"中兴芯片事件"可谓中美贸易战中美方的一记重拳。它再次警醒着我们亿万国人"脱实向虚"之恶果以及落后就要挨打的惨痛教训！也充分说明我们近年来发展中所存在的一些主要缺陷. 美国商务部于当地时间4月16日发布命令，禁止美国企业向中兴通讯销售元器件，时间长达7年。这份出口权拒绝令（Denial Order）立即生效。据调研，中兴通讯元器件采购中，外来元器件占比60%以上，其中美国企业至少占了一半。其中基带处理器中，高通占据了40%市场份额，旗舰机中大部分终端厂商采用了高通骁龙处理器；基站处理单元的FPGA中，Xilinx和Altera占据了90%以上市场份额。因此，美国企业在元器件市场中处于领导地位，国产化元器件替代之路任重道远。
那么我们就从国产芯片的代表华为的麒麟处理器开始讲起，来看看华为是如何坚持走自研处理器这条路的。
一、做手机一定要做处理器吗？
因为海思的麒麟处理器只有华为自己的移动设备在使用，所以说麒麟就不得不提华为的手机。做手机就一定要做处理器吗？当然不是，如果我们看一下2017年的全球手机出货量排行榜，会发现排名前3的三星、苹果、华为，都有一个共同点——那就是都有自主研发处理器的能力。手机属于科技行业，研发是重要的一个指标，纵观整个手机界自己做处理器的除了这三家还有一个跌出前5的小米。
更巧合的是这几家企业做处理器的先后顺序排名也是如此，这几家中三星是第一家自己研制处理器的，苹果手机最初采用的是三星处理器，之后在收购了一些小的处理器公司之后推出自己的处理器并首先用在了iPad上。其实海思在2009年就推出了自己的处理器K3，不过由于是面对山寨市场不被大众所熟知，2016年小米也迎来了自己的第一款处理器澎湃S1。
说不上成功的K3V2
2009年华为推出了自己的处理器K3，这是一款面向公开市场，与展讯、联发科等一起竞争山寨市场的处理器，华为自己的手机没有使用。因为K3自身产品的不够成熟以及不适的销售策略使得他无法与展讯、联发科竞争，最终饮恨山寨市场。
可能是受苹果自研的A4处理器在iPhone4上大获成功的影响，海思在K3失败之后闭关两年推出了K3V2处理器，并且第一次在自家手机中采用，而且是定位旗舰的D2、P2、Mate 1、P6等机型。K3V2看名字就知道是K3的Version 2版本。2012年手机界的多核大战已经开启，从单核、双核进入了四核时代，让很多人意外的是海思抢先在当时移动处理器领域的大佬TI、高通等业界大佬之前推出了四核的K3V2，是当时市场上的第二颗四核处理器。
K3V2的CPU部分采用的四核Cortex-A9架构，主频分为1.2GHz和1.5GHz，低频小核功耗低，高频大核性能好，通过DVFS动态电压频率调整兼顾性能和功耗。一切看似很美好，可是在制造工艺上选择了台积电的40nm工艺制造，整体功耗比较高。K3V2的GPU部分采用了比较少见的Vivante公司的GC4000 ，这颗GPU跑分还是不错的，但是兼容性非常差，很多游戏都不兼容或者优化特别差。
40nm在当时已经不属于先进的工艺了，再加上GPU的兼容性差，使用K3V2的华为手机无法给人带来良好的使用体验。K3V2总体来说依然不算成功，尽管如此华为依然把他用在了自己的旗舰机上（P6），因为K3V2的糟糕体验这些机型也卖的并不好，但是可以看出海思的定位就是做高端芯片。
K3V2可是说一款并不怎么成功的芯片，但是海思从中获得了非常多的宝贵经验，为后来的成功打下了坚实的基础。（同时期的高通是怎样的？可以看小编的上一篇文章：
透过845，让我们来看看高通这几年是如何野蛮生长的）二、什么是SoC
在2017年2月底的小米澎湃S1发布会上雷军多次强调这是一颗SoC不仅仅是处理器，那什么是SoC呢？SoC是英文System on Chip的缩写，翻译为片上系统，如果说中央处理器(CPU)是大脑，那么SoC就是包括大脑、心脏、眼睛、手脚并给它们分配任务的系统。因为通信是手机的基本属性，所以手机SoC一般分两大块，BP(Baseband Processor)和AP(Application Processor)，BP就是我们常说的基带芯片。
一个移动SoC除了CPU还包括BP（基带）、GPU（图形处理器）、DSP（数字信号处理器）、ISP（图像信号处理器）等重要的模块。这些模块通过复杂的异构计算系统，管理、组织、协调、分配各模块的任务，以快速有效的解决问题并使性能和功耗更趋平衡。
基带很重要
在智能手机初期，移动处理器领域可谓是大佬云集，TI、Nvidia、甚至后来的Intel都是IC行业的翘楚，可是这些大佬都先后退出了这个领域，因为他们都遇到了一个至关重要的问题——基带(Baseband)。随之而来的是高通凭借基带的优势横扫移动处理器市场，打出了
买基带送芯片的方式，由此可见基带的重要性。基带通常是手机中的一块电路（也有软基带，比如小米的澎湃S1），负责完成移动网络中无线信号的解调、解扰、解扩和解码工作，并将最终解码完成的数字信号传递给上层处理系统进行处理，可以理解为通信模块。很多人会想当然的认为华为是做通信起家的，做好基带是理所当然的事情。其实不然，曾经通信设备领域的老大爱立信和IC巨头意法半导体的移动芯片合资公司意法-爱立信(ST-Ericsson)在亏损27亿美金后也黯然退出，这足以说明基带并不好做。
海思麒麟处理器正式跨入SoC行列
华为的K3V2是CPU+GPU的组合，并没有集成基带，再推出K3V2的一年之后，华为推出了麒麟910，首次集成了自研的Balong710基带，成为一款真正意义上的手机SoC，这是一项并不容易的事情，苹果至今没有做到，intel没有做到，三星在几年后才做到。
之前我们已经说过了，K3V2并不算一款成功的处理器，功耗大，兼容性差，搭载K3V2的华为手机使用体验也一直被人们吐槽。推出K3V2一年后海思针对这些问题进行了改进，用Mali450MP4替换掉GC4000解决兼容性问题，使用更先进的28nmHPM制程代替40nm工艺极大的改善了功耗问题。
麒麟910相对K3V2的改进主要就是这些，在当时并不算是很好的SoC芯片，但是意义很重大：宣告了海思的处理芯片正式跨入SoC时代，也是华为第一款开始被大众所接受的芯片。
三、开始染指高端，谁说国产不行？
替换高清大图
处理器芯片是手机的一部分，对于大众消费者来说多数人是不了解这款芯片的参数性能的，判断的依据往往是使用是不是流畅，是用在一个什么价位的手机上。 所以，一款高价的广受欢迎的手机使用的处理器芯片往往会被人当作是高端芯片的一个标志。海思处理器很长一段时间内水平并不高，但是被很多人认为是高端芯片，很大一部分原因是华为一直坚持用在自己的旗舰机上。反面的例子就是联发科，联发科的芯片一度表现不错，然而多数厂家尤其是大厂家都将它用在中低端手机上，售价超过2000的OPPO和vivo在宣传手机的时候也只是宣传八核、十核这样的噱头而故意模糊联发科的品牌。
如果说哪款手机让华为站上并站稳了高端市场，那非华为Ascend Mate7莫属，一经推出就受到市场的热捧，甚至有多半年时间处于供不应求的状况。华为Mate7最被人津津乐道的就是通信能力极佳、超长的续航和良好的指纹体验。
功能性开始逐渐赶超
从麒麟920开始，海思开始采用四个Cortex-A7 小核加四个Cortex-A15 大核的big.LITTLE架构，GPU采用的是Mali-T628MP4 ，TSMC的28nmHPM工艺制造，更惹人注目的是麒麟920集成了业界第一款支持LTE Cat6的Balong720基带。麒麟925相较于麒麟920，大核主频从1.7GHz升到了1.8GHz，首次集成了"i3"协处理器。麒麟928是麒麟925的进一步升级，大核主频进一步提升到2.0GHz。
华为Mate 7搭载的是麒麟925芯片，华为Mate7的的一大卖点是超长续航。随着智能手机的发展，人们对手机的依赖越来越严重，一旦电池电量将要用完很多人就开始四处找充电的地方，或者拿出充电宝，所以主打超长续航的华为Mate7在当时广受欢迎也不足为奇。决定手机的续航长短最重要的因素是电池容量，除此之外，处理器功耗和屏幕也是电量杀手。
麒麟925从上一代的4核变成了8核，采用了ARM为平衡性能和功耗的问题所提出的解决方案big.LITTLE架构，在低负载的时候关闭大核使用小核降低功耗从而提高续航，毕竟日常使用中多数情况下手机是低负载运行，在更低负载的时候只有i3协处理器运行。再加上麒麟925的整体功耗不错以及系统的优化调度，手机续航会好上很多。
2013年9月iPhone 5S发布，凭借使用体验很好的按压式指纹，成为当年最具创新性的产品。安卓阵营也迅速跟进，各厂家也纷纷推出使用搭载指纹识别的手机，不过体验并不好，HTC的指纹存储为不加密的图片甚至爆出安全性问题。Mate 7成为安卓阵营第一款搭载按压式指纹识方案的厂家而且体验很好，迅速的占俩了市场。
没人能够否认Mate7很成功，而且是非常的成功，使得华为手机站上并站稳了3000元的价位，进入高端手机的行列，这背后麒麟925贡献很大。很多人说"爵士人生"的营销很Low，然而你不得不说很有效果，房地产的那些"尊爵""华府"之类的不是没有原因的，也正因为Mate7的大获成功，很多人开始认可了海思芯片的高端地位。
四、自主研发微架构是IC设计实力的体现
一颗手机SoC芯片包含BP（基带芯片）、CPU（通用处理器）、GPU（图形处理器）、DSP（数字信号处理器）、ISP（图像信号处理器）等重要的模块，这些模块我们都可以称之为IP。一家IC设计公司的芯片里有多少自己的IP是这家IC公司实力的体现。
除去基带部分，移动通信领域ARM一家独大，要想生产制造ARM处理器就要得到ARM公司的授权，授权分两种，一种是指令集（instruction set architecture (ISA)）授权，另一种是微架构（Microarchitecture)授权。指令集是处理器执行的最最基础的命令，微架构是对此的实现，经过多年发展指令集已经不是处理器设计的难点，微架构才是决定处理器好坏的主要因素。我们平时所说的Cortex-A57、Cortex-A53、Cortex-A72、Kyro 这些都是指CPU的微架构，其中Cortex系列为ARM公司的微架构，任何公司可以购买，也就是我们所说的公版架构，Kyro是高通自己基于ARM指令集设计的架构（也有部分是对ARM架构的魔改），也是构建在ARM指令集的生态上的微架构。
经过对ARM授权的简单介绍，对公版架构和自主架构有了一个大致的了解。那为什么有的购买ARM公版架构，有的自研架构呢？这取决于公司自身的研发实力、财力、产品周期等因素，最大的阻碍大概是自身的研发实力，毕竟微架构是CPU研发最核心也是最难的一部分，能自主研发架构的公司研发水准都是第一流的。
这些手机厂家中架构玩的最好的当属苹果，虽然同样是基于ARM指令集的，但是苹果重新设计的微架构使得苹果处理器性能一直笑傲群雄，而且可以根据自己的需要决定核心的多少而不是过分的追求多核。很多人说iPhone不过分追求硬件，殊不知苹果自研的处理器一直是最棒的，苹果在最近相继传出要自研GPU和电源管理模块，iPhone的标杆地位也引得有实力的厂家开始追求自主架构。三星的Exynos 系列处理器一直采用的是ARM的公版架构，但是从Exynos 8890 开始三星开始推出自己的M1(代号为猫鼬Mongoose)架构。（想了解同时期的苹果是如何发展的，可以关注小编的另一篇文章：苹果为何强大？现在再来看看这颗A11）
海思的自主架构从ISP开始
现在提起华为手机总是离不开双摄、徕卡这样的字眼，最初主打徕卡拍照的是华为P9。P10发布会后余承东透露P9系列销量超1200万，实际的销售数字证明主打拍照的P9绝对是成功的。想做好拍照其实并不容易，搭载徕卡双摄像头是一大卖点，但并不是说搭载了徕卡双摄像头就一定会拍照好，这还需要 ISP(Image Signal Processing 图像信号处理)的处理
手机拍照需要的主要原理过程如下图所示：被摄景物通过摄像头中的镜头，将景物的光学图像投射到传感光传感器上，由传感器将光学图像信号转换成数字信号，之后图像信号在手机中SoC上集成的ISP模块进行处理，最终转换成手机屏幕上看到的图像并存储起来。也就是说，我们品评照片时常说的图片的锐化、降噪、优化色彩等都是在ISP中处理完成的，除此之外，如今的ISP还肩负着实现相位、激光、反差等混合对焦运算以及提供对于双摄像头支持等的重任，对于拍照影响重大。
从麒麟950开始，海思的SoC芯片中开始集成自研的ISP模块。自研的ISP模块使得华为可以从底层来优化照片的处理，呈现出漂亮的样张，事实也证明从P9开始华为已经跻身全球手机拍照的第一阵营，根据专业相机评测网站DXOMARK公布的最新的数据显示华为P10的拍照成绩87分，超过86分的iPhone7，这优异成绩的背后，华为自研ISP功不可没。P10发布会后余承东透露P9系列销量超1200万，这样的销售数字证明主打拍照的P9是同样获得了消费者的认可。
五、制程工艺是半导体产业的重要环节
当今半导体界主要有两种商业模式，一种是IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式，就是从设计，制造、到封装测试甚至推广都是自己做，典型的例子就是Intel；另一种是垂直分工模式，半导体生产过程中的每一步都有专门的公司去做，比如ARM公司只做IP核，海思等半导体公司从ARM购买IP核授权（也有自己的IP核与ARM之外的IP核）设计自己的芯片，这种只做设计的公司通常就叫做Fabless；芯片设计好要生产就交给专门做代工的Foundry（代工厂），芯片制造完成再进行封装测试。
上面也提到了，海思是一家只负责芯片设计的fabless厂家， 要想生产好的芯片必须要跟上下游紧密合作，选择晶圆制程就是非常重要的一点。我们先来看一些例子：
2012年，海思推出四核Cortex-A9架构的K3V2，使用台积电 40nm工艺制造；
2014年，高通发布了采用Cortex-A57架构的的骁龙810，使用台积电20nm工艺制造；
2015年，联发科发布了全球首款十核心处理器的芯片Helio X20，使用台积电20nm工艺制造；
不管是K3V2、骁龙810还是Helio X20都有一个共同特点，功耗大，发热大，联发科的Helio X20更是被网友戏称为"一核有难，九核围观"。
选择制程也是一种策略
3月23日，高通骁龙835实现了亚洲首秀，2017年4月底，采用骁龙835的三星Galaxy S8和小米6陆续开始发售。此时，华为已经陆续发布了Mate 9 /9 Pro、荣耀V9、P 10/10 Plus 等多款采用麒麟960芯片的产品，麒麟960与高通骁龙835之间的时间差有了将近半年的时间。其实这不是海思第一次先于高通推出新款SoC，海思在2015年推出了基于16nm FinFET制造的麒麟950处理器，这也是业界第一款采用16nm FinFET工艺的移动处理器，先于骁龙820半年之久。
为什么高通的骁龙820和骁龙835都会比海思晚小半年面世呢？，上面我们已经说过了，半导体的产业分工导致高通、海思这些Fabless厂商要跟晶圆代工厂商合作生产制造。这时候选择合适的工艺和合作厂商就很重要了。10nm的量产问题导致了骁龙835的出货延迟，而海思因为没有冒险采用还不成熟的10nm而是选择了成熟的16nm制程取得了先发的优势。
对手机而言，先于竞争对手推出产品就容易获得更好的销量，尤其是在当下竞争白热化的手机市场中。如果我们看海思的处理器推出节奏和华为手机的推出节奏会发现，每年第四季度海思发布新处理器，而随后的华为Mate系列旗舰机会搭载这款最新的处理器上市。看到这里你有没有想到苹果？每年发布的新iPhone都是搭载最新A系列处理器。如果我们再仔细观察，最新的操作系统也是在这个时间段随着新机面世，这也许是能拥有自己的芯片的手机企业所独有的优势。
六、总结
相对于苹果、高通、三星这样的巨头，海思的研发实力还是要差不少，开始就追求自主架构并不太现实。海思的自主架构是从ISP开始的，而不是CPU或GPU这样的处理单元，也是一个很好的突破口，而且与手机卖点结合的非常好。目前华为已经凭借麒麟处理器站上了国内销量第一的宝座，所以很有可能，余承东当年吹的牛真的会实现（吹的牛不知道的自行百度，这里就不赘述了）。所以目前来看，华为这条自主研发的路是相当高明的，同时也可以摆脱大国的封锁，强盗企业的条款和产能不足的影响。
国产当自强！希望大家在购买手机的时候能够理性选择
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