麒麟、鲲鹏芯片真的“轻舟已过万重山”?

新芒 2023-08-17 16:30:36

前两天,知名曝光博主@数码闲聊站爆料,麒麟芯片回归,一语激起千层浪。距离华为被制裁已经过去四年,过去囤积的麒麟9000 5G芯片也已经消耗殆尽。

在外界还在辨别消息真假的时候,8 月 11 日上午,@数码闲聊站又放出消息,华为旗下多款 5G 新机已经正式通过备案,这意味着5G麒麟芯片回归基本板上钉钉。不过据消息,华为首批5G芯片为中端产品,并不是对标骁龙8 gen2的旗舰芯片。

对于外界传闻,华为高管也释放出正面表态。在前段时间华为HDC大会上,终端BG CEO余承东表示“轻舟已过万重山”。

从头梳理华为制裁困境,虽然已过万重山,但也不得不承认,距离旗舰级芯片回归,还需面对诸多磨难。

制裁麒麟芯片,在制裁什么?

自2019年5月以来,美国政府开始对华为实施各种制裁措施。首次制裁将华为列入“实体清单”,禁止美国企业向华为出售任何高科技产品。这使得华为不能从美国供应商那里购买芯片等重要零部件。

在2020年5月,美国商务部修改了对外贸易规则,动用“长臂管辖”霸权,要求外国公司使用美国技术的芯片必须取得美国政府的批准。这使得华为无法继续从台积电等制造公司采购芯片,以维持其手机和5G基站业务的正常运营。

两次制裁的最直接影响,首先在于麒麟芯片不能由台积电、三星等芯片制造公司代工生产;再其次,因为麒麟芯片集成了5G射频芯片,而射频芯片中的BAW滤波器是一项至关重要的技术,之前国内无法制造。这些造成了5G麒麟芯片成为绝唱。

而制裁潜在影响,对华为芯片设计也造成困扰。

当前所有的移动终端设备,无论是麒麟9000,是骁龙8gen2,还是苹果M2,还是联发科天玑9000,都是基于ARM架构设计出来的。研发ARM芯片第一步,需要从英国ARM公司购买专利授权。碍于制裁影响,英国ARM公司去年12月宣布,不再面向中国出售先进版本IP设计授权。这实际上也掐断了华为芯片设计技术的根,对华为的影响不止是麒麟芯片,服务器芯片鲲鹏系列也无法继续迭代。

况且英国ARM公司在专利保护方面十分强势,如果下游厂商不经购买新一代授权,而是在已有授权基础上研发出新功能,也会被视为侵权。因此某种意义上,华为在芯片设计方面,面临的技术困境更难解决。

以力破巧,难以解决芯片设计问题

这次5G麒麟芯片回归,更像一次国产芯片制造的突破。

有传闻称,本次回归的麒麟芯片将由中芯国际代工,采用其N+1制造工艺。中芯国际N+1工艺,在功率和稳定性方面与7nm工艺非常相似,和14nm相比,性能提升20%;但与更先进的7nm相比,还有部分差距。

而在制造工艺上的短板,华为也很难用芯片设计方式弥补回来。

因ARM专利限制原因,华为基于ARMv8.2版本开发出的芯片,性能注定比不过更先进的ARMv9.2。事实上,华为设计芯片的思路仅有一条路可走,即在成熟微架构上堆砌核心,或者采用堆叠工艺将两个成熟制程芯片封装到一起,以达成纸面性能不落后。通过“以力破巧”的方式迭代,抵消授权落后造成的影响。

近期部分媒体也在报道华为又有了一项新的专利,专利号是CN116504752A,专利名称为“芯片堆叠结构及其形成方法、芯片封装结构、电子设备”。媒体普遍解读为,在采用国产14nm工艺的基础上,利用堆叠封装技术,将2颗14nm的芯片堆叠在一起,实现等于甚至强于7nm芯片的性能。

但也有业内人士分析,这种技术设想并没有那么容易实现。芯片的性能,最终还是取决于晶体管的数量,如果想达到7nm芯片晶体管密度,则需要至少将3块14nm芯片封装在一起。不但会造成芯片体积增大,不适合移动设备使用;也会造成功耗飙升。14nm芯片本身功耗约在7nm芯片的2倍以上,3颗再堆叠到一起,功耗至少6倍的提升,将严重制约使用体验。

对于华为自研芯片来说,在突破芯片制造难关之后,将发现架构授权问题无解且致命。并且ARM授权影响更多的,还在华为服务器芯片鲲鹏系列。

鲲鹏、麒麟等国产ARM芯片,成为无根之木

华为鲲鹏系列芯片,更多应用于数据中心服务器领域,与麒麟芯片一样,上代鲲鹏芯片发布还在2019年,至今四年未曾迭代产品,难产的原因仍是授权问题。

对比麒麟芯片,鲲鹏芯片面临的问题更为严峻。

因为一款芯片如果想要广泛应用,除了自身硬件性能强劲外,还需要软件生态支持。如麒麟芯片需要以安卓或者鸿蒙系统作为生态土壤,鲲鹏同样需要软件生态支持。

而ARM架构芯片在服务器领域市场占比仅在7%,难以成为主流架构的原因即为生态短板。生态短板是包括华为鲲鹏、中国电子飞腾在内所有服务器ARM芯片厂商共同面对的难题。

那无法获得先进授权,对国产ARM芯片软件生态影响在哪呢?

是因为当下主流的ARM 芯片IP版本为v9.2,主流软件生态也是围绕v9.2版本开发、优化。鲲鹏芯片v8.2版本生态落后于主流环境,存在向下再兼容的问题。对于国内软件生态厂商而言,一方面又要基于最新版本开发,一方面又要付出更多时间、资金成本去为国内落后IP版本做兼容优化,实际负担很重。

因此从授权问题展开,可以发现实际受到影响的不只是华为芯片研发,国内ARM产业链同样面临制约。事实上,这也是当前信创产业,在讨论ARM架构芯片是否自主可控的原因。

面对授权困境,前段时间华为鲲鹏和中国电子飞腾也官宣合并成立“鹏腾生态”,希望集中力量,尖刀突破。不过ARM授权的症结,发生自英国ARM公司,随着ARM公司赴美上市加速,卡脖子行为已成事实,国内继续获得IP授权的希望愈发渺茫。

不管怎么说,华为在困境之下取得一定突破属实不易。但舆论与民众情绪,也不宜过渡捧杀华为,我们在芯片研发制造的道路上还有很多磨难,齐心合力才能渡过九九八十一难。

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