转丨剑桥博士详解:能拍银河的华为P30是怎么造出来的,美国技术占多少?

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前言

目前,在被称为“美国知乎”的Quora网站上,昨天有这样一个问题:“美国把华为列入黑名单,华为就快死了吗?华为或者中国能做些什么?会报复还是怎样?”

此次,Quora大神——剑桥大学博士Jauns Dongye现身,他对问题的回答极具宏观视野和格局,甚至获得了华为在2016-2018年的首席工程师 Alan Street点赞!

并且老幾也表示看完之后感觉通身舒畅,敬佩之情油然而生。下面转载了“每日经济新闻(微信号:nbdnews)”记者为大家翻译的这位博士的回答,供大家一起来看看,学习一下剑桥博士面对问题的思维模式吧。

让我们看看事实,而不仅仅是各方的意见。

让我先介绍一下华为2019年最受欢迎的P30手机的整个供应链:

华为P30手机的核心是麒麟930系统芯片(应该是980),由华为子公司海思半导体设计。但这为什么叫做SoC芯片(System-on-Chip,一种集成电路的芯片)?因为这种芯片是由全球各地设计生产的组件组合在一起而成的,所以也叫系统级芯片(或者叫片上系统)。

那么在这个SoC芯片中,到底有什么组件?

图片来源:摄图网(图文无关)图片来源:摄图网(图文无关)

指令集架构:海思从英国剑桥的ARM公司购买了CPU和GPU的架构许可。有了这些许可,海思就可以使用ARM指令集开发自己的64位CPU架构。此外,AMBA等总线标准也获得了ARM的许可。

CPU、GPU:海思在深圳有数百名员工来设计CPU内核、加速器和IP组件。为了设计自己的CPU,海思要使用来自计算机集成系统设计公司Synopsys、软件公司Cadence Design Systems和半导体制造公司赛灵思(Xilinx)的电子设计自动化(EDA)工具。

需要指出的是,这三家EDA公司都是位于加州的美国公司。如要使用这些公司的工具来设计和模拟CPU,海思还需要支付许可证费用。

与此同时,海思还可以集成现有的由ARM设计的软核(Softcore),例如Cortex-A76和Cortex-A55,这两款CPU架构都在同一个芯片中,其中大核是在美国德克萨斯州奥斯汀市设计的,小核是在英国剑桥设计的。另外一些低端的CPU核则是从中国台湾的MediaTek处购买。此外,海思还可以从ARM购买其他产品,包括Mali T830 GPU(由英国剑桥的ARM总部设计)和互连的子系统。

内存:海思半导体在内存控制器和SRAM系统中设计了自己的芯片逻辑。动态和静态随机存取存储器单元由韩国三星授权, 未来的7纳米的3D堆叠RAM也将由三星公司设计,但将在中国大连生产。

数字信号处理器(DSP)和摄像头:海思半导体从德国的徕卡相机处购买了相机的镜头设计IP和控制系统,该系统大部分是在德国的韦茨拉尔(Wetzlar,即徕卡总部)设计的;镜头则是由大立光电(Largan Precision)和舜宇光学设计;驱动相机改变聚焦的电动马达则由日本的三美电机株式会社生产。将光转换成信号的感光膜则由深圳欧菲光设计,欧菲光同样也是iPhone的供应商。此外,海思从美国亚利桑那州凤凰城的ON半导体处购买了用于自动对焦和图像稳定的硬件解决方案,高清视频处理芯片则采用日本索尼的设计。同时,海思设计了自己的图像处理硬件加速器(ISP),从美国加州的CEVA购买了许多DSP的专利,还从北京的寒武纪科技购买了AI芯片。

基带:海思从加州圣何塞的博通公司购买了Wi-Fi、GPS和蓝牙的IP许可证,为了支持3G,海思半导体还必须向高通支付专利费。对于之后的4G LTE和5G技术,海思则拥有自己的专利和基带处理器BLONG,这是由公司的中国团队设计的。此外,海思还从中国科学院购买了北斗导航系统的授权以便将其集成带芯片上。但需要注意的是,海思半导体的一些基带芯片验证任务是由印度工程师在印度完成的。

图片来源:摄图网(图文无关)图片来源:摄图网(图文无关)

射频:为了在各种通信信号之间进行多路复用,并将模拟信号放大到不同的无线频率,这就需要射频集成电路(RFIC)。

RFIC的大部分专利是由美国北卡罗来纳州的RF微设备公司(RF Micro Devices)持有,但此前这家公司已与TriQuint合并成立新公司,也就是目前的科沃公司(Qorvo)。在RFIC芯片中有一些功率放大器,使用的是由日本的村田制作所(MurataManufacturing)生产的高端电容器。其次,海思的RFIC芯片还使用了中国台湾的TST和深圳的麦捷科技(Microgate)设计和制造的声表面波(SAW)传感器、美国的思佳讯解决方案(Skyworks Solutions)制造的绝缘体上硅开关、深圳的信维通信(Sunway Co.)和美国罗森博格(Rosenberger)公司在上海工厂生产的天线组件。

近场通讯技术(NFC)和触控:荷兰的恩智浦半导体为华为提供NFC解决方案。芯片由总部位于德国Neubiberg的英飞凌科技股份公司提供。深圳汇顶科技为P30提供指纹传感器,深圳长盈精密则提供USB Type-C解决方案。

制造:海思会将所有软核和程序包集成到一个SoC芯片上,之后该设计被送到台积电进行实体布局和制造。

制造SoC芯片是一个非常复杂的任务。其中最重要的是,台积电要从荷兰阿斯麦(ASML)进口掩模对齐系统(mask alignment systems)。同时,台积电还需要使用来自日本信越集团(Shin-Etsu)、德国世创电子(Siltronic AG)、日本Sumco株式会社的晶圆化学品,

图片来源:华为官网截图图片来源:华为官网截图

材料:P30组装过程中的大多数化学产品组件和半成品组件都来自中国,最有代表性的是中国的稀土产品。对于其他玻璃和金属组件,深圳比亚迪负责制造渐变色的外壳和高密度玻璃。东莞生益电子则负责生产电路板。

屏幕:华为P30使用三星OLED硬屏,但P30 Pro采用京东方科技设计的OLED软屏。有些屏幕也由LG公司在广州制造。现在,屏幕市场主要由韩国和中国公司占据。

组装:华为随后从每个供应商处订购所需组件,并将组件运送到郑州的富士康工厂组装成机。

这只是华为众多手机中一款的供应链,甚至不是旗舰产品,但华为仍然击败了苹果,成为了全球第二大智能手机厂商,这还是在没有进入美国市场的情况下做到的。华为的主要优势是通信基础设施解决方案。

实际上,我很难说明华为的供应链,因为现在我已经不熟悉它了。

现在来看看有多少供应商来自美国、中国和韩国。

图片来源:Quora

图片来源:Quora

这上面列出的每家公司,你都可以去他们的官网,查看他们对华为的销量和在整个中国市场的销量,还有他们从中国进口原材料的数量。你会惊讶地发现,华为通常是这些供应商最大的客户,他们已经离不开中国市场了。

这意味着如果你“杀死”了华为,那么大多数供应商也会受到很大的伤害。一些公司可能会就此倒闭。其中一些公司是日本和韩国为数不多的高价值公司,他们没法承受一下失去40%的市场,这将会对日本和韩国经济造成巨大打击。

很显然,特朗普的“智囊团”并不了解半导体行业的现状。我想Quora的大多数人都不知道。

华为会被“杀死”吗?当然不会,早在十年前,华为就已经启动了针对各种情形的备份计划。

实际上,这等于为中国创造了一个千载难逢的机会。如果华为不找美国的供应商,那他们会找国内的供应商来替代。这将给中国国内企业带来巨大的推动,因为他们突然得到了一个大客户。

我一直在与半导体行业不同领域的许多中国学者交流。他们说,华为之所以从这么多来源购买知识产权,并不是因为华为没有这项技术,而是因为对于华为来说,最重要的是他们不想重复别人已经完成的步骤、炒冷饭,他们想与世界其他地区形成利益共同体。

目前来说,中国确实在一些技术上还较为落后,比如加工工艺和射频芯片。但我们应该知道中国有实力研发这些技术。

现在,由于采用了华为的技术,北京地铁里已经可以使用5G网络。而与此同时我却坐在伦敦地铁里,手机没有信号,我只能离线阅读一篇描写英国退欧故事的“精彩”小说,我周围的人也只能在他们的华为手机上看离线小说。

记者 | 蔡鼎 孙志成   编辑 | 王嘉琦

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