华为麒麟芯片发展史，为了解麒麟990提前普及一下

我们在价值平衡上，即使做成功了，（芯片）暂时没有用，也还是要继续做下去。一旦公司出现战略性的漏洞，我们不是几百亿美金的损失，而是几千亿美金的损失。我们公司积累了这么多的财富，这些财富可能就是因为那一个点，让别人卡住，最后死掉。……这是公司的战略旗帜，不能动掉的。——任正非

说到华为的自研芯片，大家首先从脑海里想到的肯定是海思麒麟系列。没错，正是因为有了自主研发的手机芯片——海思麒麟，华为才能快速占据市场制高点，并且成为了中国手机行业的NO1。

海思麒麟芯片，是华为与苹果，三星平起平坐的底气所在。那么海思麒麟从何时开始发展，又有着怎样的经历？下面，笔者将简述华为海思麒麟芯片研发的坎坷之路。在探讨之前，我们需要先了解芯片的制造过程。

01 芯片制造：一粒沙子的质变

一个芯片是怎样设计出来的？设计出来的芯片是怎么生产出来的？希望看完这篇文章你能有大概的了解。

硅（SiO2）——芯片的基础

一个看起来只有指甲盖那么大芯片，里面却包含着几千万甚至几亿的晶体管，想想就觉得不可思议，而在工程上这又是如何实现的呢？

芯片其主要成分就是硅。硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子（尤其是石英）最多包含25%的硅元素，以二氧化硅（SiO2）的形式存在。

硅锭

硅（SiO2）一直被称为半导体制造产业的基础，就是因为它能够制成一个叫晶圆的物质，而首先我们需要把硅通过多步净化熔炼后变为硅锭（Ingot）。然后再用金刚石锯对硅锭进行切割，才会成为一片片厚薄均匀的晶圆。

光刻胶层透过掩模被曝光在紫外线（UV）之下，形成电路图案

接下来需要一样叫光刻胶的物质去铺满它的表面，光刻胶层随后透过掩模（Mask）被曝光在紫外线（UV）之下，变得可溶，期间发生的化学反应。掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案。

晶体管形成

到了这一步还要继续往下走，我们还需要继续浇上光刻胶，然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的那部分材料。

晶体管形成过程

然后就是重要的离子注入过程，在真空系统中，用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。

离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域（绿色部分）也已掺杂了不同的原子。到了这一步，晶体管已经基本完成。

晶圆切片与封装

然后我们就可以开始对它进行电镀了， *** 作方法是在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极（阳极）走向负极（阴极）。电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形成一个薄薄的铜层。

其中多余的铜需要先抛光掉，磨光晶圆表面。然后就可以开始搭建金属层了。晶体管级别，六个晶体管的组合，大约为500nm。在不同晶体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器的功能设计。

晶圆

芯片表面看起来异常平滑，但事实上放大之后可以看到极其复杂的电路网络，打个比方，就像复杂的高速公路系统网。

接下来对晶圆进行功能性测试，完成后就开始晶圆切片（Slicing）。完好的切片就是一个处理器的内核（Die），测试过程中有瑕疵的内核将被抛弃。

图片说明

最后就是经封装，等级测试，再经过打包后，就是我们见到的芯片了。

图解处理器的制造过程

简单地说，处理器的制造过程可以大致分为沙子原料（石英）、硅锭、晶圆、光刻、蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试、包装上市等诸多步骤，而且每一步里边又包含更多细致的过程。

芯片设计

这里讲到的芯片制造就如此复杂，更不要说工程师最开始的芯片功能设计了。由此我们也可以联想到，华为海思麒麟发展至今着实不容易，下面就让我们来简谈一下它的发展史吧。

02 海思麒麟发展史

开端：主攻消费电子芯片

说到麒麟就离不开说到海思半导体公司，它成立于2004年10月，前身是创建于1991年的华为集成电路设计中心，也就是这一刻，拉开了华为对于自主芯片的征战序幕。自那时开始的十几年间，该公司一直致力于设计生产ASIC。

任正非高瞻远瞩，大手一挥，华为要做自己的手机芯片。现在想想，这真的是个伟大的决定。如今华为所获得的成功，说有海思一半的功劳也不为过。

正式成立后的海思团队主要专注三部分业务：系统设备业务，手机终端业务和对外销售业务。由于常年与通讯巨头合作，海思的3G芯片在全球范围内获得了巨大的成功，在通讯领域的积累，也为后来华为海思的成功奠定了重要的基础。

老兵戴辉曾讲述，PSST委员会（Products and Solutions Scheme Team，管产品方向）主任是徐直军，他从战略层面对海思进行管理。后来的很多年里，他都是海思的Sponsor和幕后老大。

已赴任欧洲片区总裁的徐文伟还兼任了海思总裁一职，参与战略决策，并从市场角度提需求。海思的具体工作由何庭波和艾伟负责，何庭波后来成为了海思的负责人，艾伟则分管Marketing。

2004年成立时主要是做一些行业用芯片，用于配套网络和视频应用。并没有进入智能手机市场。

发展与成熟

当然，芯片的研发，不是三天两头就能拿出作品的事情，虽然2004年10月正式成立，直到2009年，时隔五年华为才拿出第一款手机芯片，命名K3V1，但由于第一款产品在很多方面依然不够成熟，迫于自身研发实力和市场原因都以失败告终。

2012年，华为发布了K3V2，号称是全球最小的四核ARM A9架构处理器。集成GC4000的GPU，40nm制程工艺， 这款芯片得到了华为手机部门的高度重视，直接商用搭载在了华为P6和华为Mate1等产品上面，可谓寄予厚望，要知道当初华为P6是作为旗舰产品定位。

但由于其芯片发热过于严重且GPU兼容性太差等，使得该芯片被各大网友所诟病。但华为顶着压力坚持数款手机采用该芯片，当时华为芯片被众人耻笑，接下来华为开始了自己的刻苦钻研。

经过两年的技术沉淀，到了2014年初，海思发布麒麟910，也从这里开始改变了芯片命名方式，作为全球首款4核手机处理器，改用了Mali-450MP4 的GPU。

麒麟910

值得一提的是，麒麟910首次集成华为自研的巴龙Balong710基带，制程升级到28nm，把GPU换成Mali。麒麟910的推出放在了华为P6升级版P6s首发。这是海思平台转向的 历史 性标志，也是日后产品获得成功的基础。

2014年6月，随着荣耀6的发布，华为给我们带来了麒麟920，这款新品又是一个大的进步，又是一个新的里程碑。

麒麟920

作为一颗28nm的八核心soc，还集成了音频芯片、视频芯片、ISP，集成自研第一款LTE Cat.6的Balong720基带，使得荣耀6成为全球第一款支持LTE Cat.6的手机。也是从麒麟920开始，麒麟芯片受到如此多的肯定，而当年搭载该芯片的荣耀6可谓是大火，其销量已经证明。

同年，海思还带来了小幅度升级的麒麟925与麒麟928，主要在于主频的提升，开始集成协处理器。925这款芯片用在华为Mate 7上，创造了华为Mate 7在国产3000价位上高端旗舰的 历史 ，全球销量超750万，此时此刻，麒麟芯片终于赶上了华为手机的发展步伐！

华为Mate 7

华为Mate 7和苹果和三星的新机型都在同月发布。当时华为对贸然进入高端市场并没有太大的信心，没想到苹果和三星在关键时候都掉了链子。

最为著名的就是，苹果是因为好莱坞艳照门事件以及未在中国境内设服务器，谁也不知道信息传到哪里去了，因此被质疑有安全隐忧，当然现在在贵州设了服务器。

当然除了9系处理器，在2014年12月，海思给我们带来了一个中端6系，发布麒麟620芯片。它是海思旗下首款64位芯片，集成自研Balong基带、音视频解码等组件。

这款芯片陆续用在荣耀4X、荣耀4C等产品上，其中荣耀4X成为华为旗下第一款销量破千万的手机。海思在试着向公众证明，海思除了能做出飙性能的高端芯片，也能驾驭功耗平衡的中端芯片。

麒麟930

2015年3月，发布麒麟930和935芯片，这系列芯片没有过多亮点，依然是28nm工艺，但是海思巧妙避开发热不成熟的A57架构，转而使用提升主频的能耗比高的A53架构，借着功耗优势，借着高通810的发热翻车，麒麟930系列打了一个漂亮的翻身仗。

同年5月，发布麒麟620升级版麒麟650 ，全球第一款采用16nm 工艺的中端芯片。海思旗下第一款集成了CDMA的全网通基带SoC芯片，这款芯片首发于荣耀5C，在后来，我们也看到了小幅度升级的麒麟650，以及打磨了一款又一款手机的麒麟659。

2015年11月，发布麒麟950首发于华为Mate8。与之前不同的是，这次海思采用了16nm工艺，集成自研Balong720基带，首次集成自研双核14-bit ISP，集成i5协处理器，集成自研的音视频解码芯片，是一款集成度非常高的SoC。

麒麟950

它也是全球首款A72架构和Mali-T880 GPU的SoC，凭借着工艺优势，麒麟950的成绩优秀，除了GPU体验，其它各方面收到消费者众多的好评。

2016年10月19日，华为麒麟麒麟960芯片在上海举行秋季媒体沟通会上正式亮相。麒麟960首次配备ARM Cortex-A73 CPU核心，小核心为A53，GPU为Mali G71 MP8。存储方面，支持UFS2.1，稍微遗憾的是依然采用的16nm制程工艺。

麒麟960

但是麒麟960开始，麒麟9系列解决了GPU性能短板，大幅度提升了华为/荣耀手机的GPU性能，在 游戏 性能方面，不再是麒麟芯片的大短板。麒麟960在华为Mate9系列首发，后续还用在了荣耀V9等产品上。

2017年9月2日，在德国国际消费类电子产品展览会上，华为发布人工智能芯片麒麟970，它首次采用台积电10nm工艺，与高通最新的骁龙835芯片是一个工艺。

麒麟970

但集成55亿个晶体管远比高通的31亿颗、苹果A10的33亿颗的多，带来的是功耗降低20%。AI是此次麒麟970的“大脑”，AI技术的核心是对海量数据进行处理。该款芯片的发布使得华为步入了顶级芯片厂商行列。

在2018年上半年，搭载麒麟970的华为P20pro由于出色的拍照性能，受到外界一致好评。当时P20与P20 Pro，已经一跃成为手机拍照界翘楚，长期霸榜专业相机评测网站DXO。

视角来到现在，麒麟980处理器，全球首款7nm处理器赚足了噱头。最高主频高达2.6Ghz，全面升级的CPU、GPU、新的双核NPU，再有GPU Turbo加持，这也让华为Mate 20大放异彩。

当然文中还有一些海思麒麟的芯片没有提到，这里主要说了一下麒麟9系列的旗舰芯片。新的麒麟710、810大家或许也都有所了解。总之，华为海思麒麟芯片自研这条路还有很长，但在可以预见，未来华为也将会继续披荆斩棘，向前迈近。

最后来说一下最新消息对于所有关注华为的花粉来说，下半年的重头戏有两场，一场是麒麟990首发，另一场就是紧接着的华为Mate 30系列新旗舰发布了。如今，华为官方消息称，9月6日IFA 2019大展将揭晓重磅新品，不出意外就是麒麟990了。

华为终端官方截图

据此前消息，麒麟990将又发台积电的7nm EUV工艺，同时有极大可能首次集成5G基带。不出意外，除了工艺升级之外，麒麟990将在麒麟980基础上继续性能拔高，同时还有望采用自主研发的达芬奇架构NPU，此前麒麟810已经采用。

写在最后

一路走来，海思手机芯片从零开始，从备受骂声到现在跻身行业前列，不惜代价的重金投入搞研发，有过荣誉也有过挫折，希望会有更多的中国企业也能像海思麒麟一样，坚持不懈，厚积薄发，早日让关键技术掌握在自己手上。

在即将到来的麒麟990上面，华为会给我们带来什么样的亮点，我们还不得而知，这要等到发布会才能揭晓。面对未知，我们不妨期待一下。

华为继2019年被美国拉入“黑名单”后，又双叒被针对了。这次，美国商务部变本加厉，直指华为全球芯片供应链：任何一家企业若帮华为生产产品，只要利用到美国的设备或技术，必须得到美国的批准。

这也就意味着，美国给华为成百上千的供应商抛出了一个单项选择，叫嚣着明晃晃的强盗逻辑——我不许，就不能和华为做生意。

身处旋涡中心的华为，看似被卷入一场关于芯片的突围。但，为什么“卡脖子”排行榜Top1会是芯片？

芯片虽小，但绝不是一家公司能够独立包揽完成的产品。

它以复杂繁琐的设计、制造流程著称，代表着现代工业的“核心”，包含的元器件数量数以亿计，并且精细程度达到了纳米级。像人们日常使用的手机，就多采用10nm、7nm等纳米级工艺。

如此一件精巧活儿，涉及到材料学、精密制造、光学、微电子学、软件工程……像建设一座摩天大楼一样，这些学科知识储备，还仅仅是芯片研发的地基。那么，一砖一瓦要如何砌起来？

生产设备位居至关重要的位置。

制造环节中，芯片是群居的，且通常是千万级。大规模制造它的设备同样也是千万级，只不过前者是数量，后者是购买资金，并且有钱还不一定能买到。譬如芯片的核心设备之一，光刻机。一直以来，高端光刻机的龙头老大ASML受《瓦森纳协定》限制，对中国的光刻机实行技术封锁。中国企业有作为吗？有，但还不够。这种高精尖研究，国内外之间存在时间、人才和技术积淀的鸿沟，不是一朝一夕能够追赶上的，以至于国内的被动成了常态。在市场上，中国研制出45nm的光刻机，国外就开放25nm的技术，步步打压，使整个国内行业投入大、市场回报率低迷。

而这，还只是光刻机一种设备，制造高端芯片还需要刻蚀机、显影机、镀膜机、注入机……

除了芯片的规模制造，那些参与设计、制造芯片的企业同样具备集群属性。它们代表着一个产业链的运行。设计、验证、封测、加工等，缺一不可。而全产业链问题在于，任何一个环节出现纰漏，或者是技术不过关，或者是专利许可不到位，那么整个产业链整合一定出问题。

所以，“卡脖子”专业户非芯片莫属。卡它，最直接、最容易重创单一领域突出型选手，比如正试图通过领域突围的中国企业。

是不是非要国外的芯片不可？

2002年，华为就被美国思科盯上过，转过年来，思科直接提起诉讼，起诉书里几乎涵盖了知识产权诉讼的所有领域。这场官司让任正非决定摆脱对国外芯片的过分依赖。华为集成电路设计中心在2004年摇身一变，成了海思半导体有限公司。

直到2019年华为被美国列入“实体清单”，海思麒麟、巴龙等才开始了网红之路。此前，海思一直在不声不响地做一个“备胎”，哪怕他们在2003年就推出了高端光网络芯片。市场调查机构CINNO Research公布的2020年第一季度中国大陆市场手机芯片出货量排名中，海思麒麟处理器首次超过高通骁龙，市场份额为43.9%，位列第一。

某种程度上，美国对华为的禁令造成这一局面：华为被迫调整原有产业链中的大量进口芯片份额，海思和国产芯片成为强有力的替代品。例如，华为P30采用的是麒麟980芯片。

从营收层面的分析，根据IC Insights的统计数据，2019年终海思排名是世界第16。而到2020年第一季度，海思已经跃进世界Top10,而且是前十公司中增速最快的。这时候，海思已经成为了继高通、博通、NV之后，世界第4的Fabless！

什么是Fabless？Fabless只负责出设计图纸，与负责将图纸打造成芯片的Foundry是两种不同的类型。两者在业务上没有冲突，在整个芯片产业链中有联系，但分工不同。

Foundry的典型代表就有——台积电。

台积电是海思芯片的主要代加工厂商。在芯片全产业链中，打通了设计环节的华为，将大量“打造产品”订单抛向台积电。近两年的数据显示，来自海思的订单收入，在台积电销售额中逐年攀升，2019年已经占到总销售额的14%。

但如今，5月15日美国宣布对华为的新限制。同一天，台积电宣布了在美国建厂的计划。这波配合战让完成芯片设计突围的华为，再次陷入窘境。

除了台积电，难道就没有其他代加工厂了吗？

从制造芯片的规格来看，台积电的强大在于拥有14nm、12nm、10nm、7nm等全方位的量产能力。同时，5nm也在测试中，平均良品率已达80%。

但即便台积电再优秀，面对它的靠不住 *** 作，华为不得不另觅“良人”。这时候，不少人建议华为押宝中芯国际。

业界芯片代工厂中，台积电最强，三星其次，后边紧跟着格芯和联电，中芯国际排第5。由于联电和格芯无意进军7nm，中芯国际极有可能成为第3个涉猎7nm的。

特别值得一提的是，3月份媒体消息沸沸扬扬，称中芯国际突破7nm级限制，年底将实现量产。然而，很快就遭到中芯国际本尊打脸，表示，N+1工艺并不等于7nm。整体来说，N+1工艺相比于14nm性能提升20％，相比业界的35%提升还要差一点。

不过综合其他指标来看，N+1工艺尽管性能有缺憾，但功耗、成本、稳定性等表现并不差，可以将成本相对市场上的7nm减少大约10％，也是一个不错的进口替代品。

那么，中芯国际会是华为的最终出路吗？

目前，不适合让中芯国际违反禁令给华为供货（只是目前）。近几年的报道显示，中芯国际正处在技术和产能爬升状态，2019年曾向美企发出一系列订单，花费42亿元人民币，产品包括由蚀刻机等设备。同时，它近期还刚完成了一大波注资。

此次，美国禁止使用美系设备给华为供货，说到底，被卡最严重的是设备。国内的紧急任务是壮大设备群，与其冒着被“连带”的风险给华为供货，不如在国产设备上多下工夫，早日完成国内全产业链的“去风险化”。

因为，即便当下国产不因华为抱团，它也不会就此凉凉。

7nm、5nm等高端芯片多用于手机，但华为的业务范围从不限于手机。例如，2019年华为成立进军 汽车 零部件领域，提供车载通信模块，车载 *** 作系统等产品。

这些多元化的业务对芯片要求并不高，14nm以上往往就能满足。如此看来，以“多拖一”的形式为生存争取时间，寻找转机，也未尝不可。

更何况，华为的主要优势是通信基础设施和解决方案。这些业务牵动的不是一家华为，而是整个和华为或中国市场相关的全球产业格局。

美国思佳讯85%、高通69%、英伟达56%、博通54%……这是大中华地区销售占收入比重居前的高 科技 公司。这预示着什么：华为是它们重要的客户，中国是它们离不开的中国。若“杀死”华为，那么大多数供应商也会受到很大伤害、有些公司甚至可能会消失。尤其对日韩企业，打击更重。

他们是否会坐视不理？华为又真的会任由宰割，坐以待毙？

求人不如靠己，自救才能自强。

在华为之前，美国限制对华技术出口最严格的领域是航天：严禁任何航天科研合作，任何航天产业链产品不得出口中国，任何有美国航天器件的航天器不得由中国火箭发射……那又怎样呢？2018年，中国航天发射次数首次达到世界第一。等到2019年世界宇航大会，中国航天代表团被拒签时，迎来的是现场愤怒的刷屏：“中国航天去哪儿了？”

美国要封锁的从来不只是华为，是中国分割世界蛋糕的任何高新技术产业。害怕没用，侥幸也没用，只有硬核实力提升才能突出重围。越是封锁，越是逆袭，“没有伤痕累累，哪来皮糙肉厚”。那些杀不死我们的，终将让我们更强大！

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