解密華為晶片旗艦海思：一個“備胎”的28年“轉正”征途
華為被逼到牆角，“備胎”走到了臺前。
5月15日，美國商務部宣佈，把華為及其70家附屬公司列入管制“實體清單”。這意味著，沒有美國政府的許可下，美國企業不得給華為供貨。
在半導體和高階器件全球供應鏈高度依賴，你中有我、我中有你的現實背景下，華為面臨供應鏈“斷供”風險，這可能使華為無法繼續為客戶提供最優質產品和服務。
對此，華為創始人任正非5月18日在深圳公司總部接受日本媒體採訪時表示，華為公司將繼續開發自己的晶片，減少生產禁令帶來的影響。他還指出，即使高通和其他美國供應商不向華為出售晶片，華為也“沒問題”，因為“我們已經為此做好了準備”。
“備胎”之一，就是華為旗下的半導體旗艦海思。
5月17日凌晨，華為旗下的半導體公司海思總裁何庭波的一封內部信刷屏網路。何庭波在信中稱，華為多年前已經做出過極限生存的假設，預計有一天，所有美國的先進晶片和技術將不可獲得，而華為仍將持續為客戶服務。她宣佈，之前為公司的生存打造的“備胎”，一夜之間全部“轉正”。
海思這個原本在華為內部異常低調的部門，在華為陷入巨大生存危機的關口，站出來為華為正常業務開展保駕護航。
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海思總裁何庭波。
海思發展史
海思的前身是華為1991年成立的ASIC（超大規模積體電路）設計中心。
當時，華為創始人任正非從港資企業億利達挖來了徐文偉（現華為董事、戰略研究院院長）。徐文偉來到華為後，建立了器件室，從事印刷電路板（PCB）設計和晶片設計。開啟了華為的晶片事業。
電信裝置中晶片成本佔比很高，購買通用芯片價格高，產品沒有差異化，價格戰“刺殺”後，企業的利潤空間很小。這是華為決定開發自研晶片的大背景。
1991年，華為首顆具備自有智慧財產權的ASIC正式流片成功。這是一顆用在交換機上的多功能介面控制晶片。這就是華為晶片事業的起點。
有了自己的晶片，讓華為的產品降低了成本。
1993年，華為第一顆用自己的EDA設計的ASIC晶片問世，成功實現了數字交換機的核心功能——無阻塞時隙交換功能。
後來隨著華為進入快車道，華為成立了“中央研究部”，其下成立了基礎業務部。這個部門存在的唯一目的就是為通訊系統做晶片，用任正非的話，叫“為主航道保駕護航”。
2004年，華為決定成立海思半導體，把這塊業務獨立成公司發展。海思英文名為“HiSilicon”，大意就是華為的晶片部門。
任正非對晶片研發一直非常重視。他曾明確表示，晶片業務是公司的戰略旗幟，一定要站起來，適當減少對美國的依賴。
在華為的架構中，一級部門找不到海思的身影，但海思的地位等同於一級部門。海思負責華為所有的半導體以及核心器件的開發和交付，與華為大名鼎鼎的2012實驗室一樣，都是華為“秀肌肉”的部門。
海思成立後，徐文偉曾主管後一段時間，後來徐直軍（現華為輪值董事長）也主管過海思，隨後就由何庭波擔任海思總裁。
據一位前海思人士介紹，海思之所以獨立發展，另一個背景是華為此時要做手機業務，海思藉此可以進入消費級晶片業務。
2003年11月，華為終端公司正式成立。之前任正非曾表示“誰要說做手機就開除誰”，但由於手機龐大的市場，任正非冷靜反思後決定接受下屬的建議，決定開始手機業務。
在一次會議上，任正非指示公司負責財務工作的紀平說：“紀平，拿出十億來做手機。”
海思成立後先進入了數字安防晶片市場，海康威視和大華都是海思的客戶。
華為進入手機業務後也並非一帆風順，為運營商做貼牌只賺取微薄的利潤，2008年遭遇金融風暴，曾經一度有賣掉的想法。
據說，華為一度找來了多家投資機構，最終因價格未達到預期放棄了出售手機業務的計劃。
2009年，海思推出了一個GSM低端智慧手機方案，將處理器打包成解決方案提供給山寨機使用，晶片名叫K3V1。這個方案採用了Windows mobile作業系統，工藝採用110nm製程，當時競爭對手已經採用65nm甚至45至55nm，所以海思的第一代晶片談不上成功。
FT中文網2019年的一篇報道提到，據普華永道(PwC)去年底公佈的一份報告，中國當時有超過500家設計公司，但其中三分之二的公司僱員不超過50人，即使是其中最大的公司海思(Hisilicon)，2007年的收入也僅有1.70億美元。
華為手機業務的轉變開始於2011年，當年餘承東從歐洲迴歸執掌華為消費者業務。
2012年，海思釋出了第二款手機晶片K3V2，號稱是全球最小的四核ARM A9架構處理器。
隨後幾年，隨著華為手機的暢銷，海思麒麟系列的知名度也越來越大。2018年，華為推出了麒麟980系列，有了與蘋果A系列晶片和高通驍龍8系列晶片叫板的基礎。
如今，海思旗下的晶片共有五大系列，分別是用於智慧裝置的麒麟系列；用於資料中心的鯤鵬系列服務CPU；用於人工智慧的場景AI晶片組Ascend（升騰）系列SoC；用於連線晶片（基站晶片天罡、終端晶片巴龍）；其他專用晶片（視訊監控、機頂盒晶片、物聯網等晶片）。
2019年初，Gartner釋出了2018年全球前十大半導體廠商的排名，三星繼2017年首次登頂之後，2018年又以26.7%的增速繼續保持領先，收入達到758.54億美元。根據芯榜釋出的國內2018年半導體設計企業收入排名，海思2018年以501.18億元人民幣（摺合73.9美元）依舊排名第一，遙遙領先第二名，但與國際巨頭仍有不小差距。
海思總部位於中國深圳，在北京，上海，成都，武漢，新加坡，韓國，日本，歐洲和世界其他地區的辦事處和研究中心擁有7000多名員工。
海思官方介紹：經過20多年的研發，海思已經建立了強大的IC設計和驗證技術組合，開發了先進的EDA設計平臺，並負責建立多個開發流程和法規。海思已成功開發了200多種擁有自主智慧財產權的模型，並申請了8000多項專利。
海思女掌門何庭波
何庭波執掌海思和2012年實驗室兩個研發關鍵部門，在華為的研發系統中是一位舉足輕重的人物。但她本人非常低調，很少出現在媒體面前，喜歡稱自己是一名“晶片工程師”。
華為的官網顯示：何庭波出生於1969年，畢業於北京郵電大學，碩士。1996年加入華為，歷任晶片業務總工程師、海思研發管理部部長、2012實驗室副總裁等，現任海思總裁、2012實驗室總裁。
何庭波曾經在給新員工的寄語中自我介紹，她最早加入華為是在深圳工作，做的第一顆晶片是光通訊晶片。後來華為為了發展3G，認為無線很重要，1998年何庭波前往上海搭建了華為無線晶片部，並把3G無線網路晶片做起來了。
幾年後，華為又派何庭波去矽谷工作兩年時間，“我在矽谷工作了兩年，這讓我看到了半導體設計的很多差距，後來海思積極吸引很多的全球人才，和我當時在矽谷的一段經歷也有關係。”
這次美國商務部對華為實施出口管制，何庭波5月17日在給海思員工的內部信中表態，華為有能力繼續服務好客戶。“是歷史的選擇，所有我們曾經打造的備胎，一夜之間全部轉正！多年心血，在一夜之間兌現為公司對於客戶持續服務的承諾。是的，這些努力，已經連成一片，挽狂瀾於既倒，確保了公司大部分產品的戰略安全，大部分產品的連續供應！”
“今天， 這個至暗的日子，是每一位海思的平凡兒女成為時代英雄的日子！”何庭波在內部信中這麼寫道。
麒麟晶片和華為手機的相互成就
2018年，華為賣出了2億臺手機，銷量排名全球第三；從營收結構上看，消費者業務已經佔據了華為總營收的半壁江山，2018年這一資料為48.4%。
這是麒麟系列和華為手機相互成就的故事。藉助華為手機的暢銷，海思旗下的麒麟晶片也開始打出知名度；而麒麟晶片本身，也為華為手機帶來了差異化的競爭力。
手機晶片的核心主要是兩塊，一個是應用處理器（AP），包括CPU（中央處理器）和GPU（圖形處理器）；另外一個是基帶處理器（BP），負責通訊訊號處理。近年各晶片廠商都開發SOC晶片積體電路的晶片，把射頻等核心部件都合在一起形成一塊整體解決方案。海思麒麟系列就是SOC晶片。
海思麒麟系列晶片的突破不得不說餘承東。
在美國商務部把華為列為“實體名單”後，餘承東在朋友圈評論稱“消費晶片一直就不是備胎，一直在做主胎使用，哪怕早期K3V2競爭力嚴重不足，早年華為消費者業務品牌和經營都最困難的時期，我們也始終堅持打造自己晶片的核心能力，堅持使用與培養自己的晶片，同時繼續使用一部分美國晶片及部件。”
2012年，海思釋出了K3系列第二款晶片K3V2，號稱是全球最小的四核ARM A9架構處理器。與同時期的高通APQ8064和三星Exynos4412都已經用上了28、32nm的工藝。K3V2工藝是40nm，發熱量大，遊戲的相容性不強，也沒有獲得市場認可。
但任正非一直堅持自家的手機搭載K3V2晶片，華為的D系列、P系列和Mate系列都搭載了這款晶片。這也是任正非的理論自家的狗糧自己先吃。
但正是這種大規模使用，不斷改進，使得海思的晶片不斷提升。
2014年9月，華為在柏林釋出了Mate 7，搭載了麒麟925。這款手機迎合了消費者對大屏手機的需求，最終出貨量超過700萬臺，開始扭轉華為在消費者心中低端機的印象。
2015年11月，華為釋出麒麟950 SoC晶片。該款晶片陸續用在華為旗下的Mate 8、榮耀8、榮耀V8運營商定製版和標配全網通版等手機上。2016年4月，華為釋出麒麟955 SoC晶片，帶領華為P9系列成為華為旗下第一款銷量破千萬的旗艦機。2017年9月2日，華為釋出全球麒麟970，是全球首款內建獨立NPU（神經網路單元）的智慧手機AI計算平臺，採用臺積電的10納米工藝。搭載這款晶片的華為Mate 10系列全球出貨量累計達1000萬臺，創華為Mate系列出貨量同期新高。
2018年，華為釋出麒麟980晶片，採用7納米工藝。半年後，高通同樣採用7納米工藝的驍龍855才正式釋出，兩者在效能上不差上下。
十多年的發展，海思麒麟晶片已經成為華為手機構築競爭力的重要武器，加上華為近年積累的攝影優勢和軟體系統的優化，使得華為手機的銷量一直保持快速增長。今年第一季度，華為手機銷量超過蘋果，成為全球第二。
備胎計劃仍有短板
招商證券分析師方競接受澎湃新聞記者採訪時表示，針對美國的出口管制，華為短期內加大了庫存背後，預計採購庫存夠6-12個月使用；長期來講，華為一方面加大對海思的研發投入，晶片爭取全面取代，另一方面尋找潛在供應商，要求部分供應商轉移產業，放寬對國內供應商的認證資格條件。
據瞭解，華為向臺積電提出要求，將部分晶片生產轉移至南京，也希望日月光和京元電子等臺企轉移產地。
5月17日，餘承東還透露，除了自研晶片外，華為還具有作業系統的核心能力。據瞭解，2012年華為開始開發自己的作業系統，可用於手機、平板電腦和個人電腦等。
即便如此，華為的供應鏈依然有短板。方競表示，從拆機角度來分析華為手機業務自給率，目前主要表現在射頻晶片領域有差距，對美系廠商依賴嚴重，華為之前採購Skyworks、Qorvo、博通三家美資企業的產品；無線充電採用是IDT的產品，儘管IDT在去年被日本瑞薩收購，但也受到美國禁令影響。
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圖中紅字為美國公司。 圖片來自招商證券研報
射頻被認為是模擬晶片皇冠上的明珠，但模擬晶片一直是中國的弱項，主要是模擬晶片更加依賴研發人員的經驗，中國屬於後進者，經驗較少。2017年國產射頻晶片市佔率只有2%。國內射頻PA廠商唯捷創芯2018年打入了華為供應鏈。
方競表示，基站中，射頻晶片門檻高企，晶片的自給率極低。據產業鏈驗證，海思早已開始射頻Transceiver的研發，但前期測試結果相對不太理想。除海思外，國內還有金卓網路的射頻Transceiver晶片在研發中，目前仍處於FPGA早期驗證階段。
華為還有以來美資公司是一個晶片設計工具EDA（電子設計自動化）。在積體電路發展的早期，人工即可完成積體電路設計。但隨著摩爾定律的推進，要完成單位平方毫米內上億個門級電路的晶片的設計，則必須通過EDA輔助工具進行晶片設計。
目前國際上主要有三大積體電路EDA公司，分別是Synopsys，Cadence，Mentor Graphics。三家在EDA行業的市佔率幾乎形成壟斷，且均為美國公司。
方競稱據產業鏈調研瞭解到，由於EDA License授權是多年制的，所以目前海思使用EDA仍一切正常，與華為手機使用的安卓作業系統同理。
去年底，華為對外公佈了供應商的名單，共有92家核心供應商，其中美國供應商最多高達33家，其次是大陸供應商25家，日本11家，中國臺灣10家。
據媒體報道，目前高通、英特爾、GF、ARM、安森美、泰瑞達等公司收到郵件要求終止與華為交易，暫停已有訂單。
5月18日，任正非接受日本經濟新聞採訪時稱，即使高通和其他美國供應商不向華為出售晶片，華為也“沒問題”，因為“我們已經為此做好了準備”。