华为海思芯片揭秘:麒麟能“撑起”中国半导体产业吗?

时间:2019-06-26 07:29       来源: 体育网

  2018年8月31日,华为发布麒麟980芯片,麒麟980是世界上第一个采用台积电7nm工艺制造的商用手机SoC芯片组,集成69亿个晶体管以提高性能和能源效率。这是第一种基于ARM Cortex-A76 CPU、Mail-G76 GPU、Cat.21开发的同类产品。麒麟980支持频率高达2133 MHz的LPDDR4X内存,并搭载支持160 MHz带宽的移动端Wi-Fi芯片组。
  华为海思麒麟980的发布让中国半导体业看到了曙光,有人因此高喊中国“芯”崛起,但是也有人认为从一款还未接受市场检验的产品来判断半导体是否崛起太过武断,那么华为海思麒麟系列芯片究竟有何突破,让我们从海思说起,看看麒麟能否“撑起”中国芯崛起的重担。
  华为海思芯片成长历程
  1、华为的追求
  二十七年来,华为已经运用信息与通信技术,覆盖170多个国家和地区、帮助近30亿人加入了联接的世界,让人们随时随地实现自由沟通和信息分享。截至2013年,华为设备服务着全球1/3的连接(6.3亿MBB用户,2.4亿FBB用户,23亿移动用户,2.5亿NGN)……
  到2025年,移动宽带用户将增长到85亿,物联网数量预计增长到1000亿,一个全联接的时代正在到来;面向未来,华为希望与客户、合作伙伴一道,全力打造全球最高效、整合的数字物流系统,实现人与人、人与物、物与物全面互联,不断提升工作效率、帮助行业转型,为每位用户带来更好的体验,促进人们自由地沟通分享与思想交流。
  芯片对ICT产业发展有着举足轻重的战略地位,堪为ICT技术皇冠上的明珠。1991年,华为开始自行研发通信芯片,以满足自身通信网络建设的需求,目前已经成功开发出100多款自主知识产权的芯片。
  2、K系列的发展历程
  2006年,华为基于对智能手机的发展判断,开始着手研发移动手机芯片,希望做出更好体验的智能终端,并通过掌握核心技术,构建移动时代持久的竞争优势;2006年K3V1立项启动,那时还没有iPhone,没有Android,华为看好智能机的发展,2007年推出业界集成度最高、最早的Turnkey智能机解决方案,并实现了百万级的出货;2012年推出的K3V2是最早真机演示、体积最小的四核处理器,成为首颗千万级规模的国产高端智能手机芯片。
  3、在手机芯片领域的技术实力
  全球研发布局,遍布瑞典、俄罗斯、新加坡等11个国家和地区,在SoC、无线算法、射频技术、图像处理、设计工艺等各个核心技术领域,聚集了全球最优秀的人才进行协同创新;拥有业界最领先、最大规模、最复杂的网络调测环境(20多套核心网,200多LTE小区,500多个GSM、UMTS小区),运营商网络出现的任何问题都能用我们的真实网络来复现,从而推动领先特性的成熟稳定;(其他芯片厂商往往只能购买仪器仪表来测试,而仪器仪表是无法复现真实网络问题的)。
  华为是全球LTE标准的主导者,LTE核心标准的提案通过数占全球总数的25%,位居业界第一;全球第一款LTECat4芯片比业界早1.5年,全球第一款LTECat6芯片领先业界半年;华为是中国TD-LTE的主要推动者,也大大加快了全球4GLTE移动宽带的商用进程。传统移动技术产业链的成熟和商用瓶颈往往在终端和芯片,华为在手机芯片上的持续投入和技术突破,彻底扭转了这一局面。华为提供了中国4G外场测试所需的80%以上的网络、终端、测试仪器芯片。
  4、麒麟系列芯片的主要技术突破
  全面采用了领先的SoC架构及28纳米HPM工艺,在约1平方厘米的面积上集成了近10亿个晶体管,即在单个芯片上集成了中央处理器、图像处理器、通信模块、音视频解码以及外围电路等。SoC相比AP+Modem具有更省电、集成度更高、成本更优等优势,并完美平衡应用处理、通信能力、功耗发热等性能指标,全球仅有两家具备这一实力,华为是其中之一;相比业界非Soc方案,麒麟系列芯片可节省约220平方毫米的面积,相当于约300mAh的电池空间,这意味着将延长3个小时的通话,或1个小时的上网浏览;基于最终用户体验,整体重构功耗设计,针对CPU、GPU、DDR、ISP、Display等10余个模块做了详尽的功耗设计和仿真,全部实现了不用即停(auto-stop)的省电技术,其中A15核心更是达到当期业界体积最小水平,相比ARM标准架构能效比提升了20%。
  其中Kirin920采用8核big.LITTLEGTS(GlobalTaskScheduling)架构,完美的将4个ARMCortex-A15处理器和4个Cortex-A7处理器结合在一起,使同一应用程序可以在二者之间无缝切换,解决了高性能和低功耗之间的平衡,在大幅提升性能的同时延长了电池使用时间——使得手机可以做到更小、更薄;带给消费者更快速、更持久的的体验;Kirin920整合了华为的LTEAdvanced通信模块,全球率先支持LTECat6标准(目前全球最快的第四代移动通信技术),并领先业界一年左右推出单片支持40MHz频谱带宽技术,亦即支持20+20MHz的双载波聚合,FDD场景下数据传输速率峰值可达300Mbps;支持LTE-FDD/LTE-TDD/WCDMA/TD-SCDMA/GSM五种制式以及全球所有主流频段,真正实现一机在手全球畅通;
  在音视频、游戏性能、图像处理等方面,麒麟系列芯片整体性能卓越。Kirin920全球首款内置专业音频处理器TensilicaHIFI3,支持超高清语音编解码;支持H.265、4K等高清超高清视频全解码;GPU则采用了业界领先的ARMMaliT628MP4,市场上主流大型游戏都可流畅运行。