【回顧】戴輝:華為的晶片事業是如何起家的?

2020-12-10 集微網

1.老兵戴輝:華為的晶片事業是如何起家的?;
2.老兵戴輝:華為海思的麒麟手機晶片是如何崛起的?;
3.老兵戴輝:海思機頂盒晶片是如何成為霸主,並與中國標準相互成就的?;
4.老兵戴輝:華為是如何在光傳輸領域成為全球老大的


1.老兵戴輝:華為的晶片事業是如何起家的?;


本文授權轉載自最牛博弈

海天出版社約我寫《華為傳》,我第一時間想到的,就是要挖掘出華為晶片的「黑」歷史。

今年適逢集成電路發明六十周年。1958年,Jack Kilby(德州儀器科學家)與Robert Noyce(仙童科學家)分別發明了集成電路,可以將多個電晶體製作在一小塊晶片上。後者基於「矽」的集成電路技術,造就了「矽谷」!

我們經常會提到半導體(semiconductor)、晶片(chip)、集成電路(IC、integrated circuit)、超大規模集成電路(ASIC)等四個名稱,其實通常指的都是ASIC。

1991年,徐文偉牽頭做出了華為第一顆ASIC

集成電路發明32年之後的1990年,我踏入了東南大學的校門。

此時,自控系碩士畢業生徐文偉(「大徐」)剛剛去了深圳,在鼎鼎大名的港資企業億利達從事高速雷射印表機的開發。電路設計和彙編語言是他的強項。

1991年,徐文偉因其傑出的硬體設計能力,被隔壁一家名叫「華為」的startup一眼看中,於是被小老闆任正非「忽悠」了過來。億利達不開心,搞了點震,大徐還吃了些苦頭。

那個時候,離開知名港企加盟前途未卜的小公司,委實需要巨大的決心。同為億利達工程師的高梅松,在聽了小老闆任正非描繪的玫瑰般夢想後,不為所動,一笑置之!



1991年的照片,任老闆連像樣的皮帶都買不上啊

當時的華為剛結束代理生涯,研發用戶交換機HJD48,鄭寶用負責整個系統的開發。

大徐來了之後,建立了器件室,從事印刷電路板(PCB)設計和晶片設計。

恰在此時,集成電路行業已經有了偉大的變革,臺積電創始人張忠謀先生打破了大一統的格局,初創企業也有機會設計晶片了!

半導體誕生之初,Intel、IBM等少數美國公司包攬了晶片的設計和生產(所謂IDM集成設計與製造),初創企業根本無法插足半導體行業。

大一統的局面被臺積電的張忠謀先生終結了。1987年,張忠謀在臺灣新竹科學園區創建了全球第一家專業代工公司——臺灣積體電路製造公司(臺積電),並迅速發展為臺灣半導體業的領頭羊。他開創性的定義了Foundry(晶片代工廠)這個行業,將設計和生產分開,為初創企業開闢了生存空間。

從此後晶片設計企業只需要做輕資產的無晶圓設計(Fabless Design),拼的是人才、知識和市場;生產(包括流片)環節就外包給臺積電這樣的Foundry。大陸最有名的是中芯國際,但加工精度不及臺積電。

北方的聯想在總工倪光南的指導下,自主研發了五顆ASIC(超大規模集成電路),並成功地應用於漢卡、微機和漢字雷射印表機。1990年,他們的當家產品聯想漢卡(7型),就使用了自研的ASIC,奠定了聯想的江湖地位。



倪光南展示採用自研ASIC的雷射印表機

交換機上數量最大的器件是用戶板,一塊板接8或16對用戶線,接口控制和音頻編解碼(CODEC)晶片用量很大。如果使用大家都用的通用晶片,產品就會陷入價格戰的汪洋大海中。要生猛甩開競爭對手,只能開發自己的晶片。

大徐首先在PAL16可編程器件上設計自己的電路,在實際應用中驗證,如果有問題還可以修改。等到成熟之後,再將可編程器件上的方案,委託一家擁有EDA能力的香港公司設計成ASIC晶片後,去德州儀器(TI)進行流片和生產。

代價是不菲的,一次性的工程費用就要幾萬美元。90年代初有外匯管制, 外匯額度非常稀缺。這今天看來是區區小錢,當時任老闆可是左思右想才痛下決心拍的板!

當時華為面臨著巨大的資金壓力,任正非不得不借高利貸投入研發,他曾站在六樓辦公室的窗邊,說過這樣一段話:「新產品研發不成功,你們可以換個工作,我只能從這裡跳下去了!」

大家日以繼夜的埋頭苦幹。每天晚上9點許,任正非都會提著一個大籃子,裝著麵包和牛奶,前來勞軍。

天佑華為,一次流片成功!這在當時並不是一個大概率事件,可見兄弟們的武藝高強。

就這樣,1991年,華為首顆具備自有智慧財產權的ASIC誕生了,這就是華為晶片事業的起點! 



1994年訪問美國,左起劉啟武、李一男、楊漢超、徐文偉、鄭寶用、黎健、毛生江

它不負眾望,降低了成本,提高了性能,產品自然也賣得越來越紅火。

老一代研發人員陳光先和吳育華回憶說:當時就叫它ASIC,居然都沒有人想起給它取個輝煌的名字。百密一疏!

晶片元老李徵回憶,當時大家都說,如果那次流片失敗,幾萬美元打了水漂,後果難以想像。

一方面,吃飯的產品沒有了差異化競爭力,就會捲入無休止的價格戰中。另外一方面,新產品的研發要採購境外的器件和設備,要大量美元。因此,即便任老闆初衷依舊,也未必還有能力去研發新產品,也就沒有今天的華為了。

相關晶片技術如下,非專業讀者可直接略過。

可編程器件(SPLD如PAL16、EPLD或者後來的FPGA)適應於在晶片開發階段或者晶片用量小的時候使用,可以快速反覆地編程、修改、調試,並使用專用設備「燒」進晶片。不用去做昂貴的一次性流片。但單顆器件的成本十分昂貴,一顆要頂幾個月的工資。

等到代碼穩定,可以設計成ASIC(超大規模集成電路晶片)的時候,就要進行昂貴的一次流片了。單顆晶片的製造成本也會因用量大而飛快降低。

EDA是電子設計自動化軟體工具的簡稱,在現代集成電路產業裡,充當了晶片設計和製造的對接橋梁。簡單來說,EDA是一個電子自動工具,工程師們藉助於EDA,就可以在電腦上對晶片設計的前後端技術和驗證技術進行操作和仿真。

華為這顆應運而生的晶片是顆多功能的接口控制晶片。當參數為00的時候,用於用戶板,為01的時候,用於E/M中繼板,為10的時候,又可有其他用途。

1993年,華為有了第一顆自己使用EDA設計的晶片

1993年,徐文偉領銜開發的JK1000,以很小的代價,在最後關頭獲得了電信局的入網證,華為戰略轉型,進入了利潤豐厚的電信市場。

隨後開發出來的數字程控交換機C&C08,大賣成為行內的主流機型,開啟了華為的輝煌大業。

自研晶片成為了提升競爭力的關鍵,任老闆嘗到了甜頭後,又有了新的夢想:晶片開發更進一步!戰略既定,大家就擼起袖子大幹吧。

徐文偉領導的器件室挖來了一個重要的人,他就是無錫華晶中央研究所從事晶片設計的李徵。華晶是國家集成電路908工程中最重要的項目,培養了不少人才。

李徵曾參與了上世紀末為打破禁運,由國家牽頭的國產電子設計自動化軟體(EDA)的開發,國產EDA先後在工作站和PC上開發成功。甫一成功,西方世界就立馬解除了對中國的EDA禁供。

這就是西方大國的博弈之道:首先對你封鎖,將你限制在一窮二白的境地。但如果一旦壓不住,就馬上張開懷抱吸納你進入他們的陣營,他們成熟的技術和產品任你使用。熱情的表象後面,動機是要把你自己的產品扼殺在幼年期。自從西方的EDA傳入中國後,國產EDA的發展就很緩慢了。國產億次機和光傳輸等,遭遇同樣的經歷。

解禁之後,李徵被派去美國學習西方EDA的使用和晶片設計,改行做了晶片設計師,隨後加入華為。

任老闆咬咬牙,花大價錢買來了西方的 EDA設計系統,從此有了自己的EDA 設計平臺,不用再委託香港公司了。最近了解到,國內不少政府都建立了共享的EDA設計平臺,此舉甚好。

當時,2000門的數字程控交換機(C&C08 A型機)只能用小容量的通用器件級聯使用來實現時隙交叉(就是數字交換),要用整整一個機櫃的器件來實現。因此迫切需要瘦身,自研一款晶片就成了當務之急。

還是一樣的套路,但說來容易做來難。先用可編程邏輯器件調試時隙交叉系統網片,再把調試好的可編程邏輯器件用自己的EDA設計成 ASIC ,送到國外流片和加工。

1993年,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,這就是基於TDM的2K X 2K 交換矩陣。

這次徐文偉給它取了個大氣的名字「SD509」,S代表「semiconductor半導體」,D是「數字晶片「。後來還有了模擬晶片「SA「系列,厚膜電路「SH系列。

C&C08程控交換機的畫風一下子從粗獷變得柔麗起來。一個模塊用兩個NET板(熱備份)就可以輕鬆搞定時隙交叉功能!

下圖是交換網板(NET板),紅色圈裡是可以根據需要撬起來的EPLD可編程邏輯晶片,綠色長條裡的就是四顆SD509了。



交換網板 

作為對比,讓我們回憶一下最原始的電話的接續。電影《列寧在1918》中有這樣的場景:眾多妙齡女孩白皙的手紛飛穿梭於千百個接口之中,用柔美的聲音問你:「請問您要接哪裡?」



手工接續

華為進入快車道。氣勢磅礴的「中央研究部」正式成立了,其下成立了基礎業務部,李徵任總工。這個部門存在的唯一目的就是為通信系統做晶片,用任老闆的話,叫「為主航道保駕護航」。

任老闆經常得意地帶著客人參觀EDA實驗室。EDA設計時,等結果有時要等很久,年輕的開發工程師百無聊賴之際,就玩玩Windows自帶的挖地雷。有次,挖得正爽時,撞見了任老闆。他非常擔心地問:「你們玩遊戲不怕電腦得病毒嗎?」 無言以對。後來,不知道哪個有才的傢伙在門口貼了張條子「開發重地,閒人免入」,從此,老闆帶客人就只在玻璃窗外指指戳戳,裡面的大家也就放心地挖地雷了。

銷售員黃燦還經歷過一件往事。某日郵電部一位處長訪問華為,當時公司所在的辦公樓樓下排隊買股票的人擠滿了整條街,喧囂塵上。樓上華為做開發的年輕人卻平心靜氣無暇他顧。這位處長感慨道:「如果這樣的企業不能成功,天理難容!」

劉平在《華為往事》一文中,這樣評價徐文偉:「基礎業務部的總經理是徐文偉,基礎業務部主要是研究晶片設計的。徐文偉是研發部資格最老的領導了,模擬交換機JK1000開發的時候就是項目經理。後來又擔任過無線業務部總經理,預研部的總裁。但他沒有參與C&C08的開發,所以在中研部一直是千年老二。有一段時間相當不得志。不過他的性格很好,無論什麼情況都處之泰然。」

徐文偉升為研發副總裁之後,劉啟武、葉青等人相繼負責過基礎業務部,但徐文偉常常踱步來指導工作並鼓舞士氣,或者叫「督戰」!

從事系統開發的鄭寶用和李一男等人,不論在內部還是外部,知名度都遠遠超過徐文偉。但如果站在歷史的漫漫長河裡,你會發現,徐文偉等人扎紮實實做的基礎晶片技術,奠定了華為成功的基石。



華為早期晶片的一些型號

猶記當年,我在1998年進入華為市場部,常帶客人去展廳。一角的陳列櫃裡,聚光燈照射著幾顆黑不溜秋的晶片。我自豪地介紹:「這是華為自己設計開發的晶片!」客人會問:「哪裡生產的?」 我說:「精度實在太高,國內無法加工,是送去美國做的!」

和屌絲可以逆襲的網際網路行業不同,晶片行業因高度專業化,從業者幾乎都是科班出身。

九十年代初正是全球電子行業的黃金時期,清華生無論是出國還是到體制內捧金飯碗都佔絕對優勢。來深圳闖蕩的更多的是「胸有大志而身無分文」的二流重點大學的畢業生,尤以東大、華科、西電、成電、西工大為多。首家「909」工程集成電路設計公司國微電子的創始人祝昌華和黃學良分別是東大和西電的,做指紋識別的匯頂科技創始人張帆是成電的,李徵也是畢業於西電。

留美大軍中,有一些選擇回國創業。我所認識的有中國最早和最大的CMOS成像晶片格科微的創始人趙立新,和高端交換機晶片盛科網絡創始人孫劍勇。他們都做得很好。

世紀之交,第一塊高集成度數模混合晶片

我的前同事胡慶虎曾經歷了程控交換機和移動通信交換機的硬體開發。他認為:自研晶片是降低成本最關鍵的環節,尤其是在用量非常大的用戶板上。

華為開發了數字晶片來處理音頻CODEC(編解碼)和接口控制,也開發了SLIC厚膜電路晶片SH723。

後來還有更加牛叉的4COMB(型號為SA506)晶片,乾脆把SLIC及接口、SLAC等都組合到了一個晶片裡,並使用在32路用戶板上。自家有了「芯」,底氣十足,海量出貨的交換機和接入網產品不僅集成度更高,價格還敢比競爭對手低上一大截。

胡慶虎提到的4COMB晶片是第一塊高集成度的數模混合晶片,難度高,李徵到處抓人來攻關。項目曾經一籌莫展,徐文偉一直鼓勵大家:不怕失敗,放手幹!

歷經三年努力,終於在世紀之交,4COMB成功了。曾經歷艱難歲月的孫洪軍(綽號「小二」),郭輝(暱稱「輝輝」)等年輕一代的晶片專家們迅速成長了起來。

在窄帶數字程控交換機領域,C&C08 iNET (100萬用戶,128模塊) 程控交換機終於坐上了世界第一的交椅,實現了任老闆多年前的宏願:「我們以後要將上海貝爾遠遠甩在後面,要追上AT&T!」。

時任128模研發總裁的曾浩文,站好了這最後一班崗,然後昂首進入了面向未來的雲計算領域。

系統晶片大爆發,構築了華為的核心競爭力

很長的時間裡,華為只為自己的系統設備開發晶片,包括光傳輸、3G、IP數據通信等。

和我同級的東大校友Jeffery Gao,在《厚積薄發》一書中寫了一篇《和光速賽跑》的文章,講了光傳輸晶片開發的故事:

「外購晶片價格昂貴,成本壓力巨大,不利於我們在性價比上的競爭。從第一代傳送產品開始,我們就走上了核心晶片自研之路。當時何庭波負責開發晶片,而我負責開發產品,由於產品和晶片都用到同一套儀表,經常出現我和她爭奪設備的情況。為顯示紳士風度,我每次都會讓著她,但這不是長久之計,於是我們有一個「君子協定」:白天她調試,晚上我調試......

功夫不負有心人。第一代核心晶片成功交付,而後續一系列晶片相繼成功推出,累計銷售超過千萬片,使得傳送網「同步數字傳輸SDH」產品在成本和競爭力方面持續領先。」

大家都刻骨銘心的是美國對中興的晶片禁供,導致偌大的中興瞬間休克。一時間全體國人惡補晶片知識。經此事件,大家都知道了基礎技術的重要性。

但需要說明的有三點。一是中興的子公司中興微電子也在為通信設備做配套晶片。二是華為的很多通用晶片也是外購的,如雲計算領域中使用了大量的Intel CPU,FPGA的四家全部來自美國等。再往深處看,即使是自研的晶片,也得基於國外的一些IP(智慧財產權)和架構。

因此,中國晶片的未來發展之路,是要更好地融入世界。妄自尊大自成一體是不可行的。

最近有一句話在業內流傳:晶片領域沒有彎道可以超車。意思是,「板凳要坐十年冷」,要一點一點地追趕西方先進水平。

2004年,成立海思做消費電子晶片

時至今日,華為儼然作為國產晶片的脊梁為國人廣為傳誦,這得益於華為海思(Hisilicon)的消費電子晶片業務,尤其是用於手機的麒麟CPU(基於劍橋的Arm架構)。

其中的人與事,將在另一篇文章《華為海思是如何崛起的?》中詳細描述,正如單老爺子常說的:預知後事如何,請聽下回分解!

滄海遺珠

今年暑期我在矽谷做了個科技教育營,在史丹福大學旁租了個大HOUSE。朋友們過來,暢談過去數十年的IT科技發展史,同時對矽谷學區房高昂的價格感慨萬千!

矽谷晶片企業的成長壯大,華人立下了汗馬功勞,因此有人戲稱「IC」中的「C」就是「Chinese」的意思。知名晶片公司博通、Marvell和英偉達,以及最大的EDA公司Cadence的創始人都是華裔。了解到在當地工作的華人中,僅是清華大學畢業生就有一萬多人。

九十年代,加州大學伯克利分校胡正明教授,在FinFET和FD-SOI工藝技術上取得巨大突破,使得摩爾定律得以延續至今。光刻機巨頭ASML才能做出7nm的技術,也才有華為的麒麟980。



戴輝、楊如春、陳伯友、Aviad(A總)、傅軍、冀運景、Nancy、Jinqiu

我參與的明銳理想科技,在SMT的自動光學檢測(AOI)領域非常領先,並且率先進入了晶片封裝的視覺檢查領域。CEO冀運景這次來矽谷朝聖。

蘇仁宏是華為3G移動通信的研發人員。離職後他加盟了總部在舊金山的基金公司華登國際,跟隨著黃慶博士,在國內IC設計最為迷惘的時候,投了好些企業。他現在單飛,依然對晶片一往情深。

孫洪軍創立了上海艾為電子做模擬/混合信號器件,在手機音頻晶片領域是當仁不讓的國內第一,最近我更是觀摩了他們推出的通過屏幕發音的古怪技術。



孫洪軍、楊如春、老夏和我都是東南大學90級的同學, 我們都在南京的浦口新校區做過拓荒牛。那裡也叫浦口大學,簡稱PKU,撞臉北大!

那年,千餘人窩在偏僻的山區裡,挖地三尺,將溝裡的小龍蝦和山溪裡的螃蟹吃光光!

那年,窗外走過的芳齡十八青春無敵的女生們,牽動著我們無處安放的心!



對過眼神,我們是一路的!


2.老兵戴輝:華為海思的麒麟手機晶片是如何崛起的?;


作者:老兵戴輝

日前,在集微網首發了《老兵戴輝:華為晶片事業是如何起家的?》。從1991年開始,為了增加自家通信系統的競爭力,華為走上開發ASIC(專用晶片)之路。

但費盡心力搞出了這麼好的晶片設計平臺,光是給自己用,未免太浪費。巨大的消費電子晶片市場誘惑著華為,於是海思半導體得以誕生,聲名遠揚的手機麒麟晶片也幾經磨難後,橫空出世。本文就來講述這中間崎嶇曲折的往事。

本文也介紹了展訊、國微、格科、艾為、匯頂、中星微、炬力、瑞芯微等的故事。

第一章 海思成立,主攻消費電子晶片

2004年,成立了全資子公司海思半導體,內部稱為「小海思」。獨立核算,獨立銷售。

對系統晶片的研發以及公共平臺,仍在母公司體下,內部稱為「大海思」。後來歸屬在2012實驗室旗下,這裡是面向未來的研究機構,被譽為中國黑科技神秘基地,參考「貝爾實驗室」。


 


為「兒子」命名,大家都是大費思量。英文好取,HiSilicon就是Huawei Silicon的縮寫。被看好的中文名則有「海矽」、「海矽」(港澳詞彙中「矽」是「矽」)等,但唯有「思想」深邃才能走得更遠,於是循「silicon」的發音而定下了「海思」這個名字。

海思甫一誕生,就要面對一個全新的戰場和全新的遊戲規則,友商已經不再是老對手愛立信、諾基亞、中興等系統公司,而要和高通、聯發科、博通、Marvell、TI、安霸、SONY、三星、ST、NXP-freescale等一眾高冷的國際晶片巨頭來同臺競技了。

PSST委員會(Products and Solutions Scheme Team,管產品方向)主任是徐直軍,大家叫小徐,他從戰略層面對海思進行管理。後來的很多年裡,他都是海思的Sponsor和幕後老大。

小徐當年從益陽師專物理系直接考去南京理工大學(以前叫華東工學院)讀碩士和博士。和他一起考研的還出了一位通信奇人餘建國,現在是光通信權威、北郵的大教授,據說對量子計算頗有獨特觀點。

已赴任歐洲片區總裁的徐文偉(大徐)還兼任了海思總裁一職,參與戰略決策,並從市場角度提需求。海思的具體工作由何庭波和艾偉負責,他們都是北京郵電大學畢業的。何庭波後來成為了海思的負責人,艾偉則分管Marketing。在企業發展部工作的時候,我有幸向兩位都匯報過工作。

何庭波的「狼性」精神和精細化管理能力強,我在《老兵戴輝:華為的晶片事業是如何起家的?》一文裡講了她的故事。

艾偉則風格迥異,媒體人眼中的他是一個笑容可掬、溫文爾雅的「大暖男」,可以深入淺出地講晶片大道理,連文科妹子們都能聽得明明白白。北郵的對面就是北師大,我深刻懷疑當年的「小艾」經常去套師大妹子們的近乎,這個能力是不是因此練出來的?

為什麼海思誕生在2004年,說來話長。

2001年到2002年,華為在國內的小靈通和CDMA上一敗再敗,中興和UT斯達康則抓住機會窗大發橫財。 華為苦心經營多年的競爭優勢消耗殆盡。三家企業的收入都在200多億,隱隱形成「三足鼎力」之勢。此時的華為焦頭爛額,無暇他顧。

華為迫不得已轉移戰場,到海外去賣GSM和3G。早在2000年開始,老兵戴輝作為海外移動市場的第一梯隊成員,衝殺在前。2003年更是擔任了GSM國際總工,當年度海外無線的收入增長了10倍,3G也取得歷史性的突破。2003年華為的整體營收達到了317億,從此把中興等國內對手甩開了差距。2005年,任正非更是被《時代》雜誌評選為全球100名最具影響力的人之一。

2003年,華為衝出了重圍,擺脫了生存危機,有能力騰出手來做新業務了。先是成立安捷信做基站配套的鐵塔和天線,抓了李浤碩去負責marketing。04年更進一步,海思公司和終端公司也成立了!

海思和終端之間,從此開始了吵吵鬧鬧但相互提攜的發展史。大戲開場!

終端公司的業務一方面做手機和固定臺等移動終端,另外一方面,也做機頂盒和會議電視等多媒體產品。眾所周知,是前者牽引了手機麒麟晶片的成功。不為人知的是,後者「刺激」了攝像頭晶片和機頂盒晶片等多媒體晶片的成功,這個故事我要單獨寫篇文章來講。



圖註:作者戴輝與華為手機楊如春於矽谷

第二章 手機晶片的第一炮是啞炮
 

海思決定做手機晶片,就是被賺快錢的渴望刺激的,與終端公司並沒有什麼關係。

2006年,聯發科的GSM Turnkey solution方案推出,硬體和軟體都給你一攬子解決方案。山寨的GSM功能機(常規的按鍵手機)產業迅速崛起,三個人就可以做出一個手機,深圳的別名「寨都」因此得名。這成了「壓死駱駝的最後一棵稻草」,在2G領域,歐洲的GSM陣營完勝美國的CDMA陣營。

聯發科做的功能機方案鋪天蓋地。海思看得眼熱,2006年啟動了GSM智慧型手機TURNKEY(交鑰匙)解決方案的開發。

所有手機晶片方案的核心都是兩塊:AP和BP。AP即Application Processor(應用處理器),包括CPU(中央處理器)和GPU(圖形處理器),BP即Baseband Processor (基帶處理器),負責處理各種通信協議,如GSM、3/4/5G等。此外,還有射頻等核心單元,本文就不展開說了。

一款晶片從啟動到做成,至少要三年時間。Fellow(華為「院土」)艾偉最近說:一款晶片的設計周期看似長達三年,但其實工作節奏非常緊密。(下面內容純技術,大家可直接略過。)以麒麟980為例,2015年立項,歷經了36個月的研發,才完成定製特殊基礎單元構建高可靠性IP論證,等到進入SoC工程化驗證已是2017年,再去掉早期晶片驗證的時間,實際剩下的量產周期僅半年左右。根據這個時間表,麒麟研發團隊實際上只能允許一次投片修正,否則就會影響晶片的正常流片、量產和終端(手機)適配,造成產品延期上市甚至是項目失敗。

一千多個日夜很快過去,2009年,海思如期出了一個GSM低端智慧型手機的TURNKEY(交鑰匙)解決方案,用Windows mobile作業系統。



這個方案裡的基帶處理器(BP)技術是自研的,技術源自華為的GSM基站。這個我也曾挺懂,有維特比解碼、交織、卷積什麼的。最近我還遇到了曾參與手機GSM基帶的楊永霖。

開發的應用處理器(AP)晶片名叫K3V1。K3就是雪山Broad Peak,位於中巴邊境, 高度為8,047米,取「高山仰止,景行行止」的意境。 可惜K3V1先天不足,工藝上採用的是110nm,當時競爭對手已經採用65nm甚至45至55nm,作業系統上選擇的是日落西山的Windows Mobile。

自家的終端公司深陷在為歐洲運營商定製3G手機的泥淖中,客戶也不找華為做GSM手機,想幫也無從幫起。

海思迎難而上,借鑑聯發科,也去找了家華強北的山寨廠來做整機,記得是仿HTC(多普達)。一時之間,坂田基地門口,小販擺攤兜售做工粗陋的山寨GSM智慧型手機。

負責營銷的副總裁胡厚崑穿梭在嘹亮的叫賣聲中不堪其擾,認為服務低端的GSM山寨機混淆了華為的定位,傷害了華為的高大上品牌價值。

海思兄弟回憶,主要還是性能不理想,「海思芯」山寨手機於是迅速灰飛煙滅。我甚至都沒來得及買到一個作為紀念。

失敗是成功之母。用郭平的話,這是「試錯成本」。

這是華為第一次嘗試「turnkey solution」,這個經驗後來在外銷的機頂盒(STB)晶片上立了大功。

第三章 山寨機湧動下的晶片江湖
 

華為之外,山寨機卻是一個春天,帶動了國內不少晶片公司的成長。

上世紀,PC是最早拉動晶片發展的力量,Intel因此奠定了江湖地位。國內,聯想倪光南做出了雷射印表機晶片,中星微為PC 攝像頭做CMOS傳感器起家並上市。 家電也是拉動晶片發展的力量,Sony一飛沖天,國微電子(現紫光國微)是為DVD開發控制晶片起家的,珠海炬力在MP3時代很生猛。

本世紀,手機是拉動晶片產業發展的中堅力量。

展訊(現紫光展銳)繼聯發科之後,成功殺入GSM 晶片一攬子方案戰團,完成了華為沒有成功的大業,迄今還在老人機和兒童手錶市場上廣泛應用。

我最近在集微廈門晶片論壇上聽到了一個驚詫的觀點:一顆晶片有兩家華人公司一起殺入,才能飽和。這麼說來,是老大有肉吃,老二有湯喝,老三老四日子就難過了。



圖註:中國最早19張手機牌照之一的首信的老人機

在山寨機浪潮中作為「價格殺手」搶得「第一桶金」的,大有人在。其中翹楚有我的鄉黨趙立新創建的格科微CMOS傳感器和我的東大同學孫洪軍的艾為模擬晶片。更加難能可貴的是,山寨機浪過之後,他們與突圍而出的一眾品牌機巨頭共同成長了起來。

孫洪軍在華為基礎業務部的時候,暱稱「小二」,據說是為了與八竿子打不著的洪老(洪天峰)、李老(李一男)和劉姥姥(劉啟武)相區分。「小二」自主創業後,暱稱又成了「八三哥」,為什麼呢?箇中奧秘,在本文文末揭曉。

格科微趙立新發明了一種奇葩晶片封裝工藝,名喚COM,能用接近CSP封裝工藝的成本,實現接近高端COB工藝的性能。此舉大大降低了中端攝像頭模組的生產成本,並提高了標準化供貨的能力。為什麼他如此生猛?做了他十多年老街坊的我很有發言權。趙立新的父親是遠近聞名的能工巧匠,在我們家鄉開一個五金加工作坊。我曾親眼目睹趙立新在清華大學求學期間,假期在父親的作坊裡打工掙學費。經年的汗水讓趙立新對裝備工藝情有獨鍾。湖杉資本的李翔曾服務格科十多年,透露說:趙立新創業之初,老爺子還親自披掛上陣做裝備!上陣父子兵,Like father, like son!

這「活到老、學到老、幹到老」的精神讓我欽佩不已。我有幸參與的明銳理想AOI在晶片封裝檢測領域裡將施展拳腳,「奔五」的我也四處「撲學」,成了個半吊子的晶片「磚家」。

第四章 兄弟鬩於牆

K3V1黯然落幕,難道就此罷休嗎?這顯然不是大菊廠的個性。但眼前似乎是密不透風的困境,如何是好?

就在此時,躥出來一個不怕天塌的胖小子,發了一通牢騷,竟然意外打破了僵局。

郭平領導的企業發展部有位特立獨行的方茂元同學。2000年他還在華科讀研的時候,參加了「華為杯」第三屆全國研究生晶片設計競賽。海思元老李徵是競賽評委,兩人因此結緣。受此「蠱惑」,方同學畢業後來到海思,後來又到了企發部,與我成了同事。

在K3V1陣亡的2009年,即海思創立五年之際,方茂元寫了個PPT交上去,表達了他對消費電子晶片的想法,大意是花錢太多但收益有限,首當其衝的就是移動終端晶片。這個話題當時很敏感,方同學心理壓力巨大,拉著我這個大男人在科技園南區「壓了」不少馬路。

郭平和他的副手吳欽明覺得這是一種兼聽則明的聲音,就拿到公司EMT會議上去研討。沒想到引爆了火藥桶,大家吵成一團。最終在任老闆的親自調停下達成如下方案:將移動終端晶片從海思轉移到手機公司做,手機公司補償海思的前期投入。為此還專門找了會計師事務所來算帳,最後核算出了三千萬美元 。

2009年11月,「燙手山芋」移動終端晶片的研發從海思轉到了手機公司。

山窮水盡之時,大家終於意識到聯發科的模式不可能在華為複製。如果自己的手機不用自己的晶片,自己的晶片必然難以生存。如果晶片與手機分別產在兩個窩裡,利益就不可能保持一致。自己的蛋只能由自己來孵。

海思移動終端晶片的商業模式,自此徹底改變了!

郭平讓有「拼命三郎」之稱的王勁來做移動終端晶片的研發負責人。王勁是打研發攻堅戰的悍將,曾主持過研發BTS30基站,一度是華為有史以來銷售收入最大的單一產品。

華為從1996年開始做基站,無線產品線人稱「無線一部」。04年成立手機公司,人稱「無線二部」。「無線二部」的核心人員從餘承東開始,很多都是從「無線一部」調過來的有成功經驗的幹部。不過,長江後浪推前浪,現在二部比一部要有名多了!

第五章 巴龍晶片,成功開了第一炮

第一款成功的移動終端晶片並不用於手機,而是用於數據卡(無線廣域網數據機)的「巴龍」晶片,主要的功能是基帶處理(BP),處理通信協議。

當時歐洲耗費巨資建設了不少3G網絡,但是缺少殺手業務(killer application),虧損累累。迫不得已,運營商們大力發展手提電腦上網業務,賣3G寬帶數據卡。2005年底,做沃達豐市場的彭博在絕望的低谷捕捉到了這個千載難逢的好機會。



圖註:數據卡

不過,3G數據卡的基帶晶片一直由高通獨家供應。歐洲市場數據卡的需求急劇增長,高通出現了嚴重的晶片供應緊缺。高通在華為和中興之間實行平衡供應政策,很多項目華為就是因為拿不到晶片而無法籤單。

2006年,時任歐洲總裁的徐文偉還兼任著海思總裁一職,既是客戶又是供應商。在海思的電話會議裡,他拍了板要做3G數據卡晶片。大徐可是華為晶片事業的第一人,曾在1991年牽頭做了第一顆ASIC,深知晶片的價值。

大徐後來回憶說:這款數據卡晶片只需支持純3G,只用做基帶。相比手機晶片而言,不用做GSM基帶,不用做應用處理器(AP,CPU+GPU),對功耗也不敏感。無獨有偶。方茂元訪談過被「俘虜」後擔任手機公司副總裁的李一男,他也執此觀點:從數據卡晶片作為切入移動終端晶片的第一步,最是合適。

巴龍晶片在2010年一次流片成功,上海研究所一片歡騰。記得當時我在深圳第一時間聽到了上海傳來的喜訊,興奮不已。

 


圖註:巴龍(Balong)晶片

略微遺憾的是,等巴龍終於問世時,智慧型手機的迅猛發展已經將數據卡的市場蠶食了大部分,高通的晶片也不那麼緊缺了。巴龍可使用在數據卡,以及無線路由器和MIFI等多種終端設備上。但巴龍最大的貢獻是:成為後來麒麟晶片的核心競爭力。這將在本文最後一段中詳述。

 


圖註:第一個5G客戶終端設備(CPE),用巴龍

巴龍(Balong)也是雪山的名字,海拔7013米,在西藏定日縣,是珠穆朗瑪峰的鄰居。

晶片的命名趣事多多。CENTEC(盛科網絡)的每顆晶片都是大橋的名字。某日,創始人孫劍勇發朋友圈,言剛發布了一顆新晶片,名喚金門大橋Golden Bridge,還配了張漂亮照片。我看了很是眼熟,遂點讚:我不久前也在這個角度照過金門大橋! 他回答:廢話,我用的就是你拍的那張!

第六章  從0到1

巴龍的基帶一舉成功,將大家刺激得激情高漲,幹勁十足。於是馬不停蹄地著手AP應用處理器晶片的研發。

2012年,華為發布了K3V2,號稱是全球最小的四核ARM A9架構處理器。K3V2與其失敗的前任K3V1最本質的不同是:V2使用了ARM架構,支持安卓作業系統而不再是Windows Mobile (後來叫Windows Phone)。

海思給了位於英國劍橋的Arm公司不菲的費用,以獲得IP(智慧財產權)的授權。

如果說PC是Intel+Windows緊密耦合的結果。那麼,智慧型手機就是ARM+IOS(蘋果)或者是ARM+安卓(谷歌)聯姻的成果。

從另外一個角度來說,智慧型手機(包括蘋果)的革命是美國的作業系統、英國的晶片架構和中國的整機設計和先進位造三方共同努力的結果。

做個智慧型手機作業系統並不難,但要做好UI(用戶界面)以及構築全方位的生態卻很難。過去這些年,基本已經消失的智慧型手機作業系統有:塞班Sybiam、Windows Mobile (Windows Phone)、Palm OS、Blackberry黑莓、三星的Bada等。阿里的Yunos兼容安卓號稱裝機千萬,現在轉戰車聯與物聯了。

搞出安卓的Google的總部在矽谷山景城,很多人去過,但位於劍橋的Arm總部卻很少人去過。瑞芯微(RK)基於ARM架構的3188和3288兩顆晶片在「瘦客戶機」上用了很多,我了解的京華科訊桌面雲就用了很多這樣的「黑盒子」。

 


 圖註:作者戴輝攝於劍橋Arm總部

艾偉說:「平心而論,K3V2雖然是麒麟晶片當時較為成熟的一款產品,但相比同時期高通的旗艦處理器仍有明顯差距。」 K3V2工藝是40nm,發熱量大,遊戲的兼容性不強。同時期的高通APQ8064和三星Exynos4412都已經用上了28、32nm的工藝。

既然手機晶片與手機都是終端公司一母所生,相互扶持就責無旁貸了。一切問題都是人民內部問題,一切矛盾都是人民內部矛盾。曾任過手機平臺軟體負責人的喬磊是我同系嫡親師弟,他告訴我,他們曾夜以繼日地從軟體側來彌補晶片上的眾多漏洞和BUG 。

第一個用上了自己晶片的手機是D1的四核版。由於晶片問題未能如期解決,不得不推遲了發布時間。功耗是個老大難問題,我就擁有D1暖手寶一枚。後來的D2加了防水特性,餘承東演示時還將之放到了洗腳盆裡,但依然賣得不好。D系列就「壽終正寢」了。



圖註:作者戴輝用過的部分手機

知情人透露,餘承東對用自研的晶片也曾深表擔憂,甚至牴觸過。站在他的立場看,這也完全可以理解。2012年,華為手機開始建立自己的品牌,為此不惜砍掉了歐洲運營商數百上千萬臺的定製手機。這是餘承東執掌手機業務後最艱難的時刻,壓力山大啊!我估計高層給了老餘承諾:不成功,也不必成仁!這才將麒麟晶片強行拉上馬!

用在自家的手機裡,麒麟晶片算是實現了「從0到1」,終於商用了!但如何從1到100,卻又是一個世紀難題。 

第七章 從1到10,由P6開始!

早期華為手機的質量很一般。記得曾經有一次,公司一反常態的給了員工優惠去購買手機。華為內部管理一向遵循純社會化原則,「內部優惠」是稀缺品種。大家蜂擁去買,結果買回來卻痛苦地發現問題多多。後來才知道,賣給員工的大多是返修機!

質量控制上的飛躍迫在眉睫,新工藝的引入尤其會帶來質量控制的難題。自上而下的質量控制運動轟轟烈烈展開了,多少人又是晝夜不息,廢寢忘食。

2013年6月發布的P6是個質控的標誌性事件。前段時間,我採訪了該機的研發負責人Z先生,了解到這首枚爆款手機後面的故事。巧得很,他也是我的東大師弟。

他告訴我,P6用中端手機的定價,卻採用了大量最前沿的工藝,實現了史上最薄(6.18毫米),很時尚。他和研發團隊在生產線上沒日沒夜地蹲守,現場解決各種質量問題,不斷修改工藝。 研發必須全流程地對大批量生產後的質量負責,大家身上的擔子幾乎到了「不能承受之重」。

「逼上梁山,背水一戰」。如果P6失敗,老餘可能就下課了。

P6發行時,動員了所有的力量,在19個國家同時推廣,耗費巨資進行地毯式地廣告轟炸和媒體投放。當時上上下下都充滿著最後決鬥的悲壯!每個人都不得不做得精細再精細,挑戰極限!



圖註:P6英國發布會

天道酬勤,P6賣得還不錯,口碑也過得去。華為手機奮鬥了九年,終於在中端機型上有了爆款,儘管代價甚大。

P6搭載的就是海思的AP應用處理器K3V2E,在K3V2上做了少許改進但沒有本質區別,只能說可以用。這個時期,是華為的手機拉著海思的晶片在"末路狂奔"!

2014年,王勁從美國出差回來,時差還沒來得及倒就連軸開會,感到不適,回家後一頭栽倒,再沒能起來。天妒英才。

我記憶中的王勁永遠是個笑呵呵的人,記得他講過一個故事:有一年他到西安招聘,一位美女大學生來應聘秘書職位。怎奈當時華為有令,不招漂亮女生,怕引起內部的爭風吃醋,他就無奈地婉拒了,不能為兄弟們謀福利而心生愧疚。後來美女大學生風塵僕僕地趕來討一個說法。他一時嘴笨,說不出話來,幸虧邊上有人反應快:同學,你看你的鞋子上有灰,這不符合我們華為一貫的嚴謹作風,所以......

《速度與激情》中有一句歌詞:We've come a long way from where we began,I'll tell you all about it when I see you again。我們已從我們的起點走出了很遠,當我再見到你時,我會都說給你聽。



第八章 從10到100, 由Kirin925與MATE 7開始!

接任的胡波同學再接再厲,將麒麟晶片推上了頂峰。

2014年發布的MATE 7,代表華為第一次突進了高端機市場。

MATE7用了Kirin925晶片。這款晶片不再用雪山名字命名,而是以中國神話中的聖獸麒麟命名,意味著這款晶片將締造全新的傳奇。



此時,華為麒麟晶片真正成熟了。新版的麒麟晶片在劉江峰負責榮耀多款手機以及P7、MATE2等手機中開始放量使用。

進步有三:一是AP和BP(巴龍)合在同一個晶片裡面,叫SoC (sysem on chip),集成度大大提高。二是採用28nm工藝,真正與高通的高端晶片在同一檔次了,功耗也大大下降。三是改善了GPU圖形處理單元,遊戲的體驗和兼容性更好了。

據艾偉分析:餘承東意識到要在中高端市場上完成突破,就必須具備自己定義晶片的能力,而不是陷入產品同質化的紅海競爭中。同時他還得竭力避免陷入關鍵核心元器件上被「卡脖子」的境地。

最為標誌性的事件,出現在MATE 7上。

MATE 7和蘋果和三星的新機型都在同月發布。當時華為對貿然進入高端市場並沒有太大的信心,MATE 7首期只做了區區30萬隻的量!沒想到蘋果和三星在關鍵時候都掉了鏈子。蘋果是因為好萊塢豔照門事件以及未在中國境內設伺服器,誰也不知道信息傳到哪裡去了,因此被質疑有安全隱憂(現在在貴州設了伺服器)。三星NOTE4不知何故,新機型居然還用塑料外殼(不是金屬外殼)和滑動指紋(不是按壓),顯得老舊土氣。

國內政企要人,紛紛捨棄蘋果三星轉而選擇MATE 7,頓時一機難求。 我找劉江峰批條子搞了一臺,還沒有到手,就給某企業老闆順走了。

此時此刻,麒麟晶片終於趕上了華為手機的發展步伐!


 


表1:各款晶片的參數和發布時間



表2:各款晶片的使用情況

正如大家所知道的,現在的麒麟晶片氣勢如虹。他們玩上了GPU TURBO,據說遊戲體驗會超級爽;用上了人工智慧(AI),照相的時候,會自動給你化個美妝(美圖要緊張了)。最近還高調發布了在臺積電加工的採用7nm工藝的Kirin980! 我都快跟不上節奏了。

時至今日,麒麟晶片已是華為高端機的獨特競爭力,當然不能對外賣了。回首來路的艱難,不由感嘆:當年的那場架,實在沒有白吵!

微軟和華為發布了在AI領域戰略合作的消息,即將發布華為雲數據中心AI晶片,將推出跨終端、私有雲、公有雲等平臺的AI算法模型。也許,這裡又會誕生一個新的領域。Who knows?

小海思(外銷晶片)與終端公司(俗稱手機公司)一起,現在都屬於消費者BG的範疇。手機麒麟晶片用在消費者BG,不外銷,因此劃歸了晶片大平臺(大海思)。

我的工作這時也與麒麟晶片有過一些交集。 我曾聯繫了當年預研軟體無線電的海思戰略與業務發展部楚慶(現為紫光副總裁),與籤訂過海思首個大單的殷建國一起出差到我研究生所在的中山大學電子系調研RFID等近場通信技術(NFC)。從麒麟960開始,就有了安全近場支付的SE模塊。

手機中國聯盟秘書長、晶片媒體集微網的創始人老杳有個觀點說得好:過去的六年裡, 前三年是華為手機拖著麒麟晶片走,後三年則反了過來!

2000年,Cadence出來的楊健就開始投資晶片,與華登國際的黃慶博士基本上是同一個時期。他認為:如果沒有整機廠家提前三到五年的準確預測,晶片很難成功。蘇仁宏更加激進地認為:繼海思之後,未來國內前五大晶片廠家,可能都會是系統(整機)廠家自身。

第九章 華為最獨特的是手機基帶

從「無線一部」於1996年研發GSM開始,經過漫漫二十年的歷程,華為終於可以和高通坐在一起喝咖啡了。

 我有機會和集微網創始人老杳長談了一番。我們一致認為,華為手機和晶片成功的關鍵原因之一,就是因為其擁有強大的基帶能力。



老杳(左)與作者戴輝

通俗來說,基帶就是對2G/3G/4G/5G的各種通信協議的處理,實現了手機和基站之間的連接。基帶處理能力的高低,直接體現在手機上網速度的快慢上。

高通無疑擁有世界一流的基帶處理能力,在很長時間裡無人可以匹敵。

2010年起,華為憑藉在無線基站側的深厚技術和專利積累,自研巴龍基帶,目前是業界少有的可以和高通並駕齊驅的公司。

宇宙第一的蘋果之前一直使用高通的基帶,最近蘋果新發布的iPhone XS和iPhone XS Max有了戲劇性的變化,毅然棄用高通的基帶單元,轉而全部採用英特爾的,並與自己的7nm工藝神經網絡NI仿生晶片A12一起使用。

遺憾的是,Intel的基帶單元有些弱,據說蘋果新手機的信號處理能力不夠強,上網慢,果粉們已有怨言。



圖註:據說是蘋果新手機性能下降的一張示意圖

有意思的是,高通甚至起訴蘋果,認為蘋果竊取了其秘密,幫助英特爾來提高基帶水平。

無獨有偶。

上次和匯頂科技COO龍華交流。在固定電話機時代,匯頂科技對FSK和DTMF等通信協議的處理做得很好,這也是一種基帶處理了,匯頂提供的晶片為全球各地的固定電話機廠家提供了一攬子解決方案,獲得了第一桶金。 和匯頂激烈PK的,是和我同從東大圖像實驗室出來的葉晶,億利達出來的高梅松和我的C語言老師陸李做「槍手」寫代碼。葉晶後來轉戰股場,成為了「史上最牛散戶劉芳」!

本文僅講述了海思的移動終端晶片的發展歷程,下一篇文章將寫海思的多媒體晶片的發展歷程,包括視頻監控晶片和機頂盒晶片等,敬請關注。

謎底:業內不少人誤以為艾為電子孫洪軍的暱稱是「八三哥」是因為他是1983年生人。他和我於1990年一起讀大學,都是七十年代初生人。真實原因是他身高剛好是1.83米。


3.老兵戴輝:海思機頂盒晶片是如何成為霸主,並與中國標準相互成就的?;


作者註:海思的機頂盒晶片在國內是霸主。一方面,中國大力參與的IPTV技術為此做出了巨大的貢獻;另外一方面,中國的音視頻標準AVS也功不可沒!

海思的機頂盒晶片於2008年起步,在國內市場所佔份額很高。老兵戴輝遍訪網絡,也沒有找到相關市場份額數據,業內人士估計是在百分之八十左右。

它和老兵戴輝上一篇文章寫的視頻監控晶片一樣,都屬於多媒體範疇。

視頻監控晶片的故事裡,大華股份成為第一個吃螃蟹的,實現了從0到1。 今天寫的故事裡,則是廣東電信幫助海思機頂盒晶片實現了起步。

先簡單介紹一下,多媒體技術的關鍵是編解碼算法。

多媒體(Multimedia)現階段的應用主要集中在視頻和音頻方面。通俗點說,大家看的電影、電視、網劇和小視頻,都是多媒體。 

我們先從解析度說起。用戶能直觀感受的是標清、高清、超高清等視頻清晰度,這裡指的就是解析度。解析度越高,畫面就看得越清楚。一般說來,高清=720p,全高清=1080p,超高清4k是4096x2160或者3840x2160,單位都是pixel(像素)。這與鏡頭和圖像傳感器品質有關。老兵戴輝最喜歡在大屏幕上看大片! 

不過,解析度高了,會導致視頻文件數據量非常大,一部4K電影即使在壓縮後也動輒有幾百個G,網絡傳輸和存儲起來都會很吃力!  

因此,多媒體技術的核心就是視頻編解碼(就是所謂壓縮算法),即如何用最小的帶寬、最小的存儲空間,來實現最好的視覺效果。 

編解碼算法在不斷的發展:



隨著編解碼技術的發展,壓縮效率不斷獲得提高,家裡的電視機,以前只能看標清,現在可以看高清,以後可以看超高清了!

但進步是要付出代價的,那就是對CPU的計算能力要求越來越高!所以晶片裡的電晶體工藝不斷發展,就是為了在晶片裡面容納更多的電晶體,可以承擔越來越大的計算能力的要求! 

中國音視頻編解碼標準AVS 

華為在編解碼的國際標準上參與了不少工作,是最新的H.265標準的主要技術貢獻者。MPEG和H.26X都是國際標準,這些標準當然不錯,不過在影視業,卻面臨著全流程的專利授權費用高並且談判起來比較複雜的情況,其中播放是大頭,電視臺或者影院需要出錢。

剛剛跨入本世紀時,在數位電視的技術討論過程中,日本東芝的工程師曾問國微電子(現紫光子公司)謝文剛:你們這麼大的市場,為什麼要去遵守西方人的標準?應該是他們來遵守中國的標準。中國市場有足夠大的容量來牽引世界標準的發展!

老兵戴輝今天要談一下中國自己的數字音視頻編解碼技術標準AVS(AudioVideocoding Standard)。

這個領域的學術帶頭人是北京大學高文院士和中央電視臺總工丁文華院士。老兵戴輝在中山大學的同學梁凡一直在這個領域紮根,現在是需求組組長。

第一個路標:2006年發布的AVS標準是基於我國創新技術和部分公開技術的自主標準。

第二個路標:2012年發布了改進的AVS+標準。AVS/AVS+算是第一代的AVS標準。

第一代AVS標準編碼效率與H.264相當;AVS通過簡潔的一站式許可政策,解決了H.264專利許可問題死結;H.264僅是一個視頻編碼標準,而AVS是一套包含系統、視頻、音頻、媒體版權管理在內的完整標準體系。

說白了,就是在影視領域,從全流程來看(包括播放),用AVS要比H.26X要省很多錢。

AVS+標準用於高清數位電視,中央電視臺以及各個省臺、廣電(有線電視)中廣泛使用了這個標準。

第三個路標:AVS最新的標準是第二代的AVS2標準,和H.265達到了基本一樣的壓縮效果,同樣支持4K8K超高清。 

AVS2標準用於4K超高清數位電視,最近有很振奮人心的消息!2018年9月初,廣東綜藝頻道採用AVS2標準的4K超高清播出;10月1日,中央臺上線了基於AVS2標準的4K超高清頻道;13個省(包括廣東)的有線電視網、廣東移動和電信,都同時開始支持這個標準的電視節目的播放。未來新採購的機頂盒都要同時支持AVS2標準。

中國AVS標準的成功,得益於機頂盒的晶片廠商如海思的支持。這句話反過來說也成立,那就是,中國主導的AVS標準也幫助華為海思的機頂盒晶片實現了迅速擴張,正如國內主導的3G標準(TD-SCDMA)對展訊的影響一樣。

 


再說幾個有趣的事兒。  

2009年底《阿凡達》剛上映,戴輝就在美國的IMAX影院看了。該片引發了IMAX觀影狂潮。東莞萬達IMAX影院曾經因為設備過於疲勞出現故障,經理不得不兩次下跪,向不遠數百裡開車過來的觀眾道歉。 

現在中國有了自己的「中國巨幕」,正從2K高清轉向4K超高清。可以想像,影院的投資要小很多。 

中國也有了頭戴式的「3D巨幕」,實現了20米處750寸的巨幕成像,據說最大的用途是躺在床上看愛情動作大片。做得較大的三家(嗨鏡、GOOVIS、酷酷),老兵戴輝都認識! 

前段時間VR盛行,明顯感覺到國內和國外行業發展水平基本上同步了, Oculus、HTC、Sumsung,還有國內的3glasses、樂相、南京睿悅等眾多方案,老兵都試用過。 

老兵戴輝母校東南大學的萬遂人教授,小學畢業後在南京電子管廠當過多年的車工。恢復高考之後直接考上東南大學研究生,後在北京真空電子技術研究所獲得電子學博士學位。他的一個學生譚俊廷就此進入「膽機」領域,就是電子管功放。

老兵還投資了李浤碩打造的Coolhere全息降噪耳機。其UFO藍牙小耳機剛在京東眾籌,獲得了20多倍的超募。發貨賊快,音質很好,我現在上廁所都戴著它! 


 2016年CES,李浤碩(中)、戴輝(右)


華為多年多媒體系統經驗,定義了晶片的產品規格

96年開始,華為不溫不火地做了很多年的多媒體產品。本文涉及到的有兩大類:

1、DVB數位電視平臺(編解碼器、加擾器、復用器、QAM調製器、SMS用戶管理系統)以及機頂盒,主要服務於各地廣電(有線電視)。DVB即數字視頻廣播(DigitalVideoBroadcasting)。 

2、IPTV系統以及機頂盒,服務於電信,目前是華為大視頻戰略的標誌產品,佔據市場領先份額。IPTV即交互式網絡電視。 

2004年海思成立後,艾偉拉了軟體公司數字娛樂產品線負責人張國新(現微納研究院創始人)和分管Marketing的「隔壁老王」一起頭腦風暴。要開發晶片,最重要的工作是定義晶片的規格(specification),據說來回討論了一兩個月才最終定下來。 

當然,要談IPTV的機頂盒(set top box)晶片, 原因有三:

1、華為在IPTV上是端到端的全把控,終端自己配套。

2、客戶是電信(網通),傳統關係比較好,也比較集中。

3、市場剛啟動,未來發展空間比較大。 

張國新和隔壁老王負責的IPTV產品線有一個觀點:如果海思不規劃做機頂盒晶片,那我們產品線也沒有必要設計和製造IPTV的機頂盒硬體,不如去外面OEM或者購買華為終端公司的機頂盒好了。

當時最大的爭論是要不要支持H.264高清(支持MEPGE 2和H.264標清沒有異議)。H.264支持標清,在當時已經挺先進了,但是IPTV產品線提出了一個激進的要求:要更加超前支持H.264高清(在算法上不得不多做不少工作),否則晶片兩三年後出來之日,可能就是落後之時!因為博通(Broadcom)和ST意法半導體的產品迭代速度很快。

老兵戴輝扒了一下資料。2005年11月的新聞報導提到:中國電信上海研究院總工程師嚴海寧等專門撰文稱,「2003年5月發布的H.264標準則代表了目前最先進的視頻編碼技術,業界也一致認為H.264才是未來IPTV的發展方向。」

這顆晶片是劉千朋領銜研發的。



圖註:左一劉千朋,左二隔壁老王

淚奔,海思的機頂盒晶片賣不出去!

看電視主要有三個技術:IPTV(電信和網通)、DVB(廣電的有線電視)、OTT(網際網路電視,如小米盒子)及在線視頻。



圖註:電信的IPTV,廣電的DVB,盒子類的OTT

中國在IPTV業務的實踐、研發、標準化與國際保持同步甚至有所超前。

那些年,電信(網通)一直想進入被廣電封死的視頻直播和視頻點播領域。電信與廣電之間,鬥爭得如火如荼,相互砍對方光纜的事情也有所耳聞。

電信是後來者,技術更為先進,其IPTV率先實現了雙向互動,可以回看,大家再也不用掐著點去追劇了,什麼時候方便什麼時候看。



圖註:用上IPTV,再也不用掐點追劇了

電信的IPTV經歷了漫長的痛苦,終於衝破牌照限制,發展起來。三個老對手,華為、中興、UT斯達康,在這片新市場上貼身肉搏,相互死掐。在黑龍江就發生過生死PK大劇。

IPTV對傳輸網絡的性能要求很高,傳輸網絡要大力改造!有意思的是:三家設備商的IPTV都不怎麼賺錢,靠搭著賣網絡設備和光傳輸設備來賺錢。

丁耘就說道:IPTV上少賺的錢,要在網絡設備上賺回來!任正非說:我們要建太平洋一樣寬闊的管道!

2006年,在全國就已經開了不少IPTV的實驗局。電信的IPTV領域,華為是端到端控制的,配套機頂盒硬體是從外面OEM的,瀏覽器軟體則必須是自己開發的才能連通業務,量很小。

2007年,在海思晶片出來之前,華為軟體公司數字娛樂產品線與中國網通和北大高文院士合作,在大連部署了世界上第一個基於中國AVS標準的IPTV商用局。

海思的機頂盒晶片流片成功大概是2007年底。晶片還沒有出來,海思就急吼吼出去找市場了。 

自家兄弟好說話。先去找華為終端公司的DVB(廣電的數位電視)機頂盒當小白鼠,卻發現此路不通。 

不同於IPTV,廣電的DVB是完全解耦的離散市場,系統和機頂盒是拆開賣的。盒子競爭慘烈,付款還差,同洲電子報表上一度掛了好幾個億的應收款,活活被拖垮了。 

華為的DVB機頂盒定位高端市場(使用博通和ST晶片),在公司內的生存壓力很大,不賺錢就會被砍掉,因此沒有辦法來試錯。老兵戴輝在郭平先生領導的企業發展部工作的時候跟進過多媒體項目,負責人李雲白和MKT王兆祥曾詳細解釋過箇中原因。 

海思也曾找過業界其他大名鼎鼎的有線電視(DVB)機頂盒公司,如九州、長虹等。人家提要求時更是毫不含糊:一旦出了問題,華為要賠償所有直接和間接損失,包括品牌損失和股價下跌的損失。 

沒有人敢承諾這樣的「賣司條款」,無論是何庭波還是艾偉。於是匯報到了海思的幕後老大徐直軍那裡。小徐看到條款如此苛刻,始終不敢籤字! 

奇蹟:廣東電信拯救了革命

熬到2008年5月,奇蹟出現了。有道是:山重水複疑無路,柳暗花明又一村! 

這個故事有點繞。It’s a long story。 

2008年,電信終於和廣電扯清楚了,廣東電信得以和廣電體系的BesTV百視通合作開展IPTV業務。電信做管道,內容由廣電系的百視通控制。雙方分成,握手言和 。(後來又有反覆,這裡就不提了。) 

廣東電信授予華為一個10萬線的IPTV大單,並要求華為的機頂盒採用博通的晶片方案。IPTV是端到端耦合的,系統好說,盒子的供貨卻是個問題。誰不想用成熟的方案呢? 

廣東電信要求緊急備貨10萬臺機頂盒,並會根據自己的IPTV推廣進度來要貨及支付貨款。 

尷尬的是,博通晶片供貨期太長,按慣例需要16周。如果不能精確做好供貨計劃,是很難滿足客戶需求的。但是IPTV業務開展前期,用

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