在研发数字化交换机的过程中，华为开始掌握了决定它未来命运的两大关键核心技术：一个是芯片，一个是光传输。芯片是信息的汇聚处理中心，光传输是信号传输的通道，一个是交换机的大脑，一个是交换机的神经。
这两个关键的技术突破，也都跟国家科研创新体系紧密相关，并非华为单打独斗的成果。
帮助华为在交换机专用芯片方面取得突破的关键人物，有两个，一个叫徐文伟，一个叫李征。徐文伟毕业于东南大学自动控制专业，毕业后到香港一家做激光打印机的公司工作了一年，擅长电路设计。1991年，邮电部十所在西安举办交换机培训班，徐文伟也去了，就被“埋伏”已久的华为“猎头”给挖了过来。
李征来自无锡华晶中央研究所。无锡华晶是国家集成电路“908工程”最重要的项目承担者。“908工程”是我国改革开放后，针对芯片产业进行大规模国家投资的一次早期尝试，研发基地就设在了无锡。这个项目从直接成果来看比较失败——华晶做出来的芯片刚投产就落后了，没能实现商业化盈利。但项目实施的过程，培养了不少人才，这批人后来在全国各地到处开花，超过500人成为芯片领域的主管官员、技术骨干或企业家，华晶也因此被称为中国芯片的 “黄埔军校”。李征在“908工程”期间，被派去美国学习EDA软件和芯片设计，改行做了芯片设计师， 1992年加入华为。
在徐文伟和李征带领的研发团队努力下，1993年，华为拥有了第一颗用自己的EDA设计的ASIC 芯片问世，被命名为“SD509”。华为的芯片技术就是从这里开始萌芽。
经过十年的技术积累之后，2004年，任正非决定把芯片部门作为一家华为子公司正式独立运营，公司起名叫海思。这是一次关键的战略决策。任正非拍板，每年给海思4个亿做研发。但也定了个目标：招聘2000人，三年内做到外销40亿人民币。招人的目标很快就完成了，销售目标却遥遥无期。
海思刚开始的技术水平，没办法一下子做出来能在手机上用的芯片，必须从低端做起。他们瞄准的第一个产业是做手机SIM卡的芯片。立项的时候，市场上一片卖到几美元。等做出来的时候，价格已经跌到人民币几元一片了，根本赚不到钱，海思直接放弃了这个业务。第一个项目就失败了。
当时华为正在开发自己的电视机顶盒，海思领导层就找到机顶盒团队，想让他们先用。但竟然被拒绝。因为机顶盒这个项目组压力也很大，上头给的业绩指标和完成时间都很苛刻，完不成就解散团队、项目撤销。他们不敢冒险用自家未经检验的芯片，还是选择了外购。
所以，海思芯片一开始最大的困境就是，连华为内部都不敢用它们的产品。如果长期找不到合适的应用场景，海思芯片也就很难成长壮大。
关键时刻，政府应用场景挽救了海思。那些年，中国在大力推动数字安防建设，其中一个需求就是在城区、银行等地方大规模的安装摄像头和录像存储设备。安防建设关系到国家安全等机密内容，国外企业很难进入。这也就为国内企业的发展创造出来了一个内部竞争的应用场景。中国安防领域两大巨头——海康威视和大华股份开始崛起。
两大巨头都需要找到性价比合适的芯片来用到他们的安防设备上。如果采购国外的芯片，必然会有有安全方面的顾虑。另一方面，国外由于文化和制度环境等因素，大规模的摄像头安装被认为侵犯公民自由和隐私，他们就没有这样一个大规模的应用场景，所以国外巨头在这方面的技术和产品也不成熟。
一边不愿意买，一边没有合适的产品卖，这就为华为海思提供了千载难逢的机会。
2007年，海思首先跟大华股份达成协议，为大华的录像存储设备提供芯片。这是华为海思成立以后得到的第一笔大单。后来，海康威视也找到华为合作。政府安防采购——通过海康威视和大华股份两家民营企业——就这样成为了华为海思芯片成长的关键性的支持。
有了这样两个大客户，海思芯片才实现了三年外销四十亿的目标，后续研发扩张有了基础，并且——更重要的是——得到了大规模实际商用的检验，供应链、可靠性和售后服务等经受住了考验。
六年以后，海思的芯片K3V2才终于得到了在华为自家的手机应用的机会。政府安防应用场景支持了海思此前这六年的发展。今天，华为芯片仍然是安防存储领域的霸主。所以，中国芯片产业的发展，政府不仅支持了国有企业有龙芯、申威，还通过特殊的应用场景支持了民营企业海思。
华为在芯片领域的成功，是华为人的奋斗、任正非战略决策的结果，同时也是中国国内应用市场、人才培养与技术研发体系支持的结果。
华为成功的第二项核心关键技术是光传输。在光传输技术的研发上，华为分了两步走。
C&C08万门机研发过程中涌现出来了一个技术天才叫李一男，华中理工大学少年班毕业。进华为一周就被提拔为主任工程师，半年就升任研发部副总。当时万门机的信号传输技术普遍都是用的相对成熟的电缆传输，李一男以独到的眼光认为应该采用最先进的光传输。并通过华为自己的研发，做出来了部分光模块放进了第一代万门机。
这是一次巨大的技术突破，但还没有实现真正意义上的光传输。
在后续的迭代改进研发过程中，关于采用何种光传输技术来对光模块进行改进，华为研发团队内部产生了争议。一部分人主张采用比较成熟的PDH（半同步数字传输）技术，另一部分则主张采用的是更先进的SDH（全同步数字传输）技术。李一男最后决定采用SDH。
SDH技术过于先进，华为搞不定。不仅华为搞不定，国际巨头也搞不定。当时，全世界还没有一家通讯企业做出来SDH的万门机。
华为研发SDH技术的主要技术来源只能是国有科研机构。
中国光传输技术的发源地武汉邮电科学研究院，主攻方向是比较成熟的PDH技术。华为和中兴通信都从武汉院挖了不少人作为光传输研发的团队骨干。中兴公司的副总裁方榕就是从武汉院挖过去的。
但华为需要的SDH技术并不来自于武汉院，它来自位于四川成都的邮电部第五研究所。五所成立于1965年。1979年，毕业于武汉院的邬贺铨被任命为五所数字通讯部主任。1991年，邬贺铨带领的团队成功研制出了SDH155/622Mbps的设备样机。这让中国在同步数字通信上，与世界领先水平保持了基本同步。
华为要搞SDH，自然就想到去五所寻找技术资源，技术合作和挖人双管齐下。邬贺铨团队的石宏强就在这个时间加入了华为。1997年初，石宏强领衔开发出了华为版的SDH 155/622Mbps的设备。
另外，华为光传输设备研发的总负责人是黄耀旭。黄耀旭毕业于上海交通大学，硕士毕业后在交大计算机网络研究所工作，参加了国家重点攻关项目——“军用数据网”的研发以及上海市公共数据网的建设。他在军事和政府项目中的经验对华为早期的技术研发帮助很大。
采用了最新的SDH技术做出来的华为C&C08万门机C型机，一诞生就代表了同类产品的国际先进水平。国外巨头也没有做出来。这是华为在通讯领域领先世界的开始。
由于核心技术能够自主掌握，而且关键领域还是世界领先的，再加上中国人力资本等价格低廉的优势，华为的C&C08数字交换机综合使用成本（含价格和能耗运维等）可以做到同等性能比竞争对手的产品便宜一半。C&C08很快就横扫国内交换机市场，并开始走向国际，与西门子、阿尔卡特等传统巨头展开竞争。
同在深圳的国有企业中兴通讯公司在1993年也启动了万门交换机的研发，比华为晚了半年，也取得了成功。
——二十世纪九十年代初，电信局要装万门机，需要在上海贝尔先交钱排队半年才能拿到货，如果是国外的先进设备，还需要提前一年预付定金，等上一年多，最先进的设备则花钱也买不到。正是由于以华为和中兴为代表的国产交换机的出现，这些问题通通成为了历史，国内电话通信资费也得以大幅度降低。
