爱集微APP · 5月22日

【集微直播间·开讲】关于华为海思芯片的过去与现在,戴辉这样说

集微网消息 近日,美国一纸出口管制规定再一次将华为海思推上风口浪尖。而美国之所以一次次以国家之力“降维打击”华为海思,与半导体产业的战略意义以及海思在中国半导体产业的地位不无关系。

海思不仅在全球前十大Fabless企业中占有一席之地,即使将IDM、Foundry、Fabless等各类半导体厂商按销售额排出top10,海思也榜上有名。在国内IC设计企业中,海思更是当之无愧的第一。据中国半导体行业协会集成电路设计分会数据,其2019年销售额甚至高于中国大陆Top2-Top10芯片设计企业销售额之和。

然而,海思终究只有一个,中国“芯”要真正做大做强,需要更多的“海思”。那么,海思的芯片是如何炼成的?海思模式能否被复制?有哪些成功经验值得借鉴?厘清这些问题对于中国半导体产业发展具有现实意义。而在美国极限施压下,华为未来路在何方?中国芯片产业今后又该如何发展?这些问题也牵动着业界乃至全民的神经。

5月21日,科技老兵戴辉做客“集微直播间·开讲”就《华为芯片是如何炼成的》及美国对华为的封锁等当下热点话题,与主持人集微网执行副总编慕容素娟及观众进行了深入交流。截至5月21日12时,通过爱集微APP、微博、百度视频、西瓜视频、B站等直播平台观看直播并互动的观众超32600人次,刷新了“集微直播间·开讲”栏目观看人次。

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遭遇极限施压的华为

在华为被美国列入实体清单一周年之际,美国对华为的打压再次升级,将此前的管制“线”——美国企业零部件和软件含量25%以上,直接降为含有美国企业零部件及软件。对于全球化极为彻底的半导体产业来说,完全绕过美国技术是不现实的,这意味着过渡期后华为海思的芯片生产可能陷入困境。

对此,戴辉认为,在芯片底层工艺方面,国际化分工充分,欧美国家技术更为先进,中国大陆短时间内很难在晶圆制造高端设备、高等级材料、芯片高级制程上有根本性突破,也没必要追求绝对的完全自主

中国也有自身的优势,如整机设计及制造业世界领先、中国市场是5G的核心动力、中国消费者是全世界最大的客户群体等。而且,当前的新基建政策也将带动5G、光通信、云计算的建设,回顾2008年四万亿元的“铁公基”对世界经济都曾起到拉动作用,在新冠肺炎带来全球经济衰退的背景下,新基建也如同一剂“强心针”推动全球经济复苏,美国也将从中获利。中美合作,本质上是双方互惠互利。

他表示:“我相信中美之间仍有很大的谈判空间,我也坚信华为生存不是问题,未来如何发展还需拭目以待,但中美各有筹码,双方谁也离不开谁,正如中国外交部发言人所说,中美和则互利,不和则互害。太平洋这么大容得下中美两国,中美必能找出一条康庄大道。”

海思芯片往事

1987年,台积电开创了Foundry模式,硅谷Fabless芯片企业由此兴起。这一浪潮也冲击到刚刚经历改革开放的深圳,华为的芯片设计之路启航。1991年,华为用FPGA实现后,去香港的EDA设计芯片,再到TI流片,做出了自己第一颗芯片。

1993年,华为第一次自己用EDA设计芯片成功。那是一颗数字网板芯片,用来提高网络交换效率,把过去的机柜变成“两个板子”大大提高了集成度,也使华为数字程控交换机效率大幅提升。1998年,华为第一块数模混合的ASIC芯片开发成功。

2001年,何庭波在完成光传输芯片之后主持的WCDMA基站套片开发成功。在2G时代,华为是用TI的DSP来做基带处理,3G时代,华为在demo阶段采用DSP+FPGA做基带处理。为了提高运算速度、降低功耗,华为才开始自己做ASIC。可以看到,华为做芯片是为了提高自己设备的竞争力。

2004年,海思诞生。与华为做芯片思路不同,海思的成立是为了从事外销芯片业务。“由当时身在欧洲的徐文伟兼任总裁,何庭波和艾伟负责实际运营,徐直军为sponsor(幕后老大)。”戴辉说。

无论大海思还是小海思都属于2012实验室,由李英涛负责。俗称大海思的华为公司芯片平台服务于自身系统同时构筑芯片设计基础平台,麒麟芯片及近期推出的智能计算芯片都属于大海思。而海思(俗称小海思)是华为的独立子公司,外销芯片,借鉴了业界的做法。摩托罗拉、西门子、飞利浦、AMD和IBM都分拆了自己的芯片企业。戴辉认为,小海思未来大概率会独立运作,并与母体脱钩,这与中美贸易摩擦并没有必然关系。

资本实力雄厚是海思的巨大优势,早在2010年前后,海思投入就达到10亿,这与硅谷芯片企业有异曲同工之妙。风险投资产业就诞生于硅谷的芯片产业,所以企业融资能力非常强,在完全市场规则下的自由竞争中,硅谷企业实现了一代超越、代代超越。部分芯片中国国内企业并非做不出,只是性能差一点、良率低一点、功耗大一点、成本高一点,无法与硅谷企业竞争,就只能被硅谷代代超越。但是在美国禁供的可能情况下,这些企业也可以顶上并发展。

戴辉认为,背靠财力雄厚的华为,海思适合做巨大的数字芯片系统工程。一方面,海思可以通过购买成熟的IP缩短研发时间,必要时还可以自研核心IP;另一方面,流片代价巨大,小企业一次流片失败可能就再也跟不上市场节奏,而华为也曾多次流片失败,但通过快速试错和迭代,华为并不至于因此落后。

除了财力,海思的成功与其技术生态的建立密切相关。对于数字SoC来说,一旦建立起自己的技术生态(Turnkey Solution)就不会被轻易颠覆。而SoC天然地适合构筑Turkey Solution。Turnkey Solution由联发科在山寨GSM手机上首创,华为也已系统地建立起这样的模式,一旦芯片有缺陷,可以在上层软件中解决。华为个别芯片不单卖,只卖软硬一体的模组,甚至板卡,戴辉称之为“Turnkey Solution+”。

此外,华为早期垂直整合模式奠定了海思芯片发展的基础。无论系统芯片还是消费电子芯片,都是为了提高整机竞争力而存在的。海思系统芯片的优势在于,从诞生之初,其各类芯片就是由产品部门与海思商量,定出明确的特性。而消费芯片领域,海思之所以在多媒体芯片方面首先成功,就是因为华为有自己的多媒体产品部门,对未来的需求很了解。

值得指出的是,垂直整合与水平整合是可以相互转化的。戴辉表示,高端系统设备基本上都是垂直整合来构筑竞争力,思科是垂直整合的典范,不断收购芯片,整合进自己的产业,华为自身也是垂直整合的范例。而消费电子早期一直采用水平整合方式,也就是整机和芯片由不同的公司来做。随着消费电子品牌集中度提高,也开始出现了垂直整合的情况。

从多媒体到计算芯片

如前所述,多媒体芯片是华为取得突破的首个消费电子芯片领域,其中以视频监控芯片最为成功。数字安防市场的迅速发展,对包括华为在内的视频监控芯片供应商,是个宝贵的契机。2007年,外销芯片迟迟无法打开局面的海思拿到了第一个大订单,产品就是视频监控芯片。视频监控领域是华为芯片第一个做到全球市场第一的领域也是目前为止少有的华为芯片全球第一的领域。有意思的是鱼和熊掌不可兼得,华为早期尽管自身也有安防产业,但为了做好外销芯片,在早期华为基本放弃了摄像头产业,主要做安防软件平台。

在机顶盒芯片领域,华为“培养”出了“山寨”行业。在华为进入机顶盒芯片的早期,机顶盒由于技术门槛高,基本没有山寨市场。华为大幅降低了这一门槛,由此带来“山寨”市场爆发,甚至一度影响到华为自身的机顶盒整机销售。如今,华为机顶盒芯片已是该细分领域中国市场第一。电视机芯片也是华为取得突出成绩的多媒体芯片之一,目前已可与联发科同台竞技

华为多媒体芯片的成功与其编解码能力和图像信号处理(ISP)能力直接相关。其中,华为的编解码能力来自上世纪90年代会议电视时代建立的基础。而ISP能力的强化则是通过与德国徕卡相机的合作、对TI部分业务关闭后的离职员工招聘等一步步完善的。

在最引人关注的手机芯片市场,技术并非越先进越好,最大程度地满足客户才是关键。GSM是联发科和展锐的手机芯片取得成功的第一个里程碑。资本主义世界两次经济危机成就了华为,华为也是在GSM基站全球市场抢到了巨大的市场份额。然后在3G/4G终于到来后获得了巨大的收益。正是在基站上建立了雄厚的基础,华为才有技术实力进入到基带芯片

山寨GSM手机带动了中国芯片的一次爆炸式发展,华为手机芯片却没有采用山寨模式成功,而是手机带动了芯片发展。华为的手机和手机芯片都得益于Arm+安卓体系的崛起。从巴龙基带到麒麟芯片,华为完成了数据卡和手机强拉芯片,到芯片和手机一起走的蜕变。2015年,麒麟950发布,采用FINFET+16nm工艺,首次达到世界水平。

云计算颠覆了传统商业模式,尤其在此次新冠疫情中,云计算大放异彩,戴辉本人也投资了国内首家自主可控桌面云京华科讯。中国工程院院士倪光南曾指出,云计算能使应用、操作系统和芯片解耦,可以颠覆传统的WINTEL紧耦合架构。2019年,华为抓住云计算契机,成立了CLOUD&AI BG,全力投入云计算。目前,华为已经拥有三大计算芯片。分别是昇腾AI处理器、基于ARM的鲲鹏处理器、以及正在研发中的GPU。

芯片自研与外部供应

2018年中兴禁供事件之后,国产芯片供应链发力,获得整机厂商支持,不少国产芯片,尤其是模拟和射频芯片,实现了0到1的突破。模拟芯片往往不需要很高的制程,且可以和国外器件相互替换(pin2pin),一个器件可以有多个供应商,在国产替代背景下得以迅速发展。

海思芯片以数字芯片为主,模拟和射频芯片种类较少,而华为芯片需求种类众多,这就需要依赖广大的供应链。华为旗下哈勃科技投资有限公司投资了不少芯片企业,多是材料、模拟芯片企业或者是细分领域的数字芯片。

借鉴海思的成长,事实上,系统厂商可以成为芯片玩家。未来系统厂家可能退出整机竞争,而成为核心芯片提供者,服务于众多整机厂家,甚至颠覆整个业界形态。如果能获得独立的基带芯片,那么手机厂商完全有条件做AP集成CPU、GPU等。

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互动问答

Q:海思是在不断的突破与创新中成长起来的,包括技术突破、模式突破和市场的前瞻性、敏锐性成就了今天的海思,国内还可能出现下一个海思吗

A:中国IC设计企业中,海思虽然总体上遥遥领先,但中国芯片发展是群体突破,每个领域都在突破发展,都已经出现或者能够出现明日之星。

Q:在中美贸易战背景下,中国半导体企业该如何走好接下来的路

A:当前是个非常特殊的时期,新冠肺炎带来全球性经济衰退,类似2008年。2008年,中国的老基建拉动了经济的发展,目前中国同样有着类似的契机。中国集成电路发展必然有曲折,但未来必定是光明的。在芯片领域,中国不可能跟外界隔离,只能跟全世界共同发展。巴菲特说,不要浪费这次危机。对于中国来说,这也是个不能浪费的危机。美国正值经济低迷期,而信息产业是美国的支柱产业,中美之间还有得谈,相信凭借两国共同努力,可以探索出双方合作的未来。

Q:如果台积电不能接华为的订单,中芯国际是否也会遭遇同样的问题

A:按照目前的条款,台积电、三星、中芯国际都受到制约,因为三家都会用到美国技术。我觉得目前条款是美国极限施压的手段,全面断供华为并不一定是美国的真实目的。

Q:未来芯片领域的投资机会有哪些

A:个人认为,未来中国芯片行业可能出现并购潮,二级市场将有很多机会。而一级市场则较为复杂,各条芯片赛道上也有了不少玩家,需要持续关注,不是三言两语可以厘清的。

Q:5G时代,物联网的大规模应用会不会带来新的机会?企业应该如何把握

A:新基建(5G和云等)或可化解中美博弈。中国制造业发达、中国拥有巨大的消费群体是美国所不具有的优势,新基建可以带动中国乃至全世界产业发展,美国也可从中获益。除了2C应用外,广泛的创业机会会出现在丰富多样百花齐放的应用层(物联网的行业应用等)。但每个行业都千差万别,需要具体分析。

Q:您谈到了并购这种横向的产业整合,您对这种模式的竞争力或者本身的技术能力提升有什么见解

A:并购一个企业并不意味着要并购一个技术和市场同样强大的市场,并购要根据自身战略发展来进行。比如华为此前的并购中会倾向选择技术强的企业,利用自己强大的市场能力,双方资源互补。目前中国芯片企业的并购主要发生在清华系,集微网创始人老杳曾戏言,中国芯片企业并购是清华校友的自由组合。我希望未来中国芯片企业并购能在更大的范围进行。

Q:目前芯片行业是否过热,估值虚高

A:芯片有“三高”:高估值、高投入、高风险,但是也可能有高收益。二级市场芯片企业的PE也不低,我个人认为,对于卓越的芯片设计企业来讲,目前的估值仍有空间,对于平庸的芯片企业可能确实存在过热。如果购买单个芯片股票存在不确定风险,大家可以考虑买一些芯片ETF,降低风险。

Q:怎样看待国内的AI芯片创业潮

A:AI芯片和底层机会平台窗口可能已经关闭,目前行业参与者可能会有一些终将离开。但在AI应用领域仍有大量机会。我们期待着中国本土出现革命性、创新性的应用。如同“+互联网”,AI也可以给各行业赋能,成为“+AI”。我担任顾问的明锐理想,就在SMT、芯片和模组封装的自动视觉检查上增加了人工智能的功能。

(校对/艾禾)

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