國產(chǎn)自強之光!就連蘋果都難以突破的5G芯片,華為是怎么做成的?
早先據(jù)知名分析師郭明錤的消息,蘋果在5G芯片研發(fā)上遭遇了挫折,不得不在未來繼續(xù)使用高通5G基帶。以往自研芯片未嘗敗績的蘋果,卻敗在了基帶這一關。
事實上不只是蘋果,過去十多年時間里,許多手機芯片大廠紛紛退場,都是因為基帶技術告負。高通基帶,成為了手機芯片繞不過的坎。然而,有一家中國廠商,曾在高通的重壓之下,取得了通信基帶的自主權,它就是華為。

我們都知道做芯片燒錢,既然大家都在燒錢,為什么蘋果沒有做出來的基帶芯片,卻讓華為造出來了呢?簡單地說,除了錢,還有專利和時間。此二者,相輔相成。
足夠多的專利,能讓一家公司在更長的時間里立于不敗。更早地起步,又可以迎來更充足的時間發(fā)展技術,積累專利。諾基亞、愛立信和高通,就是活生生的例子。除此之外,便是天時地利,還有時代機遇,這是所有的科技公司都避不開的宿命。

從交換機販子到芯片廠商
華為創(chuàng)立于1984年,與1985年創(chuàng)立的高通年紀相仿,發(fā)展歷程卻截然不同。高通是出身正統(tǒng)的通信公司,1988年與Omninet合并,次年營收達到3200萬美元。
華為則是白手起家的典型中國創(chuàng)企,任正非合伙創(chuàng)辦華為時,注冊資本僅2.1萬元人民幣,員工14人。早年的華為雖號稱科技公司,但實際上卻是個賣交換機的“二道販子”,直到1990年前后開始自研交換機,才總算在科技行業(yè)“上道”。

交換機是通信的基礎設施,成本占比最高的就是芯片。為了抓住芯片的“命脈”,華為于1991年成立集成電路公司,開始自研交換機芯片。任正非招攬了一些國內(nèi)的技術精英,其中就有華為芯片的奠基人——精通電路設計和匯編語言的徐文偉,主導華為的芯片設計。
眾所周知,芯片研發(fā)是相當燒錢的,當年華為資金又非常吃緊,任正非甚至要借高利貸來維持運作。好在,華為的第一顆ASIC芯片成功流片。1993年,華為首款自研交換機芯片SD509問世。雖然功能比較落后,但至少開了個好頭。此后十年的時間里,華為逐步研制出更強的芯片。

無人問津的K3
華為自研基帶芯片始于2006年,既有“造備胎”的未雨綢繆,也有機緣巧合。2004年,華為成立全資子公司海思半導體,初步立項的產(chǎn)品包括SIM卡、機頂盒芯片、視頻編解碼芯片、安防監(jiān)控芯片等。尤其是視頻芯片的研發(fā),為華為應用處理器積累了經(jīng)驗。
對手機至關重要的基帶芯片,則是因為華為和高通結(jié)下的梁子。華為當時的主力產(chǎn)品之一,是3G數(shù)據(jù)卡,又叫3G上網(wǎng)卡,是商務差旅人士的必備品。因為供貨原因,華為3G數(shù)據(jù)卡的基帶芯片時常被高通卡住,毅然決定自研數(shù)據(jù)卡芯片。

2009年,華為發(fā)布首款手機應用芯片K3V1(Hi3611),基帶部分源于自家GSM基站技術,集成EDGE調(diào)制解調(diào)器,也就是所謂的“2.5G”。海思K3V1走的是聯(lián)發(fā)科路線,從入門機、山寨機開始做起。
只可惜,以低端市場為目標的K3V1,敵不過擁有成熟方案的聯(lián)發(fā)科、展訊,產(chǎn)品競爭力不強。加上華為內(nèi)部也不太看好,最終只有寥寥數(shù)款手機搭載K3V1,比如下面這款搭載Windows Mobile的華為C8300。好在,華為沒有因為這當頭一棒就舉手投降。

逆襲的巴龍4G
做低端機、山寨機傷害品牌調(diào)性,華為著眼了更長遠的目標,做高端品牌、高端智能手機。恰逢安卓興起,3G、4G交替,要進軍手機行業(yè),機不可失。
2009年,海思終于在基帶芯片取得重大突破,推出業(yè)界首款支持4G TD-LTE的多模終端芯片Balong 700,名稱源自巴龍雪山。該芯片于2010年上海世界博覽會展出,此后進軍商用領域。

2012年,Balong 710發(fā)布,是業(yè)界首款支持LTE Cat.4的多模LTE終端芯片,速率可達150Mbps,首次集成在麒麟910中。這讓麒麟910成為真正意義上的手機SoC,當時能做到集成基帶的芯片廠商,寥寥無幾。
次年,Balong 720發(fā)布,集成于麒麟920。Balong 720是全球首款支持LTE Cat.6標準的集成基帶,超過了業(yè)界領先的高通,下行速率可達300Mbps。之后便是Balong 750和765,支持LTE Cat.12/13 UL,峰值下載速率600Mbps。

Balong 765,率先支持8×8MIMO、LTE Cat.19,峰值速率1.6Gbps,是全球首款TD-LTE Gbit方案,依然處于領先。Balong 765集成在了麒麟980之中,于2018年的華為Mate20系列完成首秀,幫助華為沖進高端手機領域,比肩蘋果三星。
這時,智能手機已經(jīng)來到4G與5G交替的時代,因為通信基帶上無法取得突破,德州儀器、英偉達紛紛退出手機芯片行業(yè),蘋果正就專利官司和高通糾纏,iPhone里的英特爾基帶信號糟糕、5G屢次跳票,而聯(lián)發(fā)科還深深陷在中低端手機泥潭中。華為的堅持,讓自己率先拿到了5G的入場券。

出道即巔峰
2019年,麒麟990 5G芯片發(fā)布,不僅首次采用全新的臺積電7nm EUV工藝,還首次集成了巴龍5000 5G基帶,5G Sub-6GHz頻段網(wǎng)速可達4.6Gbps,毫米波5G頻段可達6.5Gbps,率先同步支持SA、NSA組網(wǎng)。
當然,最亮眼的還是首次在旗艦芯片上集成5G基帶,相比其它芯片的“外掛”式,在功耗和性能之間取得了平衡。直到2020年底的驍龍888,高通才第一次做到這一步。

麒麟990、巴龍5000 5G的組合,為華為Mate30系列創(chuàng)下神話。上市60天內(nèi)銷量已經(jīng)突破700萬部,開賣三個月銷量突破1200萬部,是國產(chǎn)高端手機毋庸置疑的巔峰表現(xiàn)。遺憾的是,出道即顛峰之后,美國霸道的一紙禁令,讓華為的5G之路急轉(zhuǎn)直下。
華為長期的合作伙伴、全球最大代工廠臺積電,自2020年9月起無法再為華為代工芯片,麒麟9000系列和巴龍5000 5G,成為了絕唱。到今天,華為不得不依靠高通“特供”的4G芯片維持手機出貨,華為海思這家全球前三的基帶芯片供應商,也漸漸淪為Others。而高通則憑借祖上積累的專利技術優(yōu)勢,占據(jù)過半份額。

華為的自研芯片之路,前后近30年的時間。華為能從普通的交換機販子,做到5G芯片領軍者,輝煌的成績背后,可貴的是不甘于被卡脖子的危難意識,以及長年累月的堅持。
如今的5G基帶芯片市場,三星和聯(lián)發(fā)科是高通之外最大的兩位玩家,前者因為信號問題廣受吐槽,后者在毫米波5G技術上仍與高通有不小差距。專利與時間。當蘋果都因此遇挫,何時才能出現(xiàn)一位強大的新玩家,來撼動高通的5G頭號玩家之位呢?