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2019-05-21

对华为芯片技术的理性分析!认识短板、积极建言!

新前沿 
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对华为芯片技术的理性分析!认识短板、积极建言!
环球华人微刊 
新前沿 今天



华为是中国技术力量最雄厚的硬科技企业,但在芯片领域的实力在世界上处于什么位置呢?我们要实事求是,中国更应该抱着谦虚的态度来看待问题。

一、客观分析华为能力及中国半导体短板

我们要分析美国商务部把华为及相关70家公司加入所谓的实体名单后的影响及"备胎转正"的可能性。

假如完全禁售,刨除原材料备货因素,今天的华为和去年的中兴有没有不一样的地方?事实上,这事件放在世界上任何一家科技公司身上都别无二致,包括苹果和三星。这就是全球化的结果。

美国要逆全球化,无非是觉得杀中国一千,自损只有两百五。

也许很多朋友就开始纳闷了?不是华为有芯片自制的么?不是有"备胎转正"么?

海思之前,华为的主要能力在于终端,说直白点就是使用芯片做成整机产品。模仿是学习创新的基础,就像婴幼儿的牙牙学语。

十几年前,笔者本科毕业的时候,华为在985高校招聘电子信息类毕业生的招聘主体是本科生,本硕博的工资差别不超过1000。在大多数985高校中等生眼中,华为offer是用来保底的。

然而今天,华为已经成为清华北大顶级名校毕业生的第一选择。

换言之,华为变得强大、变得受人关注、吸引到优秀人才也就是最近几年的事。

然而技术实力的炼成可不是一蹴而就,我们经常提及的核心技术壁垒本质是什么?

本质在于积累、在于时间。华为也概莫如此。

先不论华为还没有涉足的那些芯片,就说说时间积累最长、内部资源浇灌最用心的麒麟芯片。

有了内部配套网络和视频芯片的基础,麒麟第一代(K3处理器)在2009年发布。历经十多年,十七次迭代,麒麟系列已经发展至最新麒麟990也只是性能勉强追平高通(某些性能还有不足),但授权方式仍离高通和苹果还有差距。

虽然苹果、高通以及华为都是采用ARM授权,但是授权却可以分为四类:使用层授权、内核层授权、架构授权、指令集授权。苹果和高通都是自研架构,授权的都是指令集。而华为目前还采用的是架构授权。

这就是差距。

摄像头、显示等芯片都是外围芯片,手机最核心芯片其实大致分为三类:AP芯片(应用处理器)、基带芯片、射频芯片。

麒麟属于AP,全球手机AP芯片基本都是ARM授权,因为有ARM提供的基础,AP还不是门槛最高的。


难度最高的应该算是基带芯片,因为这块芯片负责处理的是复杂的通信协议,2G到5G标准一路提升一并兼容,自然需要的技术积累就更多了。

所以说,华为海思何庭波总裁讲的备胎转正一事,也只是刚刚起头而已,芯片的更新换代日新月异,换代周期越来越短,这是不争的事实。

刚才还只说的是手机终端芯片,基站服务器芯片门槛那就更高了。

当然我们也看到华为芯片能力在慢慢成长蓄力中,麒麟系列(AP)、巴龙系列(基带)、�N腾系列(NPU)逐渐丰富华为芯片产品线,但这仍需要不短的时间积累。

简言之,华为并没有想象中的那么无所不能,尤其在芯片领域,这是事实!


中国的芯片设计环节还不是差距最大的,在产业链中差距最大的在于:

1.芯片设计用的EDA软件;

2.集成电路设备。

什么叫EDA?EDA就是电子设计自动化(Electronics Design Automation)。

笔者的师傅曾跟笔者描述过没有EDA辅助下的芯片设计。师傅的师傅那时候设计集成电路用的是一套作图工具,各种逻辑门(与非、或非、异或等)电路符号,有点像我们小时候使用的内部有圆形、正方形的一套三角形板。

芯片设计工程师的工作就是画图,前端设计的输出就是一张大图,里面密密麻麻地布满了各种逻辑门电路,已经之间的连线,错综复杂。

怎么理解这个密密麻麻、错综复杂?一个4位加法器(0-15)以内的加法器就需要23个门电路,几十端口的连通,错一个全功尽放弃。一个简单的加法器会随着位数增加,门电路数指数级增加。

当前使用的处理器大多32位或64位,如果没有EDA辅助,这么简单地设计一个加法器的工作量都是大工程。

上面提到的麒麟980使用了接近70亿颗晶体管。70亿颗晶体管的互联互通,如果不用辅助设计工具,用画图的方式完全不可想象。这就是EDA软件的工作与价值。

然而全球三大EDA软件:Cadence、Mentor和Synopsys,无一例外都是美国企业。离开他们,你可能电脑设计软件就打不开了。

半导体设备企业也是概莫如此。

全球半导体设备企业前五大:Applied Material(应用材料)、Lam Research(泛林)、Tokyo Electron(东京电子)、ASML(阿斯麦)、KLA-Tencor(科天),5家中的三家都是美国企业,剩下两家一家日本企业一家荷兰企业。(光刻机等高端设备的制造商)

即使贵为台积电这类集成电路制造龙头企业,也是依赖于美国这些半导体设备厂商的。(没有光刻机等设备台积电制造芯片也无从谈起)。


众所周知,华为的手机芯片是海思自己设计,委托台积电等厂家制造。

二、如何补技术短板?

中国如何实现对技术的积累,尤其是硬科技的积累?

1. 重视理科教育。中国当前的高考指挥棒是有很大问题的,过于重视语文,而忽视理科。比如盛产院士的江浙沪地区,很多大学理工科学生的高考科目居然没有物理。没有高中物理的基础,如何衔接大学那些专业课程?更妄论做科研创新了!

2. 给予人才高薪酬。让专业的技术人才聚精会神在专业之内。这些年很多优秀专业人才转向了金融等领域,笔者就是其中一例(有点不谦虚)。



3. 产业链积极国产化培养。曾经有一位上市公司CEO跟笔者说过这么一个观点:"什么是名医?开刀治死的人多了便成了名医"。好的产品研发测试做好才是第一步,进入应用中不断地迭代后提高才是最关键的。国内电子产业链各个环节中,终端应用已经具有全球竞争力。国内终端应用厂商更应该给予国内芯片厂商更多的机会、更多的信赖、更大的容忍度。这是一个看似牺牲短期利益,却顾全长期发展的做法。很欣慰的是,经过中兴事件之后,国内众多终端厂商在开始积极国产替代。



重视理科教育、给予专业技术人才高待遇、全产业链积极国产化培养。

不是一般的任重道远!



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