海思
海思
海思半导体（HiSilicon Technologies Co., Ltd.）是华为旗下的全资半导体设计子公司，成立于 2004 年，前身为 1991 年成立的华为集成电路设计中心。海思是中国最大的无晶圆厂（Fabless）半导体设计公司，产品覆盖手机 SoC、服务器芯片、AI 加速芯片、基带芯片、IoT 芯片等多个领域。
核心产品线
| 产品线 | 品牌 | 应用领域 | 代表产品 |
|---|---|---|---|
| 手机 SoC | 麒麟（Kirin） | 华为/荣耀手机 | Kirin 9000、9000S、9020 |
| 基带芯片 | 巴龙（Balong） | 5G/4G 调制解调器 | 巴龙 5000、巴龙 5000A |
| 服务器芯片 | 鲲鹏（Kunpeng） | 数据中心服务器 | 鲲鹏 920 |
| AI 加速芯片 | 昇腾（Ascend） | AI 训练与推理 | 昇腾 910、310 |
| 基站芯片 | 天罡（Tiangang） | 5G 基站 | 天罡 5G 芯片组 |
| IoT/可穿戴芯片 | 麒麟 A 系列 | 智能穿戴/音频 | Kirin A1、A2（用于TWS 耳机） |
| 电视芯片 | 鸿鹄（Honghu） | 智慧屏/电视 | 鸿鹄 898、818 |
| 视频监控芯片 | 越影（Hi35xx） | 安防摄像头 | Hi3516、Hi3519 |
| 路由器芯片 | 凌霄（Lingxiao） | Wi-Fi 路由器 | 凌霄 650 |
| NPU 架构 | 达芬奇架构 | AI 计算架构 | 全系列 NPU 采用达芬奇架构 |
发展历程
- 1991 年：华为成立集成电路设计中心，开始芯片自研探索。 - 2004 年：海思半导体正式注册成立，最初主要研发通信设备芯片和视频监控芯片。 - 2009 年：推出首款手机应用处理器 K3V1，因性能不足仅用于低端手机。 - 2012 年：K3V2 发布，采用 40nm 制程，首次搭载于 Ascend D1，但发热和兼容性不佳，华为内部甚至出现"弃用海思"的讨论。 - 2014 年：品牌重整，手机 SoC 更名为麒麟，Kirin 910 开始逐步成熟。 - 2018 年：Kirin 980 成为全球首款 7nm 手机芯片，海思进入全球顶级移动芯片设计行列。 - 2019 年：海思营收超过 840 亿元，在 Fabless 半导体公司中排名全球前五。 - 2020 年 5 月-9 月：美国多轮制裁切断海思的芯片制造渠道（台积电、三星均无法代工），海思设计能力仍存但无法量产先进制程芯片。 - 2023 年 8 月：Kirin 9000S 搭载于 Mate 60 Pro 发布，虽然制程落后但自研 CPU/GPU 架构回归，标志着海思突破部分封锁，获得国内先进制程制造能力。
商业模式
海思是典型的 Fabless（无晶圆厂） 模式： - 设计：自研芯片架构和设计（华为全资内部） - 制造：外包给晶圆代工厂。2020 年前主要依赖台积电（TSMC），制裁后转向中国大陆晶圆厂（具体代工厂未公开）。 - 封测：外包给封装测试厂。 - 客户：芯片主要供应华为内部产品线，不外卖（与高通、联发科的商业模式不同）。
技术优势
1. 通信基因：脱胎于通信设备公司，海思在基带、射频、天线协同方面拥有全行业最深厚的积累。 2. 全栈自研：从晶体管级到系统级，海思覆盖了芯片设计的完整链条，包括自研 CPU 核（泰山）、自研 GPU（Maleoon）、自研 NPU 架构（达芬奇）、自研 ISP、自研基带（巴龙）。 3. 软硬件协同：芯片与 HarmonyOS、方舟编译器 深度耦合，实现系统级优化（如 GPU Turbo、Link Turbo）。 4. AI 先行：2017 年首发独立 NPU 手机芯片，AI 算力长期领先同期竞品。
海思如何绕过美国制裁
2020 年 9 月，美国将华为列入实体清单（Entity List），禁止任何使用美国技术的公司向华为供货。台积电、三星、格芯均无法为海思代工。这一制裁几乎切断了海思所有先进制程芯片的制造能力——海思设计出的芯片，没有晶圆厂能制造。
制裁的核心杀伤力
``
美国实体清单的核心限制：
· 任何公司使用美国技术（设备、软件、知识产权）向华为供货，必须申请许可
· 先进制程芯片制造（7nm 及以下）几乎无法绕开美国技术
· EDA 工具（芯片设计软件）：Synopsys、Cadens、Mentor 三家美国公司垄断
· 半导体设备：ASML（荷兰 EUV）、应用材料（美国）、泛林（美国）、东京电子（日本）均含美国技术
· 台积电、三星、Intel、中芯国际均受美国出口管制约束
`
海思的生存策略
1. 设计端：绕过先进制程的算力堆叠
Kirin 9000S（Mate 60 Pro，2023）采用多 Die 合封技术：
`
传统单芯片（不利）：
┌──────────────────────┐
│ 应用处理器 + 基带 │ ← 全部需要 7nm 以下的先进制程
└──────────────────────┘
Kirin 9000S 多 Die 方案（可能结构）： ┌────────────────────────────────────┐ │ ┌────────┐ ┌────────┐ │ │ │ CPU Die │ │ GPU Die │ ← 成熟制程（如 7nm，中芯国际代工）│ │ └────────┘ └────────┘ │ │ ┌────────┐ ┌────────┐ │ │ │ NPU Die │ │ 基带 Die │ ← 成熟制程或不同来源 │ │ └────────┘ └────────┘ │ │ │ │ ┌────────────────────────────┐ │ │ │ Interposer（内嵌基板） │ ← 连接各 Die 的互联层 │ └────────────────────────────┘ │ └────────────────────────────────────┘
优势：每个 Die 可以用不同制程、不同代工厂分开制造，最后通过 3D 封装合封在一起
`
这种方案的代价是：芯片面积更大、良率挑战更高、封装成本更高、性能密度不如单芯片先进制程。但这是能在受限条件下实现"可用芯片"的唯一路径。
2. 制造端：中芯国际 + 成熟制程
中芯国际（SMIC）是中国大陆最先进的晶圆代工厂，2020 年前台积电南京厂（16nm）已被限制，海思转向中芯国际深圳/北京工厂。中芯国际 N+2 制程（约等于 7nm，但性能密度和良率均低于台积电 7nm）是海思目前能获得的最高制造能力。
`
中芯国际制程能力：
· 28nm：成熟制程，量产多年，完全自主可控
· 14nm：初步量产，良率持续提升
· N+1（约等于 10nm）：小规模量产
· N+2（约等于 7nm）：2023 年实现有限量产，为海思制造麒麟 9000S
中芯国际的制造设备： · 光刻机：ASML EUV 无法获得，使用 DUV（深紫外）通过多重曝光实现 7nm · 关键沉积/刻蚀设备：部分来自美国厂商，已逐步替换为国产 · EDA 工具：部分使用国产华大九天（Empyrian）替代 ``
3. EDA 工具：国产替代加速
芯片设计使用的 EDA（电子设计自动化）软件是制裁前最被"卡脖子"的环节。Synopsys 和 Cadence 占据全球 80%+ 的中国市场，海思在制裁前已购买永久授权，短期内尚可使用；长期则依赖国产 EDA（华大九天、芯愿景、芯华章）逐步替代。
4. 5G 基带：巴龙 5000A 的制造谜团
巴龙 5000A 是华为 5G 基带芯片，支持 SA/NSA 双模。5G 基带需要先进的制造工艺和射频器件，射频前端（PA、滤波器）更是依赖 Skyworks、Qorvo 等美国厂商。Mate 60 Pro 的 5G 能力回归，意味着华为在射频前端也找到了替代方案——可能是日本村田（Murata）或国产射频厂商。
制裁后的海思产品状态
| 时间 | 状态 | 关键事件 |
|---|---|---|
| 2020.9 | 断供 | 台积电停止为海思代工，麒麟 9000 成为最后一款旗舰芯片 |
| 2021-2022 | 库存消耗 | 华为靠库存芯片维持手机业务，Mate 40 Pro 等长期限量发售 |
| 2023.8 | 回归 | Mate 60 Pro 发布，Kirin 9000S 现身，5G 回归 |
| 2024 | 持续迭代 | Kirin 9010/9020 搭载于 Pura 70 Pro，性能持续改善 |
| 2025 | 传言 | 传言 3nm 制程研发中，能否制造仍是未知数 |
制裁的真实影响与局限
被制裁严重影响的领域： - 旗舰手机 SoC：性能和能效比落后同期高通/苹果 2-3 代 - 鲲鹏服务器芯片：服务器市场受限，鲲鹏生态扩张停滞 - 昇腾 AI 芯片：高端 AI 训练芯片（H100/H200 级别）无法制造
仍保持竞争力的领域： - 巴龙基带（5G）：基站芯片在美国限制前已大量出货，影响相对小 - 中低端手机芯片：成熟制程仍可维持 - 昇腾 310（推理芯片）：中等制程可维持，国内 AI 推理市场仍可用 - IoT 芯片（A 系列）：成熟制程，供应充足
一句话总结
海思的存活证明了中国半导体在成熟制程下仍能维持基本运转，但旗舰芯片与全球最先进水平的差距至少需要 5-10 年才能弥补——如果一切顺利的话。