在近年歷次華為旗艦手機(jī)的消費(fèi)者調(diào)查中,作為支撐華為手機(jī)商業(yè)成功的重要力量,麒麟芯片越來(lái)越受關(guān)注。但實(shí)際上麒麟一路走來(lái)的艱難險(xiǎn)阻,只有經(jīng)歷過(guò)的人才有深刻體會(huì)。這里,我們希望通過(guò)2003年以來(lái)的若干小故事,來(lái)探究麒麟的奮斗和變革歷程。需要說(shuō)明的是,麒麟只是一個(gè)代稱(chēng),實(shí)際上是指用于手機(jī)的一系列芯片或部件,即華為無(wú)線(xiàn)終端芯片,包括麒麟、巴龍、HiKe(氦客開(kāi)源開(kāi)發(fā)板)RF、 Connectivity、PMU(電源管理單元芯片)、 Codec(編解碼器)等。

　　以下是文章正文：

　　華為無(wú)線(xiàn)終端芯片要從2003年說(shuō)起。那時(shí),公司決定研發(fā)用于WCDMA(寬帶碼分多址)的手機(jī)芯片——代號(hào)是梅里?？上н@個(gè)項(xiàng)目不太成功。2007年中,公司正式定布停掉梅里項(xiàng)目。時(shí)任海思總裁徐直軍表示,盡管梅里這個(gè)項(xiàng)目不做了,無(wú)線(xiàn)終端芯片領(lǐng)域還有更多挑戰(zhàn)值得攻克,鼓勵(lì)大家堅(jiān)持下去。他說(shuō)：“我們?nèi)A為就是'傻傻地投'。"

　　梅里這款產(chǎn)品雖然最終沒(méi)能成功商用,但給團(tuán)隊(duì)積累了最為珍貴的產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),更重要的是培養(yǎng)了一批人。梅里項(xiàng)目的結(jié)柬其實(shí)是一個(gè)全新的開(kāi)始,公司決定兵分三路在3G Modem(調(diào)制解調(diào)器)和AP(應(yīng)用處理器)處理器領(lǐng)域分別積蓄力量，另一方面也開(kāi)始了4G LTE新技術(shù)的預(yù)研和探索。

　　于是三個(gè)團(tuán)隊(duì)分別重新踏上征途。王勁和King帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始3G Modem(含2G)研發(fā),Jerry則帶領(lǐng)梅里團(tuán)隊(duì)的一部分核心力量,在高端AP領(lǐng)域繼續(xù)探索;第三個(gè)團(tuán)隊(duì)則專(zhuān)攻4G LTE方向。

　　2007年底,華為無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品線(xiàn)研發(fā)4G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要配套的4G測(cè)試終端。Scan曾經(jīng)有過(guò)3G測(cè)試終端的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),責(zé)無(wú)旁貸地挑起了LTE測(cè)試終端開(kāi)發(fā)的大梁。同時(shí),由于缺人,公司決策將高端芯片專(zhuān)家 William從發(fā)展得如火如茶的數(shù)字媒體芯片領(lǐng)域抽調(diào)到LTE領(lǐng)域,負(fù)責(zé)LTE芯片的開(kāi)發(fā)。William是一位非常有經(jīng)驗(yàn)的芯片開(kāi)發(fā)專(zhuān)家,在數(shù)據(jù)通信芯片、安全芯片、數(shù)字媒體芯片等領(lǐng)域有著成熟的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。后來(lái)證明,正是這樣才實(shí)現(xiàn)了4G乃至5 G Modem芯片的“星星之火,可以燎原”。

　　新鮮血液的加入,不僅帶來(lái)了成熟的SoC(片上系統(tǒng))架構(gòu)和電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),還帶來(lái)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的新思維。William說(shuō):新團(tuán)隊(duì)沒(méi)有經(jīng)歷梅里項(xiàng)目的磨難,但正是因?yàn)椴涣私?反倒有更多勇氣去挑戰(zhàn),真正激發(fā)出團(tuán)隊(duì)潛力。與此同時(shí),Sean帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)也燃起全新的奮斗熱情,堅(jiān)守的兄弟們一心都想把項(xiàng)目做好,他們的心中始終燃燒著一團(tuán)熊熊烈火。但不論團(tuán)隊(duì)如何熱情高漲,艱難困苦一如既往地在前面等著大家。

　　第一代LTE單模 Modem巴龍700:是25Mbps,還是100Mbps?

　　在定義第一代LTE芯片巴龍700的最高速率時(shí),大家在25Mbps(傳輸速率單位,兆比特每秒)和10Mbps之間搖擺不定,當(dāng)時(shí) HSDPA(高速下行分組接入)的下行峰值速率在36Mbps左右,有些人覺(jué)得LTE做100Mbps太高了,能做到25Mbps就行。但 William不這樣想?；诼酚善黝I(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)積累,他認(rèn)為,4G初期的速率在無(wú)線(xiàn)領(lǐng)域看來(lái)確實(shí)很高,但在路由器領(lǐng)域,這個(gè)速率差不多是10年前的水平。盡管傳輸?shù)脑聿煌?很多核心技術(shù)卻是相通的。William堅(jiān)持100Mbps沒(méi)什么問(wèn)題,物理層以上的題能夠解決。

　　這是一款LTE單模芯片,支持 LTE FDD/TDD(頻分雙工/時(shí)分雙工).不支持2G/3G。在當(dāng)時(shí)LTE網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有大規(guī)模部署的情況下,單模LTE應(yīng)用場(chǎng)景受限,既不能做手機(jī),也不能做數(shù)據(jù)卡,只能放在固定位置用于CPE產(chǎn)品形態(tài)。而且彼時(shí)行業(yè)已經(jīng)推出成熟的2G/3G/4G多模LTE芯片,并且在主流市場(chǎng)商用發(fā)貨。從這個(gè)角度說(shuō),單模LTE芯片巴龍700是一個(gè)徹頭徹尾的“落后”的產(chǎn)品,既然這樣,為什么還要設(shè)計(jì)這樣一款產(chǎn)品?

　　其實(shí)這是有原因的。負(fù)責(zé)產(chǎn)品規(guī)劃的專(zhuān)家 Benjamin說(shuō):2010年恰逢德國(guó)政府發(fā)布國(guó)家寬帶戰(zhàn)略,號(hào)召運(yùn)營(yíng)商在DD800MHz( LTE Band20,運(yùn)營(yíng)商的一個(gè)頻段)頻段上開(kāi)展移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù),彌補(bǔ)德國(guó)廣大鄉(xiāng)村地區(qū)無(wú)線(xiàn)寬帶接入的缺口,消除數(shù)字鴻溝。這在對(duì)手眼里,不算肥肉,但對(duì)4 G Modem巴龍團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)卻是天賜良機(jī),于是才設(shè)計(jì)了巴龍700。Sean和 William團(tuán)隊(duì)完成了巴龍700的交付,德國(guó)的運(yùn)營(yíng)商同意采用基于巴龍700平臺(tái)的CPE,4G巴龍芯片獲得了一次寶貴的機(jī)會(huì)。在當(dāng)時(shí)業(yè)界已經(jīng)推出多模芯片的背景下,一款單模LTE芯片能夠獲得德國(guó)運(yùn)營(yíng)商的認(rèn)可,實(shí)屬不易。

　　借此契機(jī),華為充分發(fā)揮端管協(xié)同優(yōu)勢(shì),成功支持德國(guó)幾家重要的運(yùn)營(yíng)商利用DD 800MHz“數(shù)字紅利頻譜”在全德范圍內(nèi)部署移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò),巴龍700成功在夾縫中打開(kāi)市場(chǎng)。開(kāi)頭提到的在德國(guó)郊區(qū)進(jìn)行信號(hào)測(cè)試,就是這個(gè)時(shí)候。

　　趁熱打鐵,基于對(duì)中國(guó)移動(dòng) TD LTE頻段的支持,巴龍700在上海世博會(huì)演示的即攝即傳體驗(yàn)峰值速率達(dá)到了100Mbps,海思也成為最早完成工信部 TD LTE測(cè)試的廠(chǎng)家?；诎妄?00的數(shù)據(jù)卡還支撐華為網(wǎng)絡(luò)完成在日本運(yùn)營(yíng)商的拓展。這就是LTE單模三年技術(shù)攻關(guān)播種下的革命火種。

　　第一代LTE多模 Modem巴龍710:選擇成熟的3G架構(gòu),還是面向未來(lái)的LTE架構(gòu)

　　2012年,多模已經(jīng)成為行業(yè)主流,業(yè)界LTE芯片已經(jīng)做到第二代,甚至第三代,海思也迅速轉(zhuǎn)入多模4GLTE芯片巴龍710的研發(fā)和攻關(guān)。這時(shí)他們遇到了多模Moem架構(gòu)選擇的問(wèn)題。

　　此前,2G/3G Modem芯片開(kāi)發(fā)架構(gòu)基于A(yíng)RM9(此處ARM為英國(guó)ARM公司,下同)和ZSP(一款數(shù)字信號(hào)處理產(chǎn)品),有成熟的解決方案的交付能力;而之后的4GLTE單模 Modem芯片則基于新的 ARM 11 CPU(中央處理器)和CEVA(思華科技,公司名,也是其產(chǎn)品的名字)處理器,開(kāi)發(fā)了全新的更有競(jìng)爭(zhēng)力的架構(gòu)。

　　對(duì)于LTE多模 Modem的架構(gòu),兩個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了激烈的討論,一方認(rèn)為應(yīng)該選擇成熟的3G架構(gòu),有利于產(chǎn)品的快速量產(chǎn);另一方認(rèn)為應(yīng)該選擇面向未來(lái)的LTE架構(gòu),有利于未來(lái)演進(jìn)。雙方相持不下。時(shí)任海思研發(fā)管理部部長(zhǎng)的何庭波沒(méi)有立即拍板,而是給大家講了一個(gè)故事。

　　2G時(shí)代,半導(dǎo)體巨頭TI(德州儀器)英飛凌,基于成功的2 G Modem去開(kāi)發(fā)3 G Modem,結(jié)果失敗了。而后起之秀高通則是先開(kāi)發(fā)了3 G Modem,之后把2G功能融合進(jìn)去,結(jié)果成功了。何庭波沉默了一會(huì),對(duì)大家說(shuō):“現(xiàn)在我們面臨同樣的歷史時(shí)期,要從3G向4G切換。采用舊的成熟的架構(gòu),加入新的功能,事實(shí)證明是不適用的,無(wú)法很好地演進(jìn)。我們的4G技術(shù)架構(gòu)選擇,要面向未來(lái)?！庇谑亲罱K決定:采用4G LTE架構(gòu),把2G/3G功能融入進(jìn)去。正是這次選擇,奠定了巴龍LTE未來(lái)芯片的清晰演進(jìn)路線(xiàn),從 LTE Cat 4的150Mbps,到Cat 6的300Mbps,再到Cat 12的600Mbps,整個(gè)架構(gòu)支撐了華為無(wú)線(xiàn)終端芯片在LTE上的持續(xù)演進(jìn)。

　　萬(wàn)里征程:從4G LTE正迎頭追趕,到5G時(shí)代全球領(lǐng)先

　　2013年CES（國(guó)際消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品展覽會(huì))期間,公司從產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的角度出發(fā),決定把Modem和AP合起來(lái),選擇走soc的發(fā)展道路。當(dāng)時(shí)距離交付只剩下八個(gè)半月的時(shí)間,時(shí)間緊、任務(wù)重,團(tuán)隊(duì)克服重重困難按時(shí)交付,并且在巴龍720這代產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,創(chuàng)下了最短開(kāi)發(fā)周期的紀(jì)錄,同時(shí)這款Moden也持續(xù)為麒麟920/930/950等提供著強(qiáng)勁的通信能力支持。

　　從巴龍720開(kāi)始,巴龍750、巴龍765等后續(xù)產(chǎn)品逐漸走上正軌,隨后推出的每一代產(chǎn)品幾乎都實(shí)現(xiàn)了業(yè)界最強(qiáng)的規(guī)格,在LTE時(shí)代站穩(wěn)腳跟。2019年1月24日,華為正式面向全球發(fā)布業(yè)界領(lǐng)先的5G多模終端芯片巴龍5000和基于該芯片的首款5G商用終端——華為5 G CPE Pro,領(lǐng)航5G時(shí)代。

　　5G的形勢(shì)和4G相比已經(jīng)大不相同。在巴龍5000與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備商聯(lián)調(diào)的過(guò)程中,Sean和 William及團(tuán)隊(duì)聽(tīng)到最多的反饋就是“你們真的很快”。2019年6月28日,中國(guó)移動(dòng)發(fā)布首份5G芯片和終端評(píng)測(cè)報(bào)告,巴龍5000不論在網(wǎng)絡(luò)兼容性、吞吐率上還是在續(xù)航上,都一騎絕塵。

　　經(jīng)過(guò)4GLTE時(shí)代艱苦卓絕的奮斗和積累,巴龍 Moden芯片終于在市場(chǎng)上喊出了自己的聲音,也讓行業(yè)內(nèi)的其他廠(chǎng)商刮目相看?！白鋈蜃詈玫?Modem”成為現(xiàn)實(shí)。

　　麒麟920:初露鋒芒,爆款產(chǎn)品是如何誕生的?

　　2007年,如上文講到的,梅里項(xiàng)目結(jié)束后,公司決定兵分三路。經(jīng)過(guò)幾年艱難探索和嘗試,三個(gè)方面軍陸續(xù)都取得了一些突破：

　　3 G Modem巴龍芯片經(jīng)過(guò)幾代的更迭,陸續(xù)突破了歐洲、日本等重要的運(yùn)營(yíng)商;

　　AP處理器經(jīng)歷K3V1的小規(guī)模出貨,到K3V2,支撐華為D1、P6、G710、Mate、D2,P1、Dl XL等手機(jī)產(chǎn)品以及平板、電視盒子和電子相框等大規(guī)模出貨,奠定了關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ),摸索和積累了一系列產(chǎn)品研發(fā)和量產(chǎn)的方法學(xué),在市場(chǎng)上初步打開(kāi)局面;

　　4GLTE團(tuán)隊(duì)是革命火種,在3G向4G變遷的大潮來(lái)臨之前儲(chǔ)備力量,艱苦研發(fā)與攻關(guān),終于在4G來(lái)臨時(shí)打出了場(chǎng)又一場(chǎng)漂亮的通信勝仗。

　　2012-2013年,國(guó)內(nèi)4G即將開(kāi)始大建設(shè)；2G/3 G Modem、4G Modem、AP齊頭并進(jìn),但分立的K3V2和巴龍710難以擔(dān)負(fù)起業(yè)務(wù)發(fā)展的使命,要支撐華為手機(jī)發(fā)展,多模SoC推出至關(guān)重要。歷經(jīng)昏天黑地的艱難攻關(guān),華為推出了首款手機(jī)SoC麒麟910,支撐Mate2、P6S、P7、H30等手機(jī)規(guī)模發(fā)貨,獲得了良好的口碑。

　　麒麟為上古時(shí)期靈獸,聰慧、祥瑞,擁有來(lái)自東方的神秘力量,賦予芯片非凡的智慧和強(qiáng)大的力量。麒麟910開(kāi)始了華為手機(jī)SoC時(shí)代,而最大突破卻是來(lái)自麒麟920。

　　麒麟920的一波三折

　　麒麟920和麒麟910幾乎是并行開(kāi)發(fā)和交付的,這被稱(chēng)為“擰毛巾模式”。但它的誕生卻是一波三折。

　　早在2012年12月28日,大家就在討論開(kāi)發(fā)一個(gè)K3V2 pro版本,作為K3V2的升級(jí)版,重點(diǎn)解決一些問(wèn)題。但后來(lái)大家覺(jué)得它的競(jìng)爭(zhēng)力不太強(qiáng)。2013年1月,公司決定:不要再猶豫了,果斷停掉K3v2 pro。

　　2013年公司新立項(xiàng)一個(gè)產(chǎn)品,名稱(chēng)為K3V3。當(dāng)時(shí)的想法是做一顆規(guī)格領(lǐng)先的獨(dú)立AP芯片(為什么業(yè)界總有K3V3的傳說(shuō)原來(lái)不是空穴來(lái)風(fēng)),外掛一顆全球首發(fā)支持 LTE Cat.6的巴龍720芯片,采用AP+ Modem的模式,交付終端客戶(hù)。就在項(xiàng)目按計(jì)劃進(jìn)行的時(shí)候,芯片研發(fā)主管 William敏銳地發(fā)現(xiàn),這種模式的交付,對(duì)客戶(hù)來(lái)說(shuō),成本競(jìng)爭(zhēng)力很不夠。有沒(méi)有辦法,在保證規(guī)格競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí),大幅降低整體成本,從而為客戶(hù)提供有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案版本?

　　辦法總比困難多,通過(guò)整體的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、規(guī)格分析、成本分析,最終項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)確定,采用整合AP和 Modem的SoC方式可以在保證規(guī)格競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí),大幅降低芯片成本。確定方案可行之后, William立即就投入了溝通說(shuō)服工作,得益于海思專(zhuān)家主管一體的高效機(jī)制,方案很快就獲得了大家的認(rèn)可并拍板執(zhí)行。確定投片時(shí)間為2013年4月。

　　無(wú)限風(fēng)光在險(xiǎn)峰,雖然優(yōu)化方案得到了認(rèn)可和實(shí)施,但是留給項(xiàng)目組的開(kāi)發(fā)時(shí)間卻極其有限。整體架構(gòu)需要重構(gòu),媒體部分需要重構(gòu),手機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)需要重構(gòu)……一個(gè)關(guān)鍵模塊的顯示子系統(tǒng),本來(lái)是一位新加入的海外高端專(zhuān)家負(fù)責(zé),兩個(gè)月前就覺(jué)得快搞定了,可是過(guò)了兩個(gè)月一看,發(fā)現(xiàn)還是處于“快搞定”的狀態(tài)。怎么辦?推倒重做。

　　這時(shí)候,芯片專(zhuān)家 James Wang帶頭投入,負(fù)責(zé)關(guān)鍵模塊的代碼重構(gòu)和編寫(xiě)開(kāi)發(fā),兩周搞定;驗(yàn)證專(zhuān)家Tom又帶人撲上去,三周搞定;手機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)交付影響巨大,沒(méi)有熟悉的人,怎么辦?原本做 Modem驗(yàn)證但從沒(méi)做過(guò)手機(jī)芯片驗(yàn)證的專(zhuān)家 Martin牽頭,成功地完成了手機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)的重構(gòu),這個(gè)平臺(tái)在后來(lái)歷代麒麟芯片驗(yàn)證交付中發(fā)揮了巨大作用。

　　麒麟920采用了 ARM big. LITTLE(大核CPU與小核CPU相結(jié)合的CPU架構(gòu)設(shè)計(jì))架構(gòu),四個(gè)大核A15,確保強(qiáng)勁的性能;四個(gè)小核A7,確保優(yōu)秀的能效。這是當(dāng)時(shí)業(yè)界最先進(jìn)的八核架構(gòu),性能和功耗完美均衡。實(shí)際上此前大家曾經(jīng)對(duì)這個(gè)架構(gòu)還很猶豫,糾結(jié)于大小核的升級(jí),最后海思總裁何庭波堅(jiān)決拍板:用大小八核架構(gòu),并在專(zhuān)家 James Fang帶領(lǐng)下實(shí)現(xiàn)業(yè)界第一個(gè)真八核HMP(異構(gòu)多處理器架構(gòu))方案, Benchmark(跑分)和操作體驗(yàn)全面領(lǐng)先,一舉超越多家競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

　　在2013年初的那個(gè)階段,麒麟910還在玫關(guān)中,甚至巴龍720也還沒(méi)有完全穩(wěn)定下來(lái)。但這不影響麒麟920緊鑼密鼓的研發(fā)。2014年春天,麒麟910經(jīng)歷了艱苦的攻關(guān),搭載麒麟910的幾款手機(jī)(尤其是P7)基本上贏(yíng)得了消費(fèi)者不錯(cuò)的口碑,但大家都有點(diǎn)心有余悸。在這種情況下,麒麟920的表現(xiàn)尤其值得期待。這時(shí)候麒麟920的各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)基本出爐,大家有點(diǎn)不太相信自己的眼睛——實(shí)在太強(qiáng)悍了。

　　2014年6月6日,麒麟920在華為北研所發(fā)布。沒(méi)人會(huì)想到,這樣一款強(qiáng)悍的產(chǎn)品是在華為院士艾偉的自黑中開(kāi)始的。只有很少的專(zhuān)業(yè)媒體受邀參加了本次發(fā)布,他們已經(jīng)被這款產(chǎn)品所震撼。隨后,2014年6月底發(fā)布的榮耀6,以及9月份發(fā)布的華為Mae7,成為爆款手機(jī),進(jìn)一步提升了麒麟920的聲譽(yù)和影響力,它被譽(yù)為“國(guó)產(chǎn)最強(qiáng)芯”。文章開(kāi)頭所說(shuō)的Mate7一機(jī)難求的故事,就是這個(gè)時(shí)候發(fā)生的。

　　此后,大家對(duì)SoC手機(jī)芯片的開(kāi)發(fā)更加有把握.更加自信,也更加出神入化。

　　2014年12月,麒麟620發(fā)布,這是華為首款64位的手機(jī)SoC,其支撐的榮耀6X手機(jī)成為公司首款出貨量超一干萬(wàn)臺(tái)的手機(jī)?？赡軟](méi)人知道,此前公司規(guī)劃的是麒麟610,是32位的。后來(lái)大家果斷終止了610,改為了64位的620。這一做法后來(lái)被稱(chēng)為“壯士斷腕,絕地重生”。

　　2015年3月,麒麟930發(fā)布,它也完成了從32位到64位的轉(zhuǎn)化,采用了性能和功耗更為均衡的A53核,巧妙跳過(guò)了手機(jī)上的“火爐”A57這一做法后來(lái)被稱(chēng)為“四兩撥千斤”.

　　2015年11月,麒麟950發(fā)布,業(yè)界率先導(dǎo)人16 nm FinFET（鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管)頂尖工藝,這是中國(guó)半導(dǎo)體廠(chǎng)商第一次站上了半導(dǎo)體工藝的最前沿。其研發(fā)歷程異常艱險(xiǎn),后文詳述。

　　2016年4月,麒麟650發(fā)布。這是業(yè)界首款在中檔位手機(jī)SoC上導(dǎo)人16 m FinFet頂尖工藝的芯片,并且實(shí)現(xiàn)了全模,即補(bǔ)齊了自研CDMA2000(碼分多址,3G移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)之一,下文簡(jiǎn)稱(chēng)CDMA)通信制式。16nm頂尖工藝支撐麒麟650更長(zhǎng)的生命周期,成為海思首款出貨超億套的手機(jī)SoC芯片。這一做法后來(lái)被稱(chēng)為“神來(lái)一筆”。

　　組織架構(gòu)的調(diào)整

　　Paul是無(wú)線(xiàn)終端芯片部門(mén)主管。在麒麟910和920“擰毛巾”開(kāi)發(fā)的過(guò)程中,作為事業(yè)部主管,他面臨一系列難題—一不僅是技術(shù)的難題,還有團(tuán)隊(duì)融合的難題。他既要融合4 G Modem和2G/3 G Modem團(tuán)隊(duì),還要融合K3團(tuán)隊(duì)。他們?cè)径几髯該碛卸说蕉私桓赌芰?都有芯片、物理層、架構(gòu)、解決方案、測(cè)試等各模塊。這在以前各自獨(dú)立交付的環(huán)境下是有效的,但現(xiàn)在要做SoC的開(kāi)發(fā),這樣的組織架構(gòu)就有很多問(wèn)題。

　　為此,在海思領(lǐng)導(dǎo)的支持和幫助下,Paul進(jìn)行了組織架構(gòu)的調(diào)整,把這種各自端到端的交付組織,改為按模塊分別交付的組織——芯片、物理層、架構(gòu)屬于公共部門(mén),服務(wù)于麒麟和巴龍解決方案部,最終由麒麟和巴龍解決方案部交付給終端公司。

　　多年后,回顧此次組織架構(gòu)的調(diào)整,大家開(kāi)玩笑地做了個(gè)比喻:一家食品鋪?zhàn)永镉袔讉€(gè)組,分別負(fù)責(zé)制作包子、燒麥、餃子等,每個(gè)組都有做餡、做皮、捏在一起等完整的能力?，F(xiàn)在,重新分組,每個(gè)組分別負(fù)責(zé)生火、做餡、做皮等,最終交給另外的組捏在一起,再賣(mài)給消費(fèi)者。每個(gè)組把自己所負(fù)責(zé)的那項(xiàng)能力做精,最終的產(chǎn)品質(zhì)量大大提升,受到消費(fèi)者的喜愛(ài)。這種組織架構(gòu)一直沿用到現(xiàn)在。

　　補(bǔ)齊通信制式:TD- S CDMA和CDMA,每次都掉一層皮

　　麒麟910是首款SoC,其不僅要融合AP和 Modem,即K3v2和巴龍710(4G Modem)、巴龍2G/3 G Modem,還必須支持中國(guó)移動(dòng)的TD- SCDMA制式(時(shí)分一同步碼分多址,3G移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)之一,下文簡(jiǎn)稱(chēng)TD-S)TDS標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有國(guó)際大廠(chǎng)商投入,只有國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商投入,產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié),儀表、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié)、產(chǎn)業(yè)化等,都不完備,困難很大。

　　公司幾經(jīng)討論,最終決定與中國(guó)一家早期研究TDS制式的高校合作,從其獲得授權(quán)。但拿過(guò)來(lái)之后,發(fā)現(xiàn)存有大量問(wèn)題,諸如代碼混亂,時(shí)序變化,測(cè)試力度不夠,商用困難,出問(wèn)題很難定位,即使定位到,也很難修改。公司花了很大代價(jià)開(kāi)發(fā)和穩(wěn)定這個(gè)版本。TDS制式的研發(fā)負(fù)責(zé)人 Andrew說(shuō):2013-—2014年的冬天,TDS團(tuán)隊(duì)幾乎所有的人都去做測(cè)試工作了。大家開(kāi)著自己的私家車(chē),一遍一遍地跑外場(chǎng),做測(cè)試。外面下著大雪,大家邊開(kāi)車(chē),一邊撥打測(cè)試電話(huà)?，F(xiàn)在想想,還真挺危險(xiǎn)的。

　　從2013年下半年,一直到2014年第二季度,中間經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)9個(gè)月的艱難歷程。2013年底,Paul臨危受命帶領(lǐng)大家攻關(guān),Jim是攻關(guān)組長(zhǎng), Andrew是解決方案軟件組長(zhǎng),幾乎每天晚上9點(diǎn)大家都會(huì)開(kāi)晚例會(huì),分析問(wèn)題,分工解決問(wèn)題,通常開(kāi)完會(huì)都十點(diǎn)多了,會(huì)后還要繼續(xù)工作。

　　2013年底,一個(gè)寒冷的冬夜,Paul出差北京開(kāi)完攻關(guān)會(huì)議回到酒店,接到一個(gè)同事電話(huà),請(qǐng)他參加他們部門(mén)的年會(huì),Paul婉拒了。因?yàn)樗麑?shí)在太忙了,擺在他面前的難題太多了。這個(gè)身經(jīng)百戰(zhàn)、戰(zhàn)果累累、年底這段時(shí)間本應(yīng)拿獎(jiǎng)拿到手軟的部門(mén)主管,此時(shí)此刻卻幾乎要哭出來(lái)了。他在想:“我為什么要來(lái)負(fù)責(zé)這塊業(yè)務(wù)?我能做好嗎?”

　　來(lái)自?xún)?nèi)部和外部的壓力很大,兄弟們工作很艱苦。很可惜有的人離職了,包括一些骨干。但大部分人仍然在堅(jiān)持,這些兄弟在這個(gè)領(lǐng)域默默堅(jiān)持了近10年,這是他們大好青春的10年。Paul曾經(jīng)問(wèn)過(guò)這些兄弟,為什么能一直堅(jiān)持。他們說(shuō),沒(méi)有為什么,既然定了目標(biāo),就一定要做出來(lái)。Paul說(shuō),有這群兄弟在,心中就有目標(biāo),堅(jiān)持下去,一定能取得突破。

　　到2014年四五月份,TD-S的問(wèn)題終于解決,搭載的手機(jī)陸續(xù)量產(chǎn)。麒麟910背水一戰(zhàn)、九死一生的攻關(guān)歷程,成為大家刻骨銘心的回憶。麒麟手機(jī)SoC從910開(kāi)始,到620、920、930,在通信制式上一直穩(wěn)定,但還缺一個(gè)制式—一麒麟芯片一直不支持中國(guó)電信的CDMA制式。這個(gè)問(wèn)題隨著全網(wǎng)通手機(jī)的普及顯得越來(lái)越嚴(yán)重。

　　那時(shí)的華為全網(wǎng)通手機(jī),要么采用其他廠(chǎng)商的SoC,要么釆用麒麟芯片加外掛其他廠(chǎng)商的 CDMA Modem。在要不要自研CDMA制式芯片這個(gè)問(wèn)題上,大家有所爭(zhēng)論。有的專(zhuān)家認(rèn)為,隨著4G的普及,CDMA可能將逐漸被淘汰,沒(méi)有必要去開(kāi)發(fā)一款產(chǎn)品來(lái)支持將被淘汰的制式。但也有很多專(zhuān)家認(rèn)為,即使CDMA本身不演進(jìn)了,但其還會(huì)存在一段時(shí)間,全網(wǎng)通一定是大勢(shì)所趨麒麟如果沒(méi)有全模芯片,華為手機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)力將受到很大影響。最終,大家達(dá)成一致:集成CDMA制式。

　　然而,在是采用其他廠(chǎng)商的授權(quán)的CDMA還是自研的問(wèn)題上大家又開(kāi)始了爭(zhēng)論。Jim是CDMA開(kāi)發(fā)主管,鑒于先前TDS的痛苦經(jīng)歷,他對(duì)領(lǐng)導(dǎo)Paul說(shuō):“你不要從外面買(mǎi)CDMA。我一定能做出來(lái)?！?/p>

　　考慮到時(shí)間進(jìn)度,公司還是和其他CDMA廠(chǎng)商開(kāi)展了談判決定從其獲得授權(quán)。坊間傳說(shuō),雙方基本談成,但在最后一刻對(duì)方獅子大開(kāi)口,海思決定不再購(gòu)買(mǎi)其授權(quán)了。于是,開(kāi)發(fā)CDMA的任務(wù)責(zé)無(wú)旁貸地落到Jim身上,2014年,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)加緊攻關(guān),終于完成CDMA制式。CDMA的研發(fā),華為公司堅(jiān)實(shí)的通信功底起到巨大作用。

　　架構(gòu)主管Jary說(shuō):由于華為基站早就實(shí)現(xiàn)了CDMA制式,所以從網(wǎng)絡(luò)側(cè)抽調(diào)了若干專(zhuān)家,一起攻關(guān)CDMA終端芯片。但這中間也遇到了很多困難,例如,Jim曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)RF芯片鎖死,大約每200臺(tái)手機(jī)就有一兩臺(tái)出現(xiàn)這種情況,很難定位問(wèn)題。他和團(tuán)隊(duì)以及RF的同事,一行一行地檢查代碼,做壓力測(cè)試,終于定位到問(wèn)題并解決。最終CDMA制式在麒麟650上成功交付,也為后面所有的麒麟芯片的全網(wǎng)通制式掃清了障礙。此后麒麟950、960、970、980等在通信規(guī)格和性能上一直高歌猛進(jìn),并延續(xù)到5G時(shí)代。

　　麒麟950:跨越自我,從魯莽時(shí)代到業(yè)界Tier1

　　2015年秋天,史上最牛的跨越之作麒麟950即將量產(chǎn)。作為麒麟解決方案的主管,King要對(duì)套片解決方案端到端量產(chǎn)負(fù)責(zé),他這時(shí)候有點(diǎn)焦頭爛額。他給海思領(lǐng)導(dǎo) Julian寫(xiě)了一個(gè)郵件,列出麒麟950的若干問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn),包括SoC、PMU、RF等。他說(shuō):“麒麟950有可能重演當(dāng)年梅里的風(fēng)險(xiǎn)。他的郵件發(fā)出去沒(méi)一分鐘,就收到了 Julian的回復(fù):“你趕緊去產(chǎn)線(xiàn)上盯著。問(wèn)題不解決不要回來(lái)!”King看著郵件,腦子一片空白,這時(shí)電話(huà)響了, Julian說(shuō):“你走了沒(méi)?”

　　為什么說(shuō)麒麟950是一款超越之作?是因?yàn)樗诤芏喾矫鎸?shí)現(xiàn)了很大的跨越,不僅超越了自己,而且超越了同時(shí)期的業(yè)界其他旗艦。比如:

　　1.第一次站上了半導(dǎo)體工藝的最前沿,導(dǎo)入16 nm FinFET頂尖工藝。

　　2.首次自研ISP(圖像信號(hào)處理)并商用,確定了華為手機(jī)在拍照領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。

　　3.首次商用ARM最新CPU、GPU(圖形處理器):麒麟950首次商用 ARM Cortex A72 CPU和 ARM Mali T880 GPU,在性能上實(shí)現(xiàn)了新的突破。

　　4.首次自研DDR(雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)Phy(端口物理層)并商用,同時(shí)支持已經(jīng)成熟的 LPDDR3(低功耗內(nèi)存技術(shù))和標(biāo)準(zhǔn)還未完全確定的 LPDDR4,支撐華為手機(jī)當(dāng)前和未來(lái)的成功。

　　5.首次商用自研PMU:新的GIC500(通用中斷控制器)、新系統(tǒng)總線(xiàn)以及FBC(幀緩沖壓縮)技術(shù)應(yīng)用,使得麒麟950具備更強(qiáng)大的硬件性能基礎(chǔ)。

　　6.Modem算法的優(yōu)化:基于對(duì)業(yè)務(wù)的理解和行業(yè)標(biāo)桿的分析,海思把 Modem的算法和物理層識(shí)別為關(guān)鍵業(yè)務(wù),圍繞算法設(shè)計(jì)和工程化能力建設(shè)的主線(xiàn),通過(guò)不斷優(yōu)化整合,分層能力建設(shè),逐步確定了在 Modem上穩(wěn)固的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

　　7.新一代自研射頻芯片Hi6362,支持更廣泛的全球漫游。

　　8.新組織架構(gòu)的首次全方位練兵。一款手機(jī)SoC芯片,通常是提前2~3年開(kāi)始研發(fā),從規(guī)劃、設(shè)計(jì)到生產(chǎn),環(huán)環(huán)相扣,每個(gè)環(huán)節(jié)都很重要。2014年中,無(wú)線(xiàn)終端芯片業(yè)務(wù)部完成組織架構(gòu)調(diào)整,可以說(shuō)麒麟950是組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整后第一個(gè)真正意義上的芯片團(tuán)隊(duì)和解決方案團(tuán)隊(duì)通力配合研發(fā)出的產(chǎn)品版本。新的組織架構(gòu)需要磨合,到底是否有效,產(chǎn)品說(shuō)了算。

　　2015年春天,麒麟950回片,團(tuán)隊(duì)在上海舉辦了開(kāi)工會(huì),海思總裁何庭波在開(kāi)工會(huì)上給大家總結(jié)了十二個(gè)字:夯實(shí)基礎(chǔ)、踩穩(wěn)節(jié)奏、開(kāi)放創(chuàng)新。每個(gè)模塊的負(fù)責(zé)人都立下了“軍令狀”,團(tuán)隊(duì)開(kāi)足馬力向“跨越”這個(gè)目標(biāo)挺進(jìn)。但到了下半年,因?yàn)轺梓?50的高規(guī)格,全新的工藝、處理器、模擬IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))、PMU、RF,導(dǎo)致套片量產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)了種問(wèn)題,工藝和功能問(wèn)題耦合在一起,DDR誤bit(比特,二進(jìn)制制位,信息的最小單位)問(wèn)題、供應(yīng)商模擬IP的低概率問(wèn)題、PMU的應(yīng)力不足的die crack(芯片裂紋)問(wèn)題、RF的ESD(靜電阻抗器)問(wèn)題,每個(gè)問(wèn)題都非常棘手。

　　最要命的是,那時(shí)距離手機(jī)產(chǎn)品上市只有2個(gè)月了。這才出現(xiàn)了前文King所說(shuō)的:“麒麟950有可能重演當(dāng)年梅里的風(fēng)險(xiǎn)?！边@話(huà)并不過(guò)分。慶幸的是,這時(shí)候的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)不是梅里時(shí)的團(tuán)隊(duì)。海思領(lǐng)導(dǎo) Julian親自帶頭連夜跑到供應(yīng)商處解決問(wèn)題,Paul也身先士卒和大家一起討論解決方案,King立即趕赴產(chǎn)線(xiàn),在一線(xiàn)集合海思SoC、RF、模擬封裝、可靠性、產(chǎn)品線(xiàn)等各方面專(zhuān)家集中攻關(guān)兩個(gè)月。

　　在所有兄弟的共同努力下,終于麒麟950得以成功量產(chǎn)。那么這些間題是如何解決的?先看看麒麟950上驚心動(dòng)魄的RF問(wèn)題。麒麟950配套的RF芯片是H6362,海思從3G時(shí)代自研RF芯片,到4G時(shí)代已經(jīng)基本追平了業(yè)界主流水平,Hi6362已經(jīng)是第二代4GRF芯片,大家信心滿(mǎn)滿(mǎn)。2015年秋天,那時(shí)Mate8手機(jī)已經(jīng)投入試產(chǎn),大家在緊鑼密鼓地測(cè)試中。一天,由于被測(cè)試手機(jī)比較多,檢測(cè)人員無(wú)意中發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)Mate8手機(jī)疊放在一起信號(hào)會(huì)立刻失效。這太恐怖了。

　　RF專(zhuān)家Oiom立即帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行問(wèn)題定位,經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的攻關(guān),終于發(fā)現(xiàn)是ESD出了問(wèn)題,也就是RF芯片生產(chǎn)過(guò)程中少了一層膜(mask),這個(gè)失誤會(huì)直接影響到RF芯片的可靠性,最終導(dǎo)致芯片無(wú)法正常工作。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的當(dāng)天下午,開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)第時(shí)間奔赴RF的代工廠(chǎng),與對(duì)方專(zhuān)家一起看版圖,最終在凌晨3點(diǎn)半發(fā)現(xiàn)版圖調(diào)錯(cuò)的問(wèn)題,并對(duì)另外一個(gè)量產(chǎn)版本做了檢查,幸運(yùn)的是這個(gè)版本是正確的。完成這些工作已是第二天早上6點(diǎn),大家都如釋重負(fù),兩個(gè)月來(lái)的攻關(guān)終于塵埃落定了。舊版本全部報(bào)廢,開(kāi)足產(chǎn)能生產(chǎn)新版本。

　　到這里,問(wèn)題似乎解決了。但一個(gè)更棘手的問(wèn)題擺在大家面前:那時(shí)已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái)6萬(wàn)臺(tái)Mate8手機(jī),怎么辦?按照測(cè)試人員的說(shuō)法,只有兩臺(tái)手機(jī)靠在一起,才會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,這種概率比較小。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),這些手機(jī)可以銷(xiāo)售。而如果出問(wèn)題,則會(huì)直接影響到華為手機(jī)的口碑?？紤]到如果這些手機(jī)全部報(bào)廢,會(huì)出現(xiàn)價(jià)值幾億元的損失,大家不知道怎么辦才好。最終海思總裁何庭波果斷決策——6萬(wàn)臺(tái)有問(wèn)題的手機(jī)直接報(bào)廢,因?yàn)槿A為手機(jī)的品質(zhì)和消費(fèi)者的信賴(lài)是公司生命之本。

　　麒麟950上除了RF問(wèn)題,還有前面提到的工藝問(wèn)題、ISP間題等,都一一得到解決。這些內(nèi)容我們后面分別詳細(xì)介紹。

　　2016年6月20日,任總給麒麟950(含巴龍)研發(fā)團(tuán)隊(duì)頒發(fā)了總裁嘉獎(jiǎng)令。2016年6月28日,海思舉辦主題為“跨越”的慶功會(huì),徐直軍、余承東、何剛、李小龍等均到場(chǎng),祝賀麒麟950的成功,并對(duì)未來(lái)的麒麟提出了更高的希望。

　　無(wú)線(xiàn)終端芯片業(yè)務(wù)部主管Paul說(shuō):“別人說(shuō)我們是奇跡,每一步都很成功,其實(shí)每個(gè)成功的背后都是大家的艱辛付出。我們是一群普通人,卻做出了一流的產(chǎn)品。這其中,目標(biāo)導(dǎo)向的價(jià)值觀(guān)起到很大作用,大家力出一孔,艱苦奮斗,致力于把事情做好。不服輸,長(zhǎng)期堅(jiān)持朝目標(biāo)努力。新征程,現(xiàn)在,我們要面向未來(lái)?！?/p>

　　先進(jìn)工藝:提前布局決戰(zhàn)巔峰

　　2013年1月個(gè)寒冷冬日的午后,Leo和幾位領(lǐng)導(dǎo)和同事一起去拜訪(fǎng)臺(tái)積電,目的是希望和對(duì)方合作開(kāi)展業(yè)界頂尖的16 nm FinFET工藝。當(dāng)時(shí)的海思在工藝上并不領(lǐng)先;規(guī)模上,在臺(tái)積電的客戶(hù)清單上排名50位左右。所以,導(dǎo)入16mm,這幾乎就是“ mission impossible”(不可能完成的任務(wù))。這個(gè)任務(wù)能完成嗎?

　　作為一家半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司,海思對(duì)先進(jìn)工藝的追求是鍥而不舍的,而先進(jìn)工藝又是最難的。按照提前2~3年立項(xiàng)的時(shí)間節(jié)奏,2013年,海思就開(kāi)始規(guī)劃麒麟950,工藝是一項(xiàng)重要規(guī)格。那時(shí)手機(jī)芯片的主流制造工藝是28m。對(duì)于2年后要上市的麒麟950,海思如何選擇？

　　為什么選擇16 nm FinFET?

　　持續(xù)數(shù)十年的 Bulk cmos(體效應(yīng)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)工藝技術(shù)在20mm走到盡頭,加州大學(xué)伯克利分校胡正明教授在20年前就開(kāi)始探索并發(fā)明的基于立體型結(jié)構(gòu)的 FinFET晶體管技術(shù)和基于SOI的超薄絕緣層上硅體技術(shù)的UTB-SOI(超薄通道絕緣體上硅)技術(shù),也就是行業(yè)內(nèi)常說(shuō)的FD-SOI(全耗盡絕緣體上硅)晶體管技術(shù),能解決半導(dǎo)體制程到25m后的制造和功耗難題,成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)僅有的兩個(gè)重要選擇。因?yàn)樗膬蓚€(gè)重要發(fā)明,摩爾定律在今天得以再續(xù)傳奇。

　　但實(shí)際上,從胡教授在20世紀(jì)90年代發(fā)明 FinFET技術(shù),到2015年 FinFET技術(shù)量產(chǎn),這中間卻用了近20年的時(shí)間。

　　海思很早就意識(shí)到了手機(jī)芯片工藝的技術(shù)極限,2012年底,海思總裁何庭波拜訪(fǎng)胡正明教授,向其請(qǐng)教 FinFET技術(shù)在16m工藝上的可實(shí)現(xiàn)性,做出了通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新突破瓶頸的選擇:跳過(guò)20nm,開(kāi)始了16 nm FinFET+工藝的技術(shù)突破之旅。在兩年后的2015年,在麒麟950發(fā)布會(huì)上,胡正明教授談16 nm FinFET技術(shù)的視頻,令所有與會(huì)者震撼。這是后話(huà)。

　　臺(tái)積電:為什么要和海思在頂尖工藝上合作?

　　雖然做出了選擇16 nm FinFet+工藝的決定,但要真正實(shí)現(xiàn)商用卻面臨著巨大的難題和挑戰(zhàn)。

　　首先是16 nm FinFET工藝的生產(chǎn)和制造問(wèn)題,當(dāng)時(shí)在手機(jī)芯片制造領(lǐng)域擁有 FinFET技術(shù)的芯片制造商臺(tái)積電(TSMC),對(duì)芯片設(shè)計(jì)廠(chǎng)商的技術(shù)水平、技術(shù)積累、商用經(jīng)驗(yàn)和商用規(guī)模都有著極高的要求。

　　2013年初的海思,手機(jī)芯片的量確實(shí)不大(麒麟910是2013年下半年才商用),更沒(méi)有后來(lái)成為爆款的麒麟920,所以在臺(tái)積電那里根本算不上大客戶(hù).在先進(jìn)工藝上海思又一直處于跟隨的狀態(tài),并沒(méi)有率先商用頂尖工藝的經(jīng)驗(yàn)。所以,當(dāng)時(shí)幾乎看不到臺(tái)積電與海思在頂尖工藝上合作的可能性。

　　2013年1月,一個(gè)寒冷的午后,海思總裁何庭波帶領(lǐng)骨干成員去臺(tái)灣拜會(huì)了時(shí)任臺(tái)積電輪值CEO劉德音先生,Leo是其中一員。他回憶道:到達(dá)臺(tái)灣的當(dāng)天,何庭波不巧生病了,發(fā)著高燒,但她還是堅(jiān)持第一時(shí)間去臺(tái)積電拜訪(fǎng)。正是這次重要的會(huì)面,促成了雙方在間16nm FinFET上的戰(zhàn)略合作。

　　海思作為大陸領(lǐng)先的芯片設(shè)計(jì)廠(chǎng)商,在臺(tái)積電有著優(yōu)秀的量產(chǎn)紀(jì)錄,和臺(tái)積電有著良好的合作關(guān)系,更重要的是具有清晰的戰(zhàn)略思路。那時(shí),華為手機(jī)已經(jīng)決定做自有品牌高端手機(jī),而其他領(lǐng)先芯片設(shè)計(jì)公司大多選擇了在其他代工廠(chǎng)生產(chǎn),臺(tái)積電迫切需要一個(gè)與之抗衡的大客戶(hù)這個(gè)大客戶(hù)很可能就是海思?？梢哉f(shuō),臺(tái)積電看到了海思芯片在華為手機(jī)未來(lái)全球版圖規(guī)劃中的重要性,深刻地意識(shí)到此次合作對(duì)于雙方的戰(zhàn)略意義,于是選擇海思作為16mn全球首發(fā)芯片合作伙伴,麒麟950終于拔得16nm頭籌。

　　同樣是16m,麒麟950還做了幾次切換:先是16nm LL(能效比較好),后來(lái)切換到GL(性能比較好),最后確定 FinFET Plus。芯片主管 William說(shuō):這無(wú)異于一輛汽車(chē)在飛馳中換引擎,開(kāi)發(fā)工作量非常大。2013年10月21日立項(xiàng),在2014年底投片之前,大家都異常焦慮。果然,一堆問(wèn)題冒出來(lái)了。)

　　首款自研 LPDDR:為什么要走鋼絲?

　　先進(jìn)的工藝總是伴隨著很多工程化的難題,16 nm FinFEE新工藝要求單芯片集成的晶體管數(shù)目從20億個(gè)增加到30億個(gè),金屬互連的難度成倍提升;基于3D結(jié)構(gòu)的晶體管,工藝復(fù)雜度大幅增加。

　　與此同時(shí),麒麟950還首次搭載自研的 LPDDR,這是當(dāng)時(shí)最有挑戰(zhàn)性的技術(shù)方案之一。在選擇更有競(jìng)爭(zhēng)力但技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)更大的LPDDR4,還是技術(shù)成熟風(fēng)險(xiǎn)更小的 LPDDR3的問(wèn)題上,當(dāng)時(shí)內(nèi)部意見(jiàn)很不統(tǒng)一。經(jīng)過(guò)五次反復(fù),最終決定兩代都做。同時(shí)兼容LPRRD3和 LPDDR4,業(yè)界沒(méi)有可以參考的經(jīng)驗(yàn),甚至第一次面對(duì)定義封裝的問(wèn)題,首款、自研,這些字眼里充滿(mǎn)了風(fēng)險(xiǎn),負(fù)責(zé)芯片開(kāi)發(fā)的高層主管 George親自和 William帶了30人的團(tuán)隊(duì),一起和DDR研發(fā)主管Leo的團(tuán)隊(duì)檢驗(yàn)設(shè)計(jì),每天看代碼、看設(shè)計(jì)。期間出現(xiàn)的警告log(日志)多達(dá)幾萬(wàn)條,大家就一條一條過(guò),每天都忙到夜里十一點(diǎn),有同事甚至累到病倒。當(dāng)時(shí)還趕上春節(jié),大家也都基本沒(méi)有休息,時(shí)刻在擔(dān)心最終的效果。Leo說(shuō):時(shí)候簡(jiǎn)直像在走鋼絲。

　　慶幸的是鋼絲終于走過(guò)去了?；剡^(guò)頭來(lái)想,同時(shí)實(shí)現(xiàn)LPDDR3和LPDR4是多么英明的決策: LPDDR3已經(jīng)成熟,可以快速調(diào)試和部署,爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間窗口,不影響整體芯片的開(kāi)發(fā),并且可以支撐中低端手機(jī); LPDDR4面向未來(lái),增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　此外,團(tuán)隊(duì)還解決了銅污染、MIM(金屬注射成形)技術(shù)等各種問(wèn)題。每個(gè)問(wèn)題也是艱苦攻關(guān)才得以解決。

　　麒麟950:終于站上工藝最前沿,這是整個(gè)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)舉和驕傲

　　最終,華為在16 nm FinFET工藝上,在2014年4月實(shí)現(xiàn)業(yè)界首次投片——在海思的網(wǎng)絡(luò)處理器Phosphor 660(它就是現(xiàn)在的鯤鵬920的前身)上,2015年1月實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)投片——在麒麟950上,并于10月實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)發(fā)貨。麒麟950終于實(shí)現(xiàn)了16 nm FinFeT工藝的率先商用。從 FinFET技術(shù)概念的提出,到今天16 nm FinFET技術(shù)在華為麒麟芯片得到商用,20年的過(guò)程艱難又曲折。

　　自此,海思開(kāi)啟工藝領(lǐng)先之路。麒麟960第一次在封裝工藝上站上業(yè)界最前沿,并且其安全性達(dá)到了金融級(jí)安全標(biāo)準(zhǔn)。2016年l1月,麒麟960榮膺第三屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)“領(lǐng)先科技成果”。麒麟970采用了當(dāng)時(shí)業(yè)界最頂尖的10nm工藝。但更重要的是,麒麟970首次在手機(jī)SoC中集成了專(zhuān)用NPU(嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器),開(kāi)啟了端側(cè)AI行業(yè)先河,其難度也是非常大的。麒麟980是業(yè)界首款7nm工藝的手機(jī)SoC芯片。7nm相當(dāng)于70個(gè)原子直徑,逼近了硅基半導(dǎo)體工藝的物理極限,麒麟980實(shí)現(xiàn)了在針尖上翩翩起舞。

　　ISP:全球人才布局,麒麟拍照如何做到從追趕到一騎絕塵?

　　2013年夏天的一個(gè)周末,在法國(guó)海邊小城尼斯,Joe和8位“居家好男人”一起“組團(tuán)”去家具城買(mǎi)家具,他們買(mǎi)了若干桌子、椅子、柜子等,用自己的私家車(chē)運(yùn)到空空如也的辦公室,卸貨,組裝,忙得不亦樂(lè)乎。終于,他們擁有了像樣的辦公環(huán)境。

　　那天正好是中國(guó)的傳統(tǒng)節(jié)日端午節(jié)。Joe去超市給法國(guó)同事們買(mǎi)來(lái)了粽子,想讓他們嘗嘗中國(guó)的傳統(tǒng)美味。法國(guó)同事們對(duì)中國(guó)文化和美食非常感興趣,讓Joe覺(jué)得好笑又溫暖的是,因?yàn)槭堑谝淮纬贼兆?他們不知道粽子皮能不能吃。作為圖像圖形學(xué)的科學(xué)家, Stephen解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是:試下。他咬了一口,覺(jué)得粽子皮太硬了,于是得出結(jié)論:應(yīng)該不能吃。

　　他們是麒麟芯片拍照?qǐng)F(tuán)隊(duì)的成員。

　　在麒麟950之前,華為沒(méi)有自研的ISP。早在2011年,就有人反映華為手機(jī)拍照功能不盡如人意。在一次高層會(huì)議上,任總問(wèn)海思總裁何庭波:“為什么華為手機(jī)的拍照不強(qiáng)?”何庭波說(shuō):我們?nèi)狈ψ匝蠭SP?！比慰傉f(shuō):“為什么不投資做自研ISP?”何庭波說(shuō):“沒(méi)錢(qián)?！比慰傉f(shuō):“沒(méi)人投,我投!”

　　經(jīng)過(guò)多方論證和準(zhǔn)備,2012年,麒麟團(tuán)隊(duì)終于啟動(dòng)了自研ISP的立項(xiàng),商用目標(biāo)是2015年的麒麟950及Mate 8手機(jī)。隨后,ISP團(tuán)隊(duì)、3A(自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡)算法團(tuán)隊(duì)和PQ(圖像質(zhì)量)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始籌備和構(gòu)建,但還是缺人,缺專(zhuān)家。

　　2012年,TI解散了他們的ISP團(tuán)隊(duì)OMAP(TI的開(kāi)放式多媒體應(yīng)用平臺(tái))聽(tīng)到這個(gè)消息,負(fù)責(zé)芯片研發(fā)的老大 George第一時(shí)間飛到海外,希望將Ti的ISP團(tuán)隊(duì)吸納過(guò)來(lái)?？墒?他見(jiàn)了OMAP在全球不同城市的人,都沒(méi)有收獲,很多優(yōu)秀的人才要么已經(jīng)被其他公司搶走,要么就是不符合海思的要求。George很失望。

　　正在這時(shí),一位朋友告訴他,TI在法國(guó)尼斯還有個(gè)團(tuán)隊(duì),可以去碰碰運(yùn)氣。于是 George立即飛往尼斯。這次運(yùn)氣不錯(cuò), George與溫文爾雅、思維縝密的 Stephen相見(jiàn)恨晚,力邀其加盟。自此,ISP團(tuán)隊(duì)正式組建,除尼斯外,還有北京、深圳、上海、日本等團(tuán)隊(duì),大約100多人,全力投入ISP技術(shù)攻關(guān)。Robin和Joe就是那個(gè)時(shí)候從其他團(tuán)隊(duì)抽調(diào)過(guò)來(lái)的, Robin擔(dān)任ISP芯片團(tuán)隊(duì)主管,Joe是SE(系統(tǒng)工程師)

　　Joe于2013年5月去尼斯,與 Stephen等8位同事并肩作戰(zhàn)。剛開(kāi)始的時(shí)候,沒(méi)有辦公室。大家在一個(gè)公共寫(xiě)字樓里租了一間大約20平方米的會(huì)議室,里面只有一張會(huì)議桌,9位同事圍著這張桌子辦公。沒(méi)有網(wǎng)絡(luò),大家只能靠手機(jī)的無(wú)線(xiàn)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)工作。

　　這種情況持續(xù)了一個(gè)半月左右,辦公地點(diǎn)終于定了下來(lái),有了自已獨(dú)立的辦公室,但里面什么都沒(méi)有,也沒(méi)有行政人員幫忙。按照當(dāng)?shù)氐霓k事流程,這些都配齊,可能還要兩三個(gè)月,于是就出現(xiàn)了文章開(kāi)頭所描述的場(chǎng)景:大家干脆自己去家具城買(mǎi)辦公家具,自己動(dòng)手組裝。這期間,Joe與尼斯團(tuán)隊(duì)一起經(jīng)歷了跨國(guó)工作的磨合期——大家來(lái)自不同的國(guó)家,面臨語(yǔ)言障礙和文化差異,粽子皮能不能吃,只是文化差異的一個(gè)小縮影。最終,大家克服語(yǔ)言障礙、團(tuán)隊(duì)熟悉度不足、工作習(xí)慣和環(huán)境差異等問(wèn)題,形成了協(xié)同、高效的戰(zhàn)斗力和良性的工作氛圍。

　　大家都很關(guān)注自研ISP的成像效果,不同部門(mén)的人也都在積極配合。Robin回憶,當(dāng)時(shí)華為終端部門(mén)對(duì)麒麟自研ISP非常重視,硬工部老大親自坐在電腦前，一張一張地對(duì)比圖片成片質(zhì)量。秘書(shū)們義務(wù)幫忙,進(jìn)行圖片盲測(cè),對(duì)麒麟芯片以及其他手機(jī)拍攝的圖片進(jìn)行對(duì)比和排序,發(fā)現(xiàn)有不好的,及時(shí)返回給算法改進(jìn)。

　　用戶(hù)拍照體驗(yàn)好不好,除了ISP芯片本身,軟件和算法解決方案也至關(guān)重要。Robin和Joe的芯片團(tuán)隊(duì)已工作了近兩年,而大量的解決方案軟件和算法亟待開(kāi)發(fā)或成熟,時(shí)間已非常緊張。2015年4月,Roc加入拍照?qǐng)F(tuán)隊(duì),擔(dān)任麒麟拍照解決方案研發(fā)主管,那時(shí)距離自研ISP回片時(shí)間不到一個(gè)月,距離首產(chǎn)品Mate 8手機(jī)商用也不到半年。他緊急整合解決方案軟件、算法、PQ團(tuán)隊(duì),與ISP芯片、終端、2012媒體工程部等兄弟團(tuán)隊(duì)集中隊(duì)伍、協(xié)同作戰(zhàn)。開(kāi)始時(shí)拍照的體驗(yàn)很不理想,功耗、性能、基礎(chǔ)效果體驗(yàn)都大幅度落后競(jìng)品,他帶領(lǐng)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)持續(xù)開(kāi)發(fā)、攻關(guān)和優(yōu)化,在Mate8上市前的半年時(shí)間里,經(jīng)常每天晚上11點(diǎn)開(kāi)晚例會(huì),每月休整1~2天,終于功耗、性能、基礎(chǔ)效果體驗(yàn)的問(wèn)題都陸續(xù)得到解決,拍照體驗(yàn)的競(jìng)爭(zhēng)力開(kāi)始浮出水面。

　　經(jīng)過(guò)3年多的艱難攻關(guān),在2015年推出的麒麟950上,海思第一代自研ISP正式亮相。首產(chǎn)品即商用,這在海思?xì)v史上還是很少見(jiàn)的,但這次自研ISP不負(fù)眾望,支持14bit雙ISP,吞吐率性能提升4倍,高達(dá)960 MPixel/s(每秒百萬(wàn)像素),讓Mate 8手機(jī)拍照效果實(shí)現(xiàn)了大幅提升。但Roc的團(tuán)隊(duì)幾乎一口氣都沒(méi)有歇,立即投入P9的拍照能力的攻關(guān)。它們兩個(gè)最大的不同是:Mate8只考慮單攝像頭,而P9是雙攝像頭,所以需要修改架構(gòu)。

　　終于,到第二年第一季度,自研ISP技術(shù)與徠卡雙鏡頭“雙劍合璧”,助力P9、P9 Plus成為2016年的明星手機(jī)產(chǎn)品,黑白彩色雙攝開(kāi)啟了華為手機(jī)拍照優(yōu)勢(shì)的新篇章。當(dāng)時(shí)一家著名分析機(jī)構(gòu)的首席分析師如此評(píng)價(jià)麒麟自研ISP“這比買(mǎi)商用ISP肯定更貴,但值得。”

　　事實(shí)證明一切,麒麟960拍照性能繼續(xù)提升。麒麟970不僅ISP性能得到提升,還開(kāi)創(chuàng)性地融入了AI,搭載麒麟970的華為Mate10和P20手機(jī)都分別沖上了 DXOMark(法國(guó)知名圖像處理軟件DO公司推出的成像質(zhì)量排行榜)榜單第一;而P20 pro更是在 DXOMark榜單第一的位置上穩(wěn)居一年多,直到被后來(lái)的搭載麒麟980的P30 pro超越。

　　唯堅(jiān)持,得突破。選擇最難走的道路,看最美的風(fēng)景,這需要智慧和勇氣,更需要巨大的努力和付出。每一代麒麟的演進(jìn),都“太難了”,但即使是在最難的時(shí)刻,團(tuán)隊(duì)也沒(méi)有放棄對(duì)創(chuàng)新的追求。麒麟為什么能成功?是因?yàn)榇蠹议L(zhǎng)期堅(jiān)持追求三個(gè)詞Focus(聚焦)、 Persevere(堅(jiān)持)、 Breakthrough(突破)

　　注:文中 Julian、Paul、 George、 William、King、Sean、Benjamin、 Orion、Jery、Jim、 Andrew、 Robin、 James、Jary、Joe、Leo、Roc等均為化名。他們可能不是特定的某個(gè)人而是這么多年來(lái)矢志奮斗的麒麟和巴龍團(tuán)隊(duì)的縮影。