凯发K8国际娱乐官网|ribenrenti|华为麒麟芯片发展史

  据官方介绍◈✿◈,麒麟990在工艺制程◈✿◈、AI性能以及5G能力方面领先竞争对手◈✿◈。在5G能力方面◈✿◈,麒麟990内置巴龙5000基带◈✿◈,不需要外挂5G芯片就可以实现5G网络◈✿◈。

  就在半个月前的8月23日◈✿◈,华为自研云端AI芯片昇腾910正式商用发布◈✿◈,芯片最大功耗仅310W◈✿◈,比之前设计的350W更低◈✿◈。

  半个月的时间◈✿◈,华为接连发布两款重要芯片k8凯发◈✿◈,◈✿◈,可见华为对于布局芯片和处理器的决心◈✿◈。作为华为掌舵人◈✿◈,任正非自创立华为伊始就对芯片自研有着极大的关注凯发APP◈✿◈!◈✿◈,任凭外界如何风吹草动◈✿◈、嘲讽至门◈✿◈,任正非依然投入大部分经费到自研芯片上◈✿◈,在外界看起来如同自找亏损◈✿◈。但任正非的坚持在20年后终于换来了迄今最大的回报◈✿◈。正是因为有了自主研发的手机芯片——海思麒麟凯发K8国际娱乐官网◈✿◈,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◈✿◈。

  那么海思麒麟从何时开始发展◈✿◈,又有着怎样的经历?下面◈✿◈,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◈✿◈。

  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◈✿◈。

  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(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凯发K8国际娱乐官网◈✿◈,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◈✿◈。

  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◈✿◈。

  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◈✿◈。

  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ribenrenti◈✿◈。

  离子注入完成后◈✿◈,光刻胶也被清除凯发K8国际娱乐官网◈✿◈,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◈✿◈。

  然后我们就可以开始对它进行电镀了◈✿◈,操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◈✿◈。

  芯片表面看起来异常平滑凯发K8国际娱乐官网◈✿◈,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◈✿◈。

  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◈✿◈。

  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ribenrenti◈✿◈。

  在2004年◈✿◈,经任正非考虑◈✿◈,华为正式将前研发部独立出去◈✿◈,成立全资子公司海思半导体(HiSilicon)◈✿◈。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ribenrenti◈✿◈,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ribenrenti◈✿◈,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◈✿◈。

  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月正式成立凯发APP官网◈✿◈!◈✿◈,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凯发K8国际娱乐官网◈✿◈,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凯发K8官网首页◈✿◈。

  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◈✿◈。

  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凯发K8国际娱乐官网◈✿◈。

  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ribenrenti◈✿◈,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◈✿◈。

  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◈✿◈。

  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◈✿◈。

  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◈✿◈。

  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加持凯发APP◈✿◈,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9月6日华为在德国柏林和北京同时发布最新一代旗舰芯片麒麟990系列◈✿◈,包括麒麟990和麒麟990 5G两款芯片◈✿◈。两款芯片在性能与能效◈✿◈、AI智慧算力及ISP拍摄能力等方面进行全方位升级◈✿◈。这标志着◈✿◈,华为在5G和端侧AI两大领域同时实现了全球引领◈✿◈。

  据华为消费者业务CEO余承东和华为Fellow艾伟介绍◈✿◈,麒麟990 5G是华为推出的全球首款旗舰5G SoC芯片◈✿◈,是业内最小的5G手机芯片方案◈✿◈,面积更小◈✿◈,功耗更低◈✿◈;它可率先支持NSA/SA双架构和TDD/FDD全频段◈✿◈,是业界首个全网通5G SoC◈✿◈。同时◈✿◈,麒麟990 5G是首款采用达芬奇架构NPU的旗舰级SoC◈✿◈。在游戏和摄影方面◈✿◈,麒麟990 5G也为用户带来了全新的体验◈✿◈。

  与麒麟990 5G一起亮相的麒麟990◈✿◈,同样在性能◈✿◈、能效◈✿◈、AI及拍照方面实现重磅升级◈✿◈,为现阶段更广泛的4G手机用户提供更卓越的使用体验◈✿◈。

  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◈✿◈。