为什么5G如此重要？ 华为拿出那些锁了20年的压箱底技术

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海思总裁致员工的一封信尊敬的海思全体同事们:此刻，估计您已得知华为被列入美国商务部工业和安全局(BIS) 的实体名单(entity list)。多年前，还是云淡风轻的季节，公司做出了极限生存的假设，预计有一天，所有美国的先进芯片和技术将不可获得，而华为仍将持续为客户服务。为了这个以为永远不会发生的假设，数千海思儿女，走上了科技史上最为悲壮的长征，为公司的生存打造"备胎"。数千个日夜中，我们星夜兼程，艰苦前行。华为的产品领域是如此广阔，所用技术与器件是如此多元，面对数以千计的科技难题，我们无数次失败过，困惑过，但是从来没有放弃过。后来的年头里，当我们逐步走出迷茫，看到希望，又难免一-丝丝失落和不甘，担心许多芯片永远不会被启用，成为一直压在保密柜里面的备胎。今天，命运的年轮转到这个极限而黑暗的时刻，超级大国毫不留情地中断全球合作的技术与产业体系，做出了最疯狂的决定，在毫无依据的条件下，把华为公司放入了实体名单。今天，是历史的选择，所有我们曾经打造的备胎，一夜之间全部转"正"!多年心血，在一夜之间兑现为公司对于客户持续服务的承诺。是的，这些努力，已经连成一片，挽狂澜于既倒，确保了公司大部分产品的战略安全,大部分产品的连续供应!今天，这个至暗的日子，是每一位海思的平凡儿女成为时代英雄的日子!华为立志，将数字世界带给每个人、每个家庭、每个组织，构建万物互联的智能世界，我们仍将如此。今后，为实现这一理想，我们不仅要保持开放创新，更要实现科技自立!今后的路,不会再有另一个十年来打造备胎然后再换胎了，缓冲区已经消失,每一个新产品一出生，将必须同步"科技自立"的方案。前路更为艰辛，我们将以勇气、智慧和毅力，在极限施压下挺直脊梁，奋力前行!滔天巨浪方显英雄本色，艰难困苦铸造诺亚方舟。何庭波2019年5月17日凌晨华为1991年从成立ASIC设计中心起，到2004年成立海思半导体，直至成为中国自主芯片设计的代表，那么华为究竟做了哪些芯片呢？从大类上看，华为主要设计了五类芯片：1、SoC芯片2、AI芯片3、服务器芯片4、5G通信芯片5、其他专用芯片。华为芯片全景图http://p9.pstatp.com/large/pgc-image/594c104cad214f48929e95f21ff3a997


1. SoC芯片（麒麟系列）：手机SoC芯片一直是华为的主力研究，至2018年8月31日推出的麒麟980处理器以及预计今年下半年将推出麒麟985芯片，华为手机芯片已经达到世界一流水平。2. AI芯片（昇腾系列）：2018年10月10日，在华为的HC大会上发布了昇腾910和昇腾310两款AI芯片，分别采用7nm工艺制程和12nm工艺制程。昇腾系列AI芯片采用了华为开创性的统一、可扩展的架构，即“达芬奇架构”，实现了从极致的低功耗到极致的大算力场景的全覆盖。3. 服务器芯片（鲲鹏系列）：华为优化调整设计了其合作伙伴ARM授权提供的技术，在2019年1月7日发布了鲲鹏920以及基于鲲鹏920的泰山服务器、华为云服务。4. 5G通信芯片（巴龙、天罡系列）：华为的5G芯片主要分为终端芯片（巴龙系列）和基站芯片（天罡系列）。巴龙系列是手机终端基带芯片，一直是华为手机的专用芯片。2019年1月24日，华为推出业界首款面向5G的基站核心芯片(天罡芯片)和5G多模终端芯片（巴龙5000）。5. 其他专用芯片：（路由器芯片、NB-IoT芯片、IPC视频编解码和图像信号处理的芯片等）：凌霄系列主要用于家庭接入类的产品；利尔达NB-IoT模组为全球领先的窄带物联网无线通信模块；IPCSoC芯片涵盖了视频监控的核心技术——ISP技术和视频编解码技术。
1.1 麒麟芯片：全球领先的国产手机SoC芯片华为海思芯片SOC结构http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/ce9aa862e09b4c929e82139227a5b743



华为海思芯片的历史沿革http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/b066c08817dd47179e86771bb9ff3a0e



目前市场上生产手机芯片的几大龙头分别是苹果，华为，高通和三星。苹果A系列：苹果的A12处理器是全世界第一款7纳米的芯片，性能稳居第一，不过由于苹果没有自主基带技术，GPS/WIFI芯片都需要外购，所以A系列芯片从来不含基带部分，也无需承担GPS/WIFI的功能；华为麒麟系列：华为的麒麟980，采用最先进的八核心设计，最高主频高达2.8GHz。预计麒麟990还会继承5G基带，实现真正5G全网通；高通骁龙系列：发布的骁龙855处理器，它采用全新的Kryo 485构架，7纳米工艺技术，图形渲染提升20%，CPU性能提升45%，最高主频2.84GHz，也是十分强大；三星Exynos系列：Exynos 9810处理器是三星自主研发M3架构，拥有4个2.9GHz的M3大核和4个1.9GHz的A55小核，10纳米制作工艺。全球各大手机芯片厂商对比http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/91628dcb03394e97b9e624035480b81f



1.2 鲲鹏芯片：打破服务器领域垄断局面的新晋者华为服务器芯片性能与其他厂商对比http://p3.pstatp.com/large/pgc-image/9a07d0a3ef3345aeb5ba66f014dde7b0



除了鲲鹏920处理器，华为还推出了三款泰山（TaiShan）系列服务器，使用的就是鲲鹏920，包括TaiShan 22080、Taishan 5280/5290、TaiShan X6000，分别面向均衡服务器、存储服务器及高密度服务器市场。1.3 昇腾芯片：全栈全场景AI解决方案AI时代的四种异构芯片选择
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2018年，华为发布了两颗云数据中心AI芯片：单芯片计算密度最大的昇腾910和极致高效计算低功耗的AI SoC昇腾310。昇腾910属于Ascend Max系列，用于数据中心服务器，性能表现超过英伟达最强芯片AI V100，是全球已发布的单芯片计算密度最大的AI芯片。基于昇腾910华为还将推出大规模分布式训练系统昇腾Cluster，链接1024个昇腾910芯片，构成AI计算群，提供超高级AI计算能力，计算能力最高可达256P，使AI的训练速度达到崭新的水平。昇腾910,昇腾cluster与现有产品的算力比较http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/4e7cca2d34e14b1782c1f1c310d64a2b



昇腾系列AI芯片采用了华为开创性的统一、可扩展的架构，即“达芬奇架构”，实现了从极致的低功耗到极致的大算力场景的全覆盖，目前全球市场上还没有其它架构能做到。华为全栈全场景AI解决方案http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/27ed3016882e465faa68736ed086f646



1.4 5G芯片：基站和终端全方位布局5G是指第五代移动通信技术，是4G之后的延伸，其峰值理论传输速度可达每秒数十Gb，相对于4G的网络传输速度快了数百倍，同时，5G还拥有毫秒级的传输时延和千亿级的连接能力，是开启万物互联、人机深度交互的通讯基础。5G相对于4G的独特优势http://p3.pstatp.com/large/pgc-image/3d1fad639be4494c991a7c118c4941f9



5G通信的技术底层是5G芯片，5G芯片主要分为射频芯片和基带芯片。华为5G天罡芯片应用与使能概念图http://p3.pstatp.com/large/pgc-image/b1b64d949a604275a4ce71d9066efbfc



主流生产商5G终端2018年商用CPE，2019年商用智能机http://p3.pstatp.com/large/pgc-image/ae4481782fc24440bbe37bc4755f0f0a



华为发布了首个基于巴龙5000芯片的5G终端产品：5G CPE Pro。这是世界上最快的5G CPE，支持Wi-Fi6技术。主要的应用场景是智能家居。5G CPE Pro可支持4G和5G双模，在5G网络下可以实现3秒下载1GB的高清视频，即使是8K视频也可以做到秒开不卡顿，为小型CPE设立了新的网速标准。华为5G CPE Pro基本情况http://p3.pstatp.com/large/pgc-image/dc839e0d9f7545beacfa16c74bf7f8fb