发言稿,透露出他的无奈,“我们设计的先进芯片,国内的基础工业还造不出来,我们不可能又做产品,又去制造芯片。”

较早前的8月17日,在美国的第三轮终极“绝杀令”出台后,华为芯片面临的极端局面正式到来。为应对“无芯可用”的最坏局面,华为启动了一个代号为“南泥湾”的项目,其中包括致力于半导体领域的突围,目的是加速实现供应链的“去美国化”。 

据了解,华为的笔记本电脑、智慧屏和IoT家居智能产品等已被纳入该项目,将率先成为“完全不受美国影响的产品”。

余承东在8月初公开说:

“在半导体的制造方面,我们要突破包括 EDA 的设计,材料、生产制造、工艺、设计能力、制造、封装封测等等。同时在第二代半导体进入到第三代半导体的时代,我们也希望不管是弯道超车还是半道超车,我们希望在一个新的时代实现领先。天下没有做不成的事情,只有不够大的决心和不够大的投入。”

对于芯片而言,制造上的软肋,不仅是华为的困境,也是中国芯片产业的硬伤。对中国企业而言,要占领技术的战略高地,必须有持续的创新和研发。

十几年来,海思在芯片设计上的一路赶超,在2020年成功跻身全球第十大半导体公司,与英特尔、高通、台积电等巨头并列第一梯队。然而,还是不能摆“卡脖子”的瓶颈。

关于“卡脖子”的问题,中国科协主席万钢近日说:“今天我们很多所谓的‘卡脖子’技术其实也是‘卡脑子’,根子是基础理论研究跟不上,源头和底层的东西没有搞清楚。”

这也进一步印证,我们的产业对于基础技术研究的布局和意识远远落后。任正非此前就公开表达过要敢于砸钱投入基础研究。如今,被“逼”上梁山的华为,已经开始进行(半导体领域)难点突围。

但这,不是靠华为一己之力就能啃下的硬骨头。

(本文作者朱丽,文章首发移轨创新,新经济沸点经授权转发。)

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