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하이실리콘
하이실리콘(HiSilicon, 海思半导体)는 화웨이가 선전에 설립한 반도체 제조사이다. 2004년 4월에 설립되었으며 현재 중국에서 가장 큰 팹리스 반도체 설계 회사로, 주요 제품은 WCDMA, LTE 등의 기능을 포함한 무선 통신 칩을 탑재한 휴대폰 시스템 온 칩(SOC)입니다. 하이실리콘의 전신은 1991년에 설립된 화웨이 집적회로 설계 센터이다. 2020년 1분기에는 화웨이 하이실리콘의 스마트폰 프로세서 출하량이 처음으로 중국 본토 시장에서 퀄컴을 넘어 1위를 차지했다.
목차
개요
하이실리콘은 중국의 IT 기업인 화웨이의 자회사로, 모바일 AP나 네트워크 반도체를 전문적으로 설계하는 회사다. 다만, 자체 팹은 보유하지 않은 팹리스 업체이다.
대표적으로, 화웨이의 스마트폰에 탑재되는 자체 AP인 Kirin(麒麟) 시리즈를 설계하며 통신 모뎀 솔루션을 가지고 있는 회사답게 이동통신 네트워크를 모바일 AP에서 지원하는 원칩 AP 형태로 설계하고 있다.
모바일 SoC 분야에서 경쟁사인 삼성 S.LSI와 달리 사업부 형태가 아닌 별도의 자회사라고 하지만 매출이나 영업이익 등의 재무제표를 공식적으로 밝히지는 않는다. 모기업인 화웨이부터가 비상장사이기도 하고... 시장조사기관에서는 연매출 3~4조원 정도로 추정하는데, 이는 종합반도체사·팹리스·파운드리를 구분하지 않고 중국 반도체 기업 중에서는 가장 큰 규모이다. 중국을 넘어 전세계의 팹리스 중에서도 Top 10 안에 들어간다.
설계구조 및 IP는 ARM의 것을 라이센싱하고, 파운드리는 전통적으로 TSMC에 크게 의존해 왔으나 7나노에 이르러서는 애플, 퀄컴 등에게 우선순위가 밀리며 경쟁사인 삼성 파운드리로 방향을 바꿀 것이라는 전망이 꾸준히 돌고 있다. 하지만 삼성이 거절하면서 7나노 AP 생산에 차질이 걸릴듯 하다.
결국 미국의 반도체 관련 제재를 이기지 못하고 ARM과 TSMC가 하이실리콘과 결별하면서 2020년 9월에 개발 및 생산이 중단되었다.
하이실리콘의 연구 인력 대부분은 경쟁사이던 쯔광짠루이(칭화유니그룹 계열사로 우리에겐 스프레드트럼이란 이름으로 더 익숙하다.)로 이적했다. 쯔광짠루이는 UNISOC로 이름을 바꾸고 하이실리콘의 시장 점유율을 계승해 삼성 엑시노스보다 시장 점유율이 높아졌다.
하이실리콘이 다시 최신 칩을 생산하려면 현지 파운드리 업체들이 7nm 이하의 고급 미세공정을 양산할 수 있어야 하는데 업체들 중 가장 최대 규모인 SMIC조차 현재 14nm까지의 반도체만 생산할 수 있다. 중국 당국도 이를 알아 SMIC를 제2의 TSMC로 만든다며 자금을 말 그대로 쏟아부었는데, SMIC도 미국에 걸려 최신공정 설비를 들여오지 못하는 제재를 당해버렸다... 다만 성과가 없는 것은 아니라 중급형 칩인 기린 710A는 SMIC 파운드리에서 생산한다고 한다.
그러나 2023년 9월, 새로운 Mate 60 Pro에 탑재되는 Kirin 9000S를 설계한 것이 알려지며 부활하게 되었다. 그리고 Kirin 8000에는 ARM의 Cortex-A77, Cortex-A55와 더불어서 Mali-G610 GPU도 사용된 것으로 보아 다시 ARM으로부터 플렉서블 라이센스를 받은 것으로 추정된다.
AP 라인업
K3V1
모델명 제조 공정 CPU 명령어 세트
CPU GPU 메모리 기술 출시 년도
사용한 제품들 K3V1(Hi3611) K3V1(Hi3611)
TSMC 0.18μm(180nm)
ARMv5 360/460Mhz ARM926EJ-S
- 단일채널 LPDDR1
2009년 Huawei C8300
K3V2
처음 개발된 이 모델은 화웨이 어센드 D 쿼드 XL (U9510) 스마트폰에 가장 먼저 사용되었다.
모델명 제조 공정 CPU 명령어 세트
CPU GPU 메모리 기술 출시 년도
사용한 제품들 K3V2 40 nm ARMv7 ARM A9 아키텍처 1.5 GHz 쿼드 코어
비반티(Vivante Corporation)
GC4000,
480 MHz, 16코어
64비트 듀얼채널 LPDDR2 @
500 MHz
2012년 화웨이 어센드 P6, 화웨이 어센드 P2,
화웨이 어센드 메이트,
화웨이 미디어패드 10 FHD7
K3V3
이 모델은 ARM의 Cortex A15 기반으로서 최대 클럭수는 1.8 GHz이다.
모델명 제조 공정 CPU 명령어 세트
CPU GPU 메모리 기술 출시 년도
사용한 제품들 K3V3 28 nm ARMv7 big.LITTLE를 사용한 프로세서 1개 + ARM15 아키텍처 1.8 GHz 쿼드 코어 + ARM7 아키텍처 1.2 GHz 쿼드 코어(추정) ARM Mali-T658 2013 하반기 화웨이 어센드 D2
620
모델명 제조 공정 CPU 명령어 세트
CPU GPU 메모리 기술 무선지원 출시 년도
사용한 제품들 기린 620(Hi6220) 28 nm ARMv8 1.2GHz 옥타코어 ARM Cortex-A53(Kirin620은 1.5GHz로 업그레이드) ARM 말리-450 MP4 듀얼 채널 LPDDR3 LTE (티페) Cat.4, WLAN 802.11 b/g/n, 블루투스 4.0 2014년 12월 HUAWEI P8 Lite 모바일 및 듀얼 4G, Honor 4X 모바일 및 Unicom, Honor 4C 모바일 및 듀얼 4G, Huawei G Play Mini, Honor 5A 모바일 및 듀얼 4G
Kirin 라인업 최초의 중급형 모바일 AP이다. CPU 구성은 Kirin 930과 동일한 ARM Cortex-A53 옥타코어 CPU를 사용하나, big.LITTLE 솔루션을 모방하지 않았고, 클럭도 꽤 낮춰서 성능 차이를 만들었다. 이외에도 GPU 역시 OpenGL ES 3.0 API도 지원하지 않는 ARM Mali-450 쿼드코어 GPU를 사용했다.
650/655/658/659 시리즈
모델명 제조 공정 CPU 명령어 세트
CPU GPU 메모리 기술 무선지원 출시 년도
사용한 제품들 기린 650 TSMC 16nm 핀펫+ ARMv8 2.0GHz 쿼드 코어 ARM Cortex-A53 + 1.7GHz 쿼드 코어 ARM Cortex-A53 팔 말리 - T830 MP2 듀얼 채널 LPDDR3 LTE (티페) Cat.6, WLAN 802.11 b/g/n, 블루투스 4.1 2016년 5월 화웨이 P9 라이트(화웨이 G9), 명예 5C 기린 655 ARMv8-A를 참조. 2.1GHz 쿼드 코어 ARM Cortex-A53 + 1.7GHz 쿼드 코어 ARM Cortex-A53 LTE (티페) Cat.7, WLAN 802.11 b/g/n, 블루투스 4.1 2016년 3분기 Honor 8 유스 에디션 기린 659 2.36GHz 쿼드 코어 ARM Cortex-A53 + 1.7GHz 쿼드 코어 ARM Cortex-A53 LTE (티페) Cat.7, WLAN 802.11 b/g/n, 블루투스 4.1 2017년 1분기 Honor 9 유스 에디션
Kirin 620의 후속작이며 Kirin 950과 동일한 TSMC 16nm FinFET+ 공정에서 생산되었다. 이 때문에, 삼성전자 시스템 LSI 사업부 14nm FinFET LPP 공정에서 생산되는 삼성 엑시노스 7870, 퀄컴 스냅드래곤 625 MSM8953 그리고 TSMC 16nm FinFET Compact 공정에서 생산되는 미디어텍 Helio P20과 경쟁을 하게된다. 650에서 659까지 출시 기간이 꽤 지났음에도 불구하고, 전반적인 개선보다는 클럭만 올려서 출시되었다. 퀄컴 스냅드래곤 625 MSM8953 이후 많은 제품들이 출시한 것에 비해 코어가 개선된 Kirin 710의 출시가 상당히 늦었다는 것을 보여주는 상황.
710 시리즈
모델 제조공정 CPU GPU 메모리지원 위성 포지셔닝 통신 기술 지원 샘플출시일 사용한 제품 명령어 세트(ARM) 마이크로아키텍처 코어 수 주파수(GHz.) 마이크로아키텍처 주파수(MHz.) 스타일 버스 대역폭(비트) 대역폭 유형 버스 폭(비트) 대역폭(GB/s) Kirin 710 12 nm FinFET ARMv8-A Cortex-A73 Cortex-A53
4+4 2.2 (4xA73) 1.7 (4xA53) Mali-G51 MP4 1000 MHz LPDDR3 LPDDR4
32-bit A-GPS, GLONASS Dual SIM LTE Cat.12 (600Mbit/s) 802.11 b/g/n Bluetooth v4.1 2018년3분기 화웨이 노바 3i, 화웨이 P 스마트+, 화웨이 마이망 7 기린 710F 12nm FCCSP 룽야오 8X, 룽야오 플레이 3 기린 710A 14나노 2.0 (4xA73) 1.7 (4xA53) 2020년 2분기 HUAWEI Enjoy 20 SE 및 Honor Play4T
2018년 7월 19일에 공개된 미드레인지급 모바일 AP로, 타 AP 설계사들이 미드레인지급 AP의 스펙을 상승시키는데에 대응하기 위하여 신설된 라인업이다.
CPU는 ARM Cortex-A73을 쿼드코어 구성으로 빅 클러스터를 이루고, ARM Cortex-A53을 쿼드코어 구성으로 리틀 클러스터로 이뤄서 ARM big.LITTLE 솔루션을 적용한 HMP 모드 지원 옥타코어 CPU를 탑재했다.
GPU는 ARM Mali-G51을 쿼드코어 구성으로 탑재했다. 2340x1080(FHD+)의 입출력 해상도를 지원하고, 하드웨어 가속으로 1080p @ 60fps을 디코딩, 1080p @ 30fps의 인코딩을 지원한다.
NPU를 선제적으로 도입한 타 하이실리콘 AP와는 다르게 별도의 NPU가 탑재되진 않는다. 라인업간의 급 나누기로 카니발리제이션을 방지하기 위함으로 보인다. 대신 ISP단에서 AI 장면 인지, 야간 촬영 보정을 위한 연산이 이뤄진다.
메모리 컨트롤러도 탑재해서 32비트 폭의 듀얼채널 LPDDR4 SDRAM을 지원한다. 또한, 통신 모뎀 솔루션을 내장해서 다운로드 최대 속도 규격으로 4G LTE Cat.12을 만족해 최대 600 Mbps의 속도를 보장한다. 업로드 최대 속도 규격으로는 Cat.13을 만족해 최대 150 Mbps의 업로드 속도를 보장한다. 이외에도 40+28MP, 혹은 48MP의 카메라를 지원하는 ISP를 탑재했다.
생산 공정은 TSMC의 12nm 공정으로, 기존의 16nm 공정의 개선판에 해당된다. 명칭은 12nm이고 스피드 게인 측면에서는 삼성 14nm 공정에 비해 앞서지만, 셀 면적 측면에서는 TSMC 20nm와 16/12nm가 동일한 CPP x M2P를 가진다.
710F라는 파생형 제품이 존재한다. 기본적인 스펙은 모두 동일하지만, 칩 패키징 면에서 FCCSP(Flip Chip Chip Scale Package)가 적용된 제품.
710A는 SMIC 14nm 공정으로 제작된 제품이다.
800시리즈
810
2019년 6월 21일에 공개된 플래그십 모바일 AP로, 퀄컴 스냅드래곤 700 라인업에 대응하기 위해 신설된 하이실리콘 기린 800 시리즈의 첫 AP이다. 전반적으로 퀄컴 스냅드래곤 730과의 비교가 가장 많이 이뤄지는 중.
CPU는 ARM Cortex-A76을 듀얼코어 구성으로 빅 클러스터를 이루고, ARM Cortex-A55를 헥사코어 구성으로 리틀 클러스터로 이뤄서 ARM big.LITTLE 솔루션을 적용한 DynamIQ 방식 HMP 모드 지원 옥타코어 CPU를 탑재했다.
GPU는 ARM Mali-G52을 헥사코어 구성으로 탑재했다.
인공신경망 프로세서인 NPU는 Da Vinci 아키텍처를 바탕으로 제작된 Ascend D100 Lite NPU가 탑재된다.
메모리 컨트롤러도 탑재해서 LPDDR4X SDRAM 규격을 지원한다. 또한, 통신 모뎀 솔루션을 내장해서 다운로드 최대 속도 규격으로 4G LTE Cat.12을 만족해 최대 600 Mbps의 속도를 보장한다.
여기에 촬영 및 재생 등을 위한 여러가지 코덱 및 컨트롤러 등을 탑재한 것으로 보인다.
생산 공정은 TSMC의 7nm FinFET (ArFi) 공정이다.
820
8000
SMIC 7 nm 공정으로 제조된 최초의 기린 800/8000 시리즈 칩이다.
900시리즈
A 시리즈
Kirin A1
2019년 9월 6일에 공개된 AP이다. 웨어러블용으로 신설된 Kirin A 시리즈에 속하는 AP중 최초의 AP이며 상세 정보는 불명.
Huawei FreeBuds 3과 Huawei Watch GT 2에 들어가며, 애플 H1 칩과 비교시 30% 높은 성능, 50% 낮은 전력소모와 약 95% 수준의 패키지 크기를 가진다고 공개되었다.
블루투스 5.1과 블루투스 저전력 5.1 기준을 충족시킨다.
Kirin A2
Balong 모뎀 라인업
서버용 프로세서
참고자료
- 하이실리콘 공식 홈페이지 - https://www.hisilicon.com/
- 〈海思半导体〉, 《 维基百科》
- 〈하이실리콘〉, 《나무위키》
- 〈하이실리콘〉, 《위키백과》
같이 보기
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