智能手机的发展，离不开手机芯片的推动，它就是手机的发动机。8月31日，德国柏林，麒麟980亮相，创下6项世界第一，成为2018消费电子展（IFA）的宠儿。9月5日，麒麟980在上海召开以“知·芯”为主题的媒体沟通会，让人对这款芯片有了更深刻的认知。这是一款全面领先的人工智能手机芯片，其在性能、能效、AI以及通信能力等方面，都有了新的飞跃。
事实上，无论是高通还是苹果，芯片发展到今天，都面临创新难题。这就跟智能手机一样，达到一定程度，再往上创新，就变得十分艰难——今天手机同质化严重，尤其是安卓平台，表现得尤为明显。让人好奇的是，麒麟芯片是怎么去不断创新的？7nm制程工艺的突破，背后又有什么故事？
艰难的创新之路
从被人质疑，到被大家广泛认同，麒麟处理器这几年的进步，有目共睹，也引发了人们的好奇与猜想。在“知·芯”媒体沟通会前夕，华为Fellow艾伟接受了笔者的专访，道出了其中一些鲜为人知的秘密。
《孙子兵法》云：“求其上，得其中；求其中，得其下；求其下，必败。”麒麟处理器能步入顶级移动芯片行列，与华为这些年的压强式投入及高标准要求，有很大的关系。每一代麒麟芯片在立项时，都对自己很苛刻，没有重大的创新就不要上，就不要投资了，华为不断给自己制造压力，推动麒麟处理器不断前行。“好看的皮囊千篇一律，有趣的灵魂万里挑一”，在艾伟看来，跟别人差不多的产品，是没有意义的，华为必须追求新的能力，标新立异，真正做到与众不同。
提及全球第一个7nm手机Soc芯片的工艺难度，艾伟说，摩尔定律早几年就被唱衰过，被认为走不下去了。事实上，的确也是越来越难，要把集成度做高，底层就要做很薄，而且还要防止漏电，做得很牢固，可谓难上加难，需要有很多创新。当然，最大的难度是在这个时间点上，将这款芯片量产出来。
对华为来说，相比麒麟980的工艺难度，更难的是量产。“三年前我们决定用7nm时，不是说做得出、做不出的问题，而是在今天这个点能不能量产、支持手机上市。”艾伟认为，“拿一款7nm芯片给大家看并不难，如果不能量产，那就是重大事故。”为了顺利推出芯片，实现商用，华为跟合作伙伴做了大量的工作，承受了巨大的压力，从关键规格的定义，到早期验证电路，再到系统投片等等，华为不断优化，逐一解决可靠性问题。这条创新之路，充满挑战，也十分艰辛。
华为坚持重金投入做麒麟处理器，其中的一个原因，是为了让自己的产品，具备差异化能力，带给消费者个性化的体验。“消费者给了我们一条差异化之路，麒麟处理器不能掉链子，要把这条路走下去，不能辜负消费者的期望。”艾伟认为，是消费者的期望，给了华为创新的动力与能量。
更快更强，全面突破
更快、更强，是用户对手机的基本要求，对手机芯片来说，必须不断突破性能极限，才能满足他们的需求。麒麟980走在移动芯片的前列，是全球首款商用7nm制程工艺的手机芯片，运算性能大幅提升。
麒麟980实现了基于Cortex-A76的定制开发，较上一代处理器能效提升58%，性能提升75%，可满足用户对手机更快、更持久的体验需求。并且，麒麟980首次内置商用的Mali-G76 GPU，性能提升了46%，能效提升了178%。
鱼与熊掌不可兼得，很多用户都有这种感觉，一些采用业界领先处理器的的手机，性能倒不错，但弊端同样明显，比如机器发热严重，电池不耐用。经常有用户吐槽，某品牌的机器，经常一天两充，体验大打折扣。
华为重视用户体验，主张实现高性能与长续航的平衡。为了实现这一突破，带给用户更好的体验，麒麟980创造性地采用灵活适配的2+2+4核解决方案，从而兼具高性能与长续航。具体而言，其采用智能调度机制，通过2个高性能大核、2个高能效大核以及4个高能效小核的全新能效架构，前两者基于Cortex-A76开发，后者基于Cortex-A55开发，可以满足用户不同场景下的体验需求。
通常，芯片企业采用大核、小核的组合设计，麒麟980另辟蹊径，采用三个档位的能效架构设计，这种先进的梯度多核架构，打破了传统能效的藩篱，CPU可在更丰富的场景下（重载、中载、轻载）灵活适配，精准调度，按需分配，发短信，打电话，看视频，打游戏……不同的场景，启用不同的能耗，让续航更持久。
今天，消费者追求手机性能的全面领先，而不是个别参数的领先，这也对芯片企业提出了更高的要求。麒麟980带来了性能的全面提升，除了上述提及的，它在图像处理方面有了较大的突破，其采用全新升级的第四代自研ISP（图像信号处理器），像素吞吐率提升了46%，降噪与色彩还原能力大幅提升。它还采用了全球最快的手机WiFi芯片，能带给用户高速的WiFi联接体验。
在备受关注的人工智能方面，麒麟980率先在手机芯片上集成双核NPU（神经网络单元），极大提高了AI算力，可支持更丰富的AI应用场景，引领手机全面进入智慧时代。在双NPU的加持下，麒麟980每分钟可识别4500张图像，较上一代处理器提升120%。
“麒麟980究竟好不好，我们说了不管用，还是让消费者去评说！”尽管这是一款全面领先的移动芯片，但艾伟十分低调。在他看来，创新，不是喊口号，而是要落到实处。比如华为手机的拍照能力，是实实在在看得见的。华为P20系列，已被公认为全球最出色的拍照手机，在国外专业影像机构DxOMark的评比中，华为P20 Pro的拍照得分为109分，领先三星S9+高达10分，这是一个巨大的优势。麒麟980需要在10月份上市的华为Mate20系列产品中，接受消费者的检验。
多年的厚积薄发
这次，业界对麒麟980全球首商用7nm制造工艺很感兴趣。因为，对手机芯片来说，工艺制程直接影响到性能和功耗。当前，业界普遍采用10nm制程工艺，而7nm制造工艺与10nm工艺相比，性能提升20%，能效提升40%，晶体管密度提升到1.6倍，带来的变化是性能与能效的双重提升。
台上一分钟，台下十年功。麒麟980芯片的诞生，是多年厚积薄发的结果。华为芯片从2004年成立，到今年已进入第15个年头，期间不断投入。麒麟980面世后，有媒体说，华为在这款芯片上，投入了20亿人民币。艾伟坦言，远不止这个数字。
7nm工艺，华为从2015年就开始立项，进行工艺研究；2016年，为其制定特殊基础单元，构建高可靠性IP；2017年进行SoC工程化验证；到今年实现大规模量产。工艺难度突破的背后，是华为对麒麟980超过3年时间的研究与开发，大量的半导体设计与工艺专家参与其中，反复验证。对于外界关心的华为在这颗芯片上投入了多少研发人员及研发资金，艾伟并不愿多谈，“我们不想给同行压力。”
在艾伟看来，7nm不只是技术困难，关键的是商业回报，随着投资越来越大，相应地需要更大的市场份额支撑，不然就无法收回成本。这里面，就有一本经济账，涉及投资回报率的问题。但现在又陷入了一个驳论，随着智能手机趋于饱和，整体销量不仅没有增加，反而下滑了。
从国内来看，智能手机销量大幅衰退，中国信息通信研究院的数据显示，上半年国内手机总出货量为1.96亿部，同比下滑17.8%；而从全球来看，智能手机市场也是负增长。幸运的是，华为手机保持了较快的增速。今年上半年，华为手机全球销量超过9500万部，全年销量有望实现2亿部。华为手机强劲的市场表现，反过来也增强了麒麟处理器的信心，有更多的人力、财力用于研发，形成一个正向循环。文/徐上峰
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