华为半导体破局,中国科技高光时刻将至?

文摘   2024-11-18 22:59   江苏  

一、华为半导体:逆境中崛起的科技巨头

华为在半导体领域的崛起,是在逆境中不断拼搏的壮丽篇章。2022 年,华为面临着来自外部的巨大压力,尤其是美国的技术限制举措,然而,华为没有被这些压力击垮,反而加大了对自主产业链布局的力度。这一年,华为的研发投入高达 1615 亿元人民币,约占全年收入的 25.1%。

这一巨额投入,不仅是一个数字,更是华为在科技研发道路上坚定决心的体现。

高额的研发投入为华为带来了技术上的突破。例如,在芯片领域,华为旗下的海思半导体经过多年的努力,已经成功构建起一套相对完善的芯片产品体系。

以 AI 芯片领域为例,华为的昇腾 AI 芯片在训练效率方面已经超越了业界标杆英伟达 A100,在国产化大模型市场中占据了高达一半的市场份额。在手机 SoC 芯片方面,华为的麒麟系列芯片也曾在国际舞台上展现出强大的实力,一度与国际顶尖芯片并驾齐驱。

华为的成功不仅仅是技术上的突破,更是其对自主创新的坚持和对未来的坚定信心。在全球科技竞技的舞台上,华为作为中国科技巨擘,正以坚定的步伐引领着中国半导体产业的崛起。相信在华为的带动下,中国半导体产业必将迎来更加灿烂辉煌的明天。

二、海思半导体:辉煌发展历程与卓越成就

(一)发展历程回顾

1991 年,华为 ASIC 设计中心成立,这是海思半导体的前身。在随后的几年里,华为在芯片设计领域不断取得突破。1993 年,华为第一块数字 ASIC 研发成功;1996 年、1998 年、2000 年,十万门级、第一块数模混合 ASIC、百万门级 ASIC 相继开发成功。

2001 年,WCDMA 基站套片开发成功,标志着海思半导体已站在 3G 技术最前沿。2002 年,海思第 1 块 COT 芯片开发成功。2003 年,海思承担国家 863 项目核心路由器套片的开发,推出全球领先的高端光网络芯片,并在年底开发成功千万门级 ASIC。2004 年 10 月,深圳市海思半导体有限公司注册成立,开始在 EDA 平台上独立设计芯片。

(二)芯片产品体系成就

海思在芯片产品体系方面取得了卓越成就。在 AI 芯片领域,昇腾 AI 芯片表现出色。例如,在 2024 年世界半导体大会上,华为首席运营官王陶宣布,华为自主研发的昇腾 AI 芯片在训练效率方面已超越业界标杆英伟达 A100,并在国产化大模型市场中占据了高达一半的市场份额。此外,海思还推出了昇腾 910B 芯片,进一步推动国内企业在 AI 领域的发展。

在手机 SoC 芯片方面,麒麟系列芯片曾在国际舞台上展现强大实力。2018 年推出的麒麟 980 芯片,是全球首颗商用 7nm 工艺制程移动手机芯片,拥有多项全球第一,如全球首发 ARM Cortex - A76 CPU 核心、全球首发双核 NPU 等。麒麟 980 芯片的出现,代表着 “中国芯” 可以真正和国外芯片大厂的旗舰级处理器有一战之力。

在基站芯片方面,华为的 5G 基站芯片天罡表现亮眼。在华为 5G 基站拆解中发现,中国国产零部件在成本中占到 55%,其中主要半导体采用了华为旗下海思半导体的产品,美国零部件近乎消失。海思芯片的出色表现,为华为 5G 基站的发展提供了强大的支持。

三、哈勃投资:助力中国半导体产业腾飞

(一)投资布局广泛

华为旗下的哈勃投资自成立以来,一直专注于投资专精特新的半导体相关企业,全面涵盖半导体芯片设计、EDA、封装、测试、材料等各个关键环节。其投资布局广泛,展现了华为对半导体产业链的全面把控和战略眼光。

截至 2023 年,被投企业中已有 14 家成功上市,包括思瑞浦、灿勤科技、天岳先进等。这些企业涉及半导体相关的各个领域,为中国半导体产业的发展增添了强大动力。例如,哈勃投资参股的云南锗业,华为参股子公司 23.91%,锗产品应用于制造半导体材料;

长光华芯,华为参股 3.74%,激光芯片应用于激光装备;华海诚科,华为参股 3%,环氧塑封材料应用于存储芯片封装;中科飞测,华为参股 1.98%,晶圆缺陷检测设备应用于芯片良品检测等。此外,在 5G 与消费电子、汽车行业、人工智能行业、鸿蒙系统等领域,哈勃投资也均有布局。

(二)带来新活力

被哈勃投资的企业为中国半导体产业发展注入了源源不断的新活力。以思瑞浦为例,在模拟芯片设计领域取得了重大突破,为国内众多电子产品的性能提升提供了有力支持。思瑞浦成立于 2012 年,是一家专注于模拟集成电路产品研发和销售的集成电路设计企业。

公司主营高性能模拟芯片,分为信号链模拟芯片和电源管理模拟芯片两大类,以信号链模拟芯片为主,并逐渐向电源管理模拟芯片拓展。目前已拥有超过 900 款可供销售的产品型号,应用范围涵盖信息通讯、工业控制、监控安全、医疗健康、仪器仪表和家用电器等众多领域。

思瑞浦获得华为全资子公司哈勃科技入股 5%,居公司第七。公司获得顶级半导体投资机构大幅持股,侧面说明了其技术领先、质地优良。在信号链模拟芯片市场规模中占比最高的放大器和比较器领域,思瑞浦已经跻身世界舞台,分别位居全球销售第 12 名和亚洲区销售第 9 名,市场地位进一步稳固。

代表公司先进技术水平的核心产品,如全高清视频滤波器、零漂运算放大器、主流能耗控制芯片和接口产品已通过诸多国内知名企业的验证,实现进口替代。

除了思瑞浦,灿勤科技、天岳先进等被投企业也在各自领域发挥着重要作用。灿勤科技在陶瓷介质波导滤波器应用于 5G 基站建设方面表现出色;天岳先进在碳化硅衬底应用于制造功率器件如 IGBT 方面具有领先优势。这些企业的发展不仅为华为自身的产业链提供了支持,也为中国半导体产业的整体发展做出了贡献。

四、薪酬体系:激励员工推动半导体发展

华为科学合理的薪酬体系是其在半导体领域不断前进的重要动力之一。华为的薪酬体系从 13 级到 22 级呈阶梯式递增,薪资水平跨度大,为不同层次的员工提供了明确的奋斗目标。

据相关数据显示,13 级员工平均年薪 20 - 25 万(无股票),随着职级的提升,薪资也不断上涨。14 级员工平均年薪 30 - 33 万(无股票),15 级员工平均年薪 33 - 35 万(无股票),16 级员工年薪 50 - 60 万,17 级员工年薪 60 - 70 万,18 级员工年薪 60 - 100 万,19 级员工平均年薪 100 - 200 万(管理层),20 级员工平均年薪 300 - 400 万,21 级员工平均年薪 400 - 500 万,22 级员工平均年薪 500 - 650 万。这样的薪资结构,让员工在努力工作的同时,能够获得与自己付出相匹配的回报。

当员工职级达到 16 级并签署 “奋斗者协议” 后,还可以获得配股,并且每年都能享受分红。以 2024 年为例,华为拟向股东分配股利人民币约 770.95 亿元,华为员工持股计划参与人数为 15.17 万人,人均分红超过 50 万元。这种薪酬体系就像一台强大的发动机,激励着员工持续奋斗。

在华为的薪酬管理中,以岗定级、以级定薪、人岗匹配、易岗易薪。通过职位职级表确定岗位对应的职级,再根据职级确定工资范围。同时,注重人岗匹配,根据员工的绩效和能力确定个人职级及符合度,在岗位变动时进行合理的薪酬调整。

华为的薪酬体系不仅为员工提供了物质上的激励,更激发了员工的责任感和使命感。在半导体领域,员工们深知自己的工作对于公司和国家的重要性,在丰厚的薪酬激励下,更加努力地投入到研发、生产等各个环节中,为华为在半导体领域的发展贡献自己的力量,也为中国半导体产业的崛起添砖加瓦。

五、昇腾 AI 芯片:优势显著引领未来

(一)能耗控制优势

华为昇腾芯片在能耗控制方面优势明显。首先,昇腾芯片采用了 7nm 先进工艺,实现更高的集成度,有效降低功耗。例如,昇腾 910 的功耗为 310W,虽看似较高,但考虑其强大的计算能力,仍保持了良好的性能与能效比。

其次,自研达芬奇架构在能耗控制上发挥重要作用,统一架构可以适配多种场景,功耗范围从几十毫瓦到几百瓦,弹性多核堆叠,可在多种场景下提供最优能耗比。此外,昇腾芯片支持多种混合精度计算,有助于在不同的 AI 任务中实现更高效的能耗控制。

(二)达芬奇架构优势

达芬奇架构是华为昇腾芯片的核心优势之一。它是一种专为 AI 设计的统一、可扩展的计算架构,能够实现从云端到边缘、终端的全场景部署。该架构采用 3D Cube 针对矩阵运算做加速,每个 AI Core 可以在一个时钟周期内实现 4096 个 MAC 操作,相比传统的 CPU 和 GPU 实现数量级的提升。

同时,为了提升 AI 计算的完备性和不同场景的计算效率,达芬奇架构还集成了向量、标量、硬件加速器等多种计算单元,支持多种精度计算,支撑训练和推理两种场景的数据精度要求,实现 AI 的全场景需求覆盖。

(三)全栈 AI 基础软件平台优势

华为昇腾不仅仅是一款芯片,而是涵盖了全栈 AI 基础软件平台的完整体系。从异构计算架构 CANN 到全场景 AI 计算框架 MindSpore,再到全流程开发工具链 MindStudio 以及昇腾应用使能 MindX,华为提供了一套完整的 AI 解决方案。这一方案极大地提升了 AI 开发效率,让硬件性能得以充分发挥。

例如,CANN 3.0 支持向下兼容和演进,端、边、云全场景协同,只需要一套应用代码,就可以兼容超过 10 种设备形态、14 种操作系统、多种 AI 框架。MindStudio 为开发者提供了一套简单易用的开发工具,可高效完成端到端开发,让开发者在算子开发、模型训练、模型推理、应用开发、应用部署的全流程可以 “拎包入住”。

(四)全场景覆盖能力优势

昇腾系列芯片在设计上展现出全场景覆盖能力,兼顾云端大规模训练、边缘侧推理以及终端设备低功耗需求。在云端,昇腾 910 是目前全球已发布的单芯片计算密度最大的 AI 芯片,能够大大加速 AI 在各行业的切实应用。

在边缘计算场景,昇腾 310 芯片以 8W 功耗提供 16TOPS 的算力,展现出高能效比,可用在智能手机、智能附件、智能手表等产品之中。在终端设备上,华为麒麟系列芯片首次采用华为自研达芬奇架构 NPU,实现业界领先端侧 AI 算力。

(五)能效比优势

特别是在能效比方面,昇腾 310 芯片以低功耗提供较高的算力,在边缘计算场景展现出高能效比;而昇腾 910 更是在高算力下保持优秀能效表现,训练效率优于英伟达同类产品。

例如,在视频场景中,Atlas 300I 可同时处理 80 路 1080p、25FPS 的高清视频,是业界同时处理路数的 2 倍。在训练 ResNet - 50 模型时,华为 Atlas900 由数千颗昇腾 910 组成,算力能达 256 - 1024 PFLOPS@FP16,仅需 59.8 秒,比排名第二的选手快 15%。

六、未来展望:华为引领中国半导体产业前行

华为在半导体领域的持续努力,无疑为中国半导体产业的崛起带来了无限希望。尽管当前中国半导体产业仍面临着诸多挑战,但华为展现出的巨大潜力和引领作用,让我们对未来充满信心。

一方面,技术封锁和国际竞争压力依然存在。如荷兰 ASML 对华变卦,给中国半导体产业带来了挑战,光刻机等关键设备的供应受限,使得国内半导体企业在先进制程的发展上受到一定阻碍。

同时,中国半导体产业还面临着研发投入比例相对较低、人才短缺、行业整合需求以及运营成本控制等问题。然而,华为以其坚定的决心和强大的研发实力,不断寻求突破。例如,华为获得的晶体判定专利,推动了半导体技术创新,为未来相关设备的性能提升奠定了基础。

另一方面,中国半导体产业也迎来了诸多机遇。随着 5G、人工智能、物联网等新兴技术的快速发展,对半导体芯片的需求持续增长。华为在这些领域的布局和创新,为中国半导体产业提供了广阔的市场空间。华为的四重曝光技术专利,为国产 5nm 及以下工艺芯片的实现提供了新的途径,有望推动中国半导体产业在高端芯片制造领域取得突破。

中国半导体产业的崛起需要整个产业链的齐心协力。华为作为重要的推动者,通过哈勃投资等方式,积极带动国内半导体相关企业共同发展。同时,政府的政策支持、企业间的协同创新以及人才培养等方面的努力,也将为中国半导体产业的崛起提供有力保障。

展望未来,华为将继续发挥引领作用,加大在半导体领域的研发投入,不断推出创新技术和产品。相信在华为等企业的带动下,中国半导体产业必将克服重重困难,迎来更加灿烂辉煌的明天。“单丝不成线,独木不成林。” 中国半导体产业的崛起离不开每一个企业的努力,让我们共同为中国半导体产业的腾飞加油助力!

总之,华为在半导体领域的精心布局和卓越努力,为中国半导体产业的崛起奠定了坚实的基础。虽然中国半导体产业的崛起需要整个产业链的齐心协力,但华为无疑是其中最为重要的推动者之一。
“单丝不成线,独木不成林。”中国半导体产业的崛起离不开每一个企业的努力,而华为就像一面旗帜,引领着大家前行。相信在华为等企业的带动下,中国半导体产业必将迎来更加灿烂辉煌的明天。如果你也看好中国半导体产业的未来,就请点赞、关注、评论吧!让我们一起为中国半导体产业的腾飞加油助力!

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