最近看到很多关于国产芯片的讨论，然后感觉大家对华为海思的Kirin芯片推崇备至，感觉任正非要带领中国人民在芯片行业打翻身帐的样子，今天我们来分析分析Kirin系列芯片有多厉害？Kirin系列芯片算是掌握了芯片的核心技术吗？

指令集和架构

什么是CPU，我作为一个非专业人士，就不在这里卖弄了。如果造CPU，我给大家举一个例子，让像我一样的非专业人士都能很好的理解CPU的制造难度：制造CPU就像建房子。

指令集规定了CPU能够做什么，就像你在造房子之前有一个指导性的文件要求了房子要有几厅几室几卫一样。

架构规定了如何让CPU实现指令集中的功能，就像造房子时几厅几室几卫如何安排才能生活更方便。

指令集难度系数低，但重要性高

和建房子一样，三室两厅两卫可能是大家最喜欢的类型，开发商就多造这样的房子，卖的好！CPU也是一样，大家最喜欢的指令集有x86和ARM，大家都想造这样的CPU。但这时问题出来了。

以x86为例，这个指令集在网络上是公开的，大家都可以找的到。但是，找的到不代表你可以商用。这个指令集是intel公司研发的，然后intel公司就说了，这个指令是我的，你不能随便用我的东西。否则，我看到你在市场上销售，我就告你，告到你破产。公司嘛，为了赚钱，这是正常的举动，在高科技行业就是这样，没有自主的知识产权就没有发言权。

intel非常可恶的地方是，这个授权他不轻易的给别人。比方说我一个国内的小厂子，想研制一个CPU，那是不可能的，我是不会授权给你的。这样基本就堵死了一些小厂慢慢发展的机会。给大家举个例子，大家都知道英伟达（NVIDIA）公司是制造显卡的，但大家想没想过，这么一个大公司为什么也造造CPU试试？英伟达试过好多次想得到x86的授权都得不到，最后不了了之。

intel的x86授权都不是花钱买的，而是通过技术交换得到的。这是一种什么概念？如果你想成为intel的竞争对手，你先要把自己最核心的技术给intel，然后再开始竞争？？哈，真是太流氓！！所以从这一点上也可以看出，英伟达并不是不能搞到x86授权，而是intel要的技术对英伟达太重要。

那我们能不能造自己的指令集，然后生产芯片呢？你还是想的太简单。一般情况下，在一种CPU指令集上开发的软件无法在其他指令集的 CPU上运行。这是什么概念？就是你开发了一种CPU，比intel的厉害，但什么软件都没有办法运行！！那么会有人来买你的CPU吗？买了你的CPU能干嘛呢？！

技术难度极高的架构

大家可能一时难以理解为什么架构技术难度极高。但仔细想一想房子的设计：如果设计才能让房子可以抗几级大风，抗几级地震，让房子的寿命可以达到多少年，让房子可以在不同的部位使用不同的材料而达到费用和质量的有效一，可以让使用房子的人使用起来更方便等等等等非常非常多的问题，都是如何实现几室几厅几卫的过程中实现的。

即使对于房屋来说，设计的难度就不低。对于芯片来说，这个难度就更大了，里面东西很多，发热量很大，但空间很小。如何来实现指令集—架构的技术难度就相当高了。这么高技术难度的事，大家当然都要保密啦，因为这是公司的核心竞争力啊。比方说intel，比方说AMD都是可以进行自己的架构设计的公司。这一道门槛，又把非常非常多的公司挡在了外面。这时，非常奇葩的ARM公司又出来了，说别人保密，我不保密！ARM公司还是把自己研发的架构分给大家用（当然，要收授权费），大家研发的门槛又降低了。

上图是我在海思官网上看到的Kirin 980的介绍，可以看出Kirin 980使用的是ARM Cortex-A76架构（架构里面也包含的GPU的设计）。所以，在这个技术难度很高的地方，华为再输一城。

我们来看看三星的处理器是什么样子的：

上图中的第X代定制处理器，这里的定制就是指的架构。当然，三星也是从使用ARM的架构开始，然后一步一步学习，最后具备了自己及进甚至研制架构的能力。当然，苹果、高通这些公司都是具备架构研发能力的。

我们来分析一下，三星为什么要研发自己的架构呢？自己研发有经济效益吗？我想应该是有的。个人觉得最重要一点是差异化的竞争力。打个比方，今天大家都在造A76的处理器，那么大家的性能相差就不是很大，明天ARM又推出了A80架构，别人升级了，你怎么办？也只能升级啊，否则别就把你拉在后面了。如果你本身没有架构研发的能力，那么所有的主动权都掌握在了ARM手中。今天我研究了的一代可能会领先ARM两年（是有可能的，并不是说技术比ARM好，而是ARM需要有节奏的进行自己的产品升级），那么我的东西可以多卖几年。

中国企业的出路

我们真的就没有出路了吗？哈哈，大家不要着急，为什么Kirin系列芯片能出来？是因为ARM公司的出现。

ARM采取了一种和intel完全不同的方式。上世纪90年代，由于ARM公司的资金问题，ARM采用了一种Fabless模式。也就是说ARM只设计芯片，而使用其他晶圆生产厂家进行代工生产。进一步，ARM对其他没有设计能力的公司进行授权。也就是说，ARM设计好了一种指令集，然后把这些指令集授权卖给别家公司。怎么使用看你给钱多少，多给钱我可以把我会的都交给你，你还可以根据自己的需要修改这些指令集。三星的CPU是这样造的，TI的CPU是这样造的，苹果的CPU也是这样造的。当然，华为海思的Kirin也是这么做的。

指令集可以说是整个CPU生态中最基础的一部分，可以说谁掌握了指令集，谁就有了非常非常大的话语权。从这一点上来讲，华为在这里并没有太多的话话权。由于ARM公司的策略，暂时没有后顾之忧。

由于ARM公司的策略，大大减少了企业的设计难度。加之国内市场的需要量大，所以近几年国内Fabless的发展非常迅速，华为海思正是这方面的代表。但核心技术还需要我们更多的努力。

前面所说的所有的内容都是一个芯片的上层设计，那么华为什么的是什么呢？做的是制造。下面我们再谈谈制造方面的事。

晶圆加工

还把Kirin 980这个芯片的官方介绍拿出来：

上面图片中的TSMC是全球最大的晶圆代工厂台积电的缩写。台积电是一家台湾企业，也就是说芯片的制造也不是华为自己制造的？！

现在阶段，说华为了，大陆都没有任何一家公司能掌握7nm的芯片制造工艺，在2017年的时候，国际上也只有三家厂家（三星、intel和台积电）有这种技术。

芯片的制造是一个比芯片的设计更难入门的东西，特别是在以美国为首的国家对我们进行技术封锁的前提下，而且投资也非常巨大。一条生产线投资就得上百亿美元，而且还需要不短的时间的工艺积累。一种资金密集+技术密集+人力密集型的产业。国内的中芯国际，现在已经具备了14nm晶圆的生产能力，但离国际最先进水平还有一段距离。

关于制造工艺，有两样是最核心的：蚀刻机和光刻机。现在我国的蚀刻机已经突破，但光刻机还受制于人。当然，现在光刻机全世界只有一家能够生产7nm的光刻机，即荷兰的ASML公司。它的光刻机占全球市场的80%左右，也是全世界唯一一家能够生产7nm工艺的光刻机的厂家。就在今年，中芯国际向ASML订购了一台价值1.2亿美元的7nm光刻机。但中芯国际在这条路上还有很长的路要走。

路在何方

写到这里很多人可能不高兴了，那华为真正做了哪部分的工作。设计是ARM授权的，生产在外包给台积电的，那么这个国产就变成到底有什么意义。

事实上，现在一颗芯片里面不仅仅有CPU，还有很多东西，如GPU、基带等，在Kirin 980中还加入了NPU。也就是说在最核心的基础上，华为还加了很多自己配套的东西，当然这些配套的东西有的是华为自己的，有的是友商生产的。国际化生产和制造的大趋势是这样子的，华为很难用几年的时候真正造出一片完全自己的芯片。

但华为的起步可以说是很优秀了。虽然借力了ARM和台积电，但依托华为自己的芯片消费能力，让自己的芯片在研发初始，就能有比较可观的效益，就能有与世界上最先进的厂家一争高下的资格。现在华为已经取得了这种资格，下面我替华为操下心，看看下一步怎么发展：

1、从使用到改进再到创造，突破架构难关。华为海思的定位应当属于芯片设计公司，芯片的生产完全可以给其他厂家代工。就像苹果公司设计手机，但生产交给富士康那样。

2、扶持中国制造，打造完整的产业链。在全球化制造的大前提下，本来谁来代工并不重要，但问题是如果代工厂的地位比设计厂家的地位还高，那么很有可能会导致设计好的产品却生产不出来的囧况。所以打造自己的产业链就非常必要。

事实上，华为海思已经在和中芯国际合作，研发了14nm的生产线。加上2019年中芯国际将从ASML购得7nm的光刻机。所以，我们有理由相信，在不远的将来，华为的芯片可以由国内的代工厂进行生产。

写到这里，大家可能也明白了我的观点。华为海思是很厉害，但离世界第一梯队还很远。但大家也不用悲观，十几年前，我们国家还处在一种“缺芯少屏”的状态，现在LED屏我们已经在追赶国际先进水平，芯片我们也可以造出我们自己芯片。

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索