華為再遭芯片“掣肘”,國產(chǎn)替代陣痛是必由之路
在5月15日,美國對華為的技術(shù)限制進(jìn)一步升級,根據新規要求,華為購買(mǎi)采用美國軟件和技術(shù)生產(chǎn)的半導體,包括那些處于美國以外,但被列為美國商務(wù)管制清單中的生產(chǎn)設備,要為華為和海思生產(chǎn)代工前,都需要獲得美國政府的許可證。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/202005/413304.htm而美國在半導體方面處于全球領(lǐng)先水平,不少芯片廠(chǎng)商或多或少的使用美國設備或者軟件技術(shù),這樣一來(lái)像臺積電、三星等廠(chǎng)商要想向華為提供芯片,必須通過(guò)美國的許可。?
另外,公告中申明為防止對使用美國半導體制造設備的外國鑄造廠(chǎng)造成直接不利的經(jīng)濟影響,這些制造廠(chǎng)已根據2020年5月15日啟動(dòng)基于華為設計規格的產(chǎn)品的任何生產(chǎn)步驟,只要這些外國生產(chǎn)的產(chǎn)品不受新許可規定的約束,從生效日期算起的120天內,它們將被重新出口,從國外出口或轉移(在國內)。
對于美國進(jìn)一步升級對華為的技術(shù)限制,在5月18日的華為全球分析師大會(huì )上,華為輪值董事長(cháng)郭平等高管接受媒體采訪(fǎng)。對于美國持續封殺華為的原因,郭平表示,最近自己在閱讀美國高管的講話(huà),美國認為,技術(shù)領(lǐng)先是美國技術(shù)霸權的基礎,任何其它國家和公司的技術(shù)領(lǐng)先,可能都會(huì )損害美國的霸權?!昂懿恍胰A為在ICT領(lǐng)域有了領(lǐng)先?!?/p>
此外,值得關(guān)注的是,就在美國推出限制升級之際,臺積電宣布將投資120億美元在美國建廠(chǎng),將生產(chǎn)5nm芯片,這被認為是美國未來(lái)進(jìn)一步限制華為芯片生產(chǎn)的措施之一。不過(guò)臺積電對此進(jìn)行了否認,臺積電表示“相關(guān)報道“純屬市場(chǎng)傳言”。
從卡“華為”改為卡“海思”
在一年前,美國對華為的制裁僅限直接向華為出售的美國軟硬件產(chǎn)品、或是采購華為產(chǎn)品的美國公司。但現在美國卻對華為供應鏈下手了,美國對華為的技術(shù)限制進(jìn)一步升級,這意味著(zhù)美國制裁華為升級,更是精準打擊華為半導體的生產(chǎn)能力。美國商務(wù)部公告稱(chēng),由華為及其在實(shí)體清單(例如,海思半導體)上的關(guān)聯(lián)公司生產(chǎn)的半導體設計之類(lèi)的商品,是某些美國商務(wù)控制清單(CCL)軟件和技術(shù)的直接產(chǎn)品。
不難看出,此次瞄準的對象就是華為旗下海思半導體,從卡“華為”改為卡“海思”,美國是想要通過(guò)控制芯片生產(chǎn)從而控制住華為消費者業(yè)務(wù)的命脈。眾所周知,芯片作為智能手機的核心零部件,一旦遭遇“斷供”將對華為手機業(yè)務(wù)打擊非常大。
海思之所以受到關(guān)注,外界認為或與其在實(shí)體清單下取得的亮眼成績(jì)有關(guān):華為海思的發(fā)展可以說(shuō)非常迅速,從2016年的260億的營(yíng)收一路增長(cháng)到2019年的842億,三年時(shí)間翻了三倍多,換算成美元高達到120億。對比美國芯片設計商的兩大巨頭高通和博通,他們在2019年的營(yíng)收分別為243億美元和226億美元,可以看出海思已經(jīng)在快速追趕而且逼近全球最大的兩家芯片設計公司。
根據今年4月底國內分析機構CINNO Research發(fā)布的月度半導體產(chǎn)業(yè)報告顯示,華為海思在中國智能手機處理器市場(chǎng)的份額達到43.9%,首次超越高通(32.8%)。雖然海思這兩年高端芯片沒(méi)有特別亮眼的突破,但是中端芯片非常猛,而且造價(jià)便宜質(zhì)量好,美國如果放任海思的話(huà),華為的海思再過(guò)幾年發(fā)展后可能真的會(huì )非常牛。(如果美國不卡海思,只要華為放開(kāi)了供貨給國內別的品牌,預測兩年后美國手機芯片從國外進(jìn)口能減少30%以上)
根據最初的限制,美國設想華為將無(wú)法從海外進(jìn)口美國技術(shù)含量高于25%的產(chǎn)品,但沒(méi)想到的是,最關(guān)鍵的臺積電代工部分,居然成功合法合規地避開(kāi)了這25%的限制。因此,之后才會(huì )不停傳出要把25%降低至10%的說(shuō)法。業(yè)界也曾推測,即使把美國技術(shù)含量降到10%,很有可能臺積電的部分制程技術(shù)仍是可以“低空飛過(guò)”,甚至臺積電最新的7nm、5nm制程都可能躲過(guò)美國這個(gè)規定。
或因如此,美國用新禁令來(lái)封鎖華為,直接要求所有為華為代工的半導體廠(chǎng)都需要經(jīng)過(guò)美國政府的批準??ㄗ〉牟粏螁问桥_積電,是卡住了全世界所有半導體廠(chǎng),使其不幫華為生產(chǎn)代工。
不過(guò)華為還有窗口期,將華為的臨時(shí)許可再延長(cháng)90天,以及條例生效后上游供應商仍有120天緩沖期,華為已緊急對臺積電追加高達7億美元大單,產(chǎn)品涵蓋5nm及7nm制程。
雖然短時(shí)間問(wèn)題不大,但是長(cháng)遠來(lái)看華為將面對的是芯片代工的未知數。未來(lái)華為還是必須尋求中國芯片廠(chǎng)商合作,而中芯國際是被廣泛認為能夠實(shí)現海思半導體芯片制造需求的企業(yè),它將是華為尋找芯片制造“備胎”的關(guān)鍵,其中資背景能最大限度地避免美國制裁造成影響。
值得注意的是,目前中芯國際的工藝制程和臺積電、三星等還是存在一定差距,中芯想要追上臺積電還需要一些時(shí)間,不過(guò)相信以中芯目前的制程進(jìn)步的較高速度應該不會(huì )長(cháng)時(shí)間拖慢華為產(chǎn)品的迭代速度。去年曾有消息稱(chēng),中芯10nm/7nm制程已有實(shí)質(zhì)進(jìn)展,今年中芯放出消息回應傳聞:性能略遜于臺積電7nm的中芯N+1工藝已在去年第四季度流片,有望今年第四季度量產(chǎn)進(jìn)入市場(chǎng)。這也意味著(zhù)如果禁令實(shí)施,中芯或許能幫助華為正常運轉。?
新禁令對芯片代工制造環(huán)節影響最大
美國此次對華為的禁令目的是要把華為乃至中國踢出全球芯片市場(chǎng)。上一輪的封殺影響華為軟件層面,即不能使用谷歌、Facebook這些海外的主流應用,進(jìn)而導致華為在海外市場(chǎng)份額大幅下降。而這一輪的封殺是直接是沖著(zhù)更為關(guān)鍵的芯片設計制造而來(lái)的。
這次新的禁令有一個(gè)重大的變化,就是芯片的設計工具EDA也在禁令范圍之內。這一點(diǎn)確實(shí)和之前有很大的不同,2019年的實(shí)體經(jīng)營(yíng)清單禁令里面沒(méi)有限制華為使用美國的EDA芯片設計軟件,只是美國廠(chǎng)家可能不會(huì )繼續提供升級服務(wù)。
現在如果華為使用美國的EDA芯片設計軟件設計芯片,也會(huì )受到美國經(jīng)營(yíng)的管制,要得到美國政府的許可,所以華為海思芯片的設計環(huán)節就會(huì )受到巨大的影響。就EDA設計這一塊來(lái)說(shuō),主要由Synopsys、Cadence、Mentor這三家美國公司壟斷,短期來(lái)看沒(méi)有其他廠(chǎng)家可以替代它們。
除此之外,這次美國新的禁令對華為芯片制造這塊來(lái)說(shuō)是最棘手也是最致命的,華為設計出芯片以后沒(méi)有工廠(chǎng)可以幫它代工制造了。由于臺積電代工制造的設備和技術(shù)一部分出自美國,因此會(huì )受到美國禁令的約束,這一點(diǎn)不光是針對臺積電,像其他的代工廠(chǎng)也受到相同約束。目前芯片這個(gè)代工制造環(huán)節主要是被臺灣的臺積電和韓國的三星所壟斷。
數據截止到2019年三季度,大家可以看到臺積電一家就占了半壁江山,達到50.5%的份額,第二名是三星18.5%,這里面還有兩家中國廠(chǎng)商分別是中芯國際和華虹半導體。這兩家企業(yè)都在上海,市場(chǎng)份額都很小,但最關(guān)鍵的問(wèn)題不是市場(chǎng)份額,而在于現在芯片的制程上 —— 排在第一名的臺積電領(lǐng)先中芯國際至少兩個(gè)制程,臺積電目前已經(jīng)實(shí)現7nm的制程正在將向5nm制程大規模量產(chǎn)前進(jìn)。
如果未來(lái)臺積電真的停止了華為的訂單,那對華為來(lái)說(shuō)影響確實(shí)是非常大的。因為目前華為的7nm訂單以及未來(lái)即將生產(chǎn)的5nm芯片訂單都是由臺積電代工,而且只有臺積電能夠代工,因為目前國內的晶圓廠(chǎng)不具備7nm以上的代工工藝,其中國內最先進(jìn)的芯片代工企業(yè)中芯國際能夠代工的芯片工藝只有14nm。
如果未來(lái)華為的7nm芯片和5nm芯片被限制了,手機銷(xiāo)量下滑了,那對華為的總體營(yíng)收確實(shí)會(huì )帶來(lái)較大的影響。因為,華為手機銷(xiāo)量占華為總體營(yíng)收的比例是比較大的,比如2019年華為總體營(yíng)收8588億元,同比增長(cháng)11%,凈利潤627億元,這里面消費者業(yè)務(wù)實(shí)現4673億元的營(yíng)收,而消費者業(yè)務(wù)當中有很大一部分都是手機貢獻的,華為手機對總體營(yíng)收的貢獻至少達到40%以上。在這種背景之下,如果蘋(píng)果、三星甚至國內的小米OPPO 、vivo等其他手機廠(chǎng)家未來(lái)可能推出5nm芯片的手機,那么華為就會(huì )處于比較被動(dòng)的局面。
雖然中國的半導體產(chǎn)業(yè)在設計、封裝與整機上達到了較高水平,但底層的高端裝備、EDA軟件、材料,還是以西方為主。以制造芯片的半導體設備為例,我國已經(jīng)成為全球第二大半導體設備市場(chǎng),僅次于韓國,下游市場(chǎng)對半導體設備需求也極度旺盛,但是國產(chǎn)設備的自給率程度卻不高。2018年我國半導體設備進(jìn)口金額為112.3億美元,國產(chǎn)設備產(chǎn)值15.9億美元,自給率僅為12%。
目前全球集成電路專(zhuān)用設備生產(chǎn)企業(yè)主要集中于歐美、日本、韓國和我國臺灣地區等,以美國應用材料公司(Applied Materials)、荷蘭阿斯麥(ASML)、美國拉姆研究(又譯泛林半導體)(Lam Research)、日本東京電子(Tokyo Electron)、美國科磊(KLA-Tencor)等為代表的國際知名企業(yè)起步較早,占據了全球集成電路裝備市場(chǎng)的主要份額。
業(yè)內人士曾對國產(chǎn)化有過(guò)這樣的總結,從終端到芯片,再到芯片設計工具,然后到芯片制造和制造設備的材料,走到最后才發(fā)現設備和材料底層的材料、物理、化學(xué)、數學(xué)的原創(chuàng )理論基礎都是中國半導體產(chǎn)業(yè)要補的“課”。
華為創(chuàng )始人任正非曾表示,要重視基礎科學(xué)的教育,只有長(cháng)期重視基礎研究,才有國家和工業(yè)的強大。沒(méi)有基礎研究,產(chǎn)業(yè)就會(huì )被架空。換言之,數理化理工科的基礎科學(xué),才有半導體設備和材料的底層突破,才有代工、存儲的工藝突破、才有華為等企業(yè)的上層創(chuàng )新。
事實(shí)上,任正非一直對美國零部件的采購持開(kāi)放態(tài)度。他在多個(gè)公開(kāi)場(chǎng)合接受采訪(fǎng)時(shí)表示,華為手機、5G基站是可以不用美國元器件就能制造出來(lái),但是如果華為不買(mǎi)的話(huà),這些美國公司該怎么辦。當被問(wèn)及“華為未來(lái)會(huì )將手機中的美國零部件都替換掉嗎”,任正非直言,“不會(huì ),美國永遠都是我們的好朋友?!?/p>
從全球產(chǎn)業(yè)來(lái)看,現代科技產(chǎn)品需要高度專(zhuān)業(yè)化,也就是說(shuō)成熟的制造商已經(jīng)形成了一個(gè)高效率和高產(chǎn)的產(chǎn)品制造和交付系統,以相對較低的成本為客戶(hù)提供了大量的產(chǎn)品,這就使得制造業(yè)供應鏈往往很難集中于某一個(gè)國家,也很難輕易搬遷。
美國對其他半導體企業(yè)的重拳出擊與對“美國制造”回流的執念,影響的不僅僅是單一地區的產(chǎn)業(yè)鏈。對于半導體上的制造廠(chǎng)商來(lái)說(shuō),三十年前在哪里設廠(chǎng)考量因素也許只有一個(gè)“成本”,但現在“風(fēng)險”與“供應鏈韌性”也成為了新的選項。
跨過(guò)時(shí)艱 向未來(lái)
5月16日上午,華為心聲社區微信公眾號發(fā)文稱(chēng):“回頭看,崎嶇坎坷;向前看,永不言棄”,同時(shí)配圖是一架二戰中被打得像篩子的一架戰斗機,因堅持飛行,最終安全返回。圖片配文稱(chēng):“沒(méi)有傷痕累累,哪來(lái)皮糙肉厚,英雄自古多磨難”,疑似回應美國的打擊。
2019年以來(lái),BIS將華為及其114個(gè)與海外相關(guān)的分支機構加入實(shí)體名單以來(lái),希望出口美國商品的公司必須獲得許可證。在此背景下,華為從去年開(kāi)始便在加速“去美國化”。在美國一系列的制裁舉措下,華為開(kāi)始培養國內的供應鏈,將麒麟710處理器原本由臺積電12nm制程,轉單至中芯國際14nm;在操作系統方面,正加緊研發(fā)獨立自主的“鴻蒙”操作系統。
據日本專(zhuān)業(yè)調查公司Fomalhaut Techno Solutions的調查結果顯示,在華為Mate30 5G版中,中國產(chǎn)零部件的使用比例為41.8%,比美國制裁前上市的舊機型4G版提高了整整16.5個(gè)百分點(diǎn)。與此同時(shí),在4G版中占比達到11.2%的美國零部件只剩下玻璃殼等極少部分,占總體的1.5%,幾近于消失。
和針對華為類(lèi)似,美國針對中國航天早就是先例,尤其是中國在2003年突破載人航天技術(shù)實(shí)現之后。一是臭名昭著(zhù)的“沃爾夫條款”,二是針對性的ITAR禁運條例 —— 嚴禁中美雙方任何官方層面航天交流,嚴禁任何航天科研合作,嚴禁美方接待中方人員,參觀(guān)都不行,甚至在美學(xué)術(shù)會(huì )議大量卡簽證;任何航天產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品不得出口中國,任何有美國航天器件的航天器不得由中國火箭發(fā)射等等。尤其是最后一部分,美國是個(gè)航天大國,世界有哪個(gè)國家航天產(chǎn)品會(huì )不使用美國零部件呢?
曾經(jīng)在國際商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)很火的長(cháng)征火箭逐漸失去份額,雖然達到世界先進(jìn)水平,性?xún)r(jià)比還極高,結果沒(méi)人購買(mǎi),無(wú)法實(shí)現創(chuàng )匯賺錢(qián)。不過(guò)也有一定好處,那就是必須自力更生:現在的新一批航天產(chǎn)品,已經(jīng)沒(méi)有“國產(chǎn)化率”這一說(shuō)了,因為都是100%,重點(diǎn)在于又實(shí)現了多少技術(shù)突破。例如長(cháng)征五號火箭:“長(cháng)征五號全面突破了以12項重大關(guān)鍵技術(shù)為代表的247項關(guān)鍵技術(shù),新技術(shù)比例幾乎達到100%”。
無(wú)論是華為還是中國航天,在實(shí)現國產(chǎn)替代的過(guò)程中,陣痛當然是有的,但是最終,春天總會(huì )來(lái),花也自然會(huì )開(kāi)。等迎來(lái)破局的時(shí)刻,那就大放異彩了。
中國已經(jīng)搶灘登陸,現在5G領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。5G是一項基礎設施業(yè)務(wù)。它依賴(lài)于無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)和各種設備。華為現在是全球5G技術(shù)和產(chǎn)品的領(lǐng)先供應商。美國只有高通擁有手機芯片,而沒(méi)有設備供應商。中國的主要競爭對手是芬蘭的諾基亞公司,市場(chǎng)份額17%,以及瑞典公司愛(ài)立信公司,占14%。
據估計,到2025年,以5G為動(dòng)力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可能創(chuàng )造23萬(wàn)億美元的新經(jīng)濟機會(huì )。如果中國在5G領(lǐng)域獨占鰲頭,將能夠主導一系列依賴(lài)5G平臺并與之交織的新興技術(shù)帶來(lái)的機遇。
當前,華為無(wú)疑引領(lǐng)了5G技術(shù)的制高點(diǎn),不僅擁有用于手機等終端的巴龍5000基帶芯片。還擁有用于基站等通訊設備的芯片??梢哉f(shuō),華為擁有研發(fā)制造5G全系列產(chǎn)品的能力。
對比美國高通公司,目前只擁有5G手機基帶芯片,而且性能低于華為(下載速度慢,僅支持單模等)。對于通訊設備,高通公司根本沒(méi)有這塊業(yè)務(wù)。蘋(píng)果公司目前也無(wú)法研發(fā)自己的5G手機基帶芯片,支持5G的iphone遲遲無(wú)法退出。而Intel公司也確認放棄了5G基帶芯片的研發(fā)。作為通信設備廠(chǎng)商,美國也就思科還可以,但是也遠遠落后于華為,目前全球設備廠(chǎng)商華為排名第一,思科排名第四。
從5G專(zhuān)利權看,歐洲電信標準協(xié)會(huì )公告的5G Polar專(zhuān)利數,華為占據49.5%,排名第二的愛(ài)立信僅占25.2%。遠遠落后于華為。
5G技術(shù)處于正在形成的未來(lái)技術(shù)和工業(yè)世界的中心。本質(zhì)上,通信網(wǎng)絡(luò )不再僅僅用于通信。它們正在演變成下一代互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),以及依賴(lài)于這一基礎設施的下一代工業(yè)系統的中樞神經(jīng)系統。
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