华为芯片断供正式来袭 中国“芯片突围”的准备和难题

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台积电停止为华为代工生产麒麟芯片,高通、三星及SK海力士、美光等都将不再供应芯片给华为——从5月15日到9月15日,缓冲120天后,中国通讯企业华为终究还是迎来了企业发展历程中的又一个至暗时刻——美国政府对华为芯片管制升级令正式生效。

根据国美禁令,2020年9月15日及以后,包括台积电、高通、三星及SK海力士、美光等将不再供应芯片给华为。(Reuters)

摆在眼前的困局

此前一直有声音认为,面对芯片断供,华为是有“备胎”计划的。因为2004年,华为就通过成立华为海思,开始着手进行研发手机芯片,十几年间华为为此投入了上百亿的资金。虽然如此,海思擅长的却只是芯片设计,并不具备生产芯片的能力。以至于今天能够和三星、高通、苹果等顶级国际企业相媲美的麒麟芯片,必须寻求代工厂才能制造出来。

正如众多媒体已经报道的那样,芯片行业大致可以分为设计、制造、封装、测试四大环节。中国在封装、测试领域很强,华为海思在芯片设计方面也有一定的竞争力,但在其他几个环节尤其制造环节存在明显短板。

原本在全球化之下,产业链分工可以各有所长分工合作,所以此前中国在芯片行业存在“造不如买”的心理,但是在美国逆全球化以及和中国在贸易和高科技领域展开对抗和打压姿态之后,不仅是华为,令整个中国尴尬的高技术制造短板便显露出来。

华为消费者业务CEO余承东日前表示,过去十几年华为在芯片领域的探索从严重落后,到比较落后,到领先,到被封杀。“我们投入巨大研发,但很遗憾在半导体制造领域,华为没有参与。我们只做芯片设计,没有芯片制造,我们很多很强大的芯片都没有办法制造了,我们说要解决这些问题,需要技术创新,技术、技术、技术。”

芯片的制造工艺非常复杂,一条生产线大约涉及50多个行业、2,000道至5,000道工序,其中最广为人知的重要工具就是光刻机。国际市场最为先进的光刻机大多由荷兰ASML公司生产,中芯国际2020年初曾从ASML引进一台DUV光刻机,但最为先进的、可以生产7纳米和5纳米芯片的EUV光刻机一直未能成功购入。因此,目前在中国芯片制造领域领先的中芯国际,也仅能量产14纳米制程的芯片(华为荣耀的Play4T手机部分搭载的就是该公司代工的麒麟710A芯片),其使用的还是西方技术。台积电和三星的技术均已经可以量产7纳米乃至5纳米制程的芯片。

目前,华为智能手机最新的芯片为麒麟9000,制程工艺为台积电5nm工艺;华为上一代芯片麒麟990,用的是台积电7nm工艺;华为中低端手机中使用的麒麟820处理器,也是台积电7nm工艺。唯一的例外是千元入门级荣耀 play4t,华为为了加强国产替代,使用了中芯国际的14nm制程工艺。

2019年2月24日拍摄的杭州华为旗舰店中,华为 Mate 20 X手机屏幕其显示采用的麒麟980人工智能芯片。(视觉中国)

失去境外代加工且又无法短期内实现自己制造,华为麒麟芯片的供应无法保障,已经注定其智能手机业务将大受影响!华为消费者业务CEO余承东在8月7日开幕的中国信息化百人会2020年峰会(简称百人会峰会)表示,“由于美国制裁,芯片没办法生产,目前都处于缺货阶段。这可能是麒麟高端芯片的绝版,最后一代”。

最新公开报道显示,华为最新的麒麟9000备货量在1,000万片左右,所以有大概1,000万台手机能够用得上麒麟9000,大概能够维持半年左右。有中国媒体9月5日援引华为生态伙伴表示,华为目前没有备胎计划,后续华为可能从高端手机“降维”至汽车、OLED 屏驱动等。同时还将用软件、手机周边产品补洞。据称,目前的代理商均反馈华为手机拿货很难,除非同步搭配手表、手环、眼镜、平板、音响、耳机等产品,外围拿货价格又高出几百至几千不等。

突围的准备和难题

华为的这场危机,让中国半导体产业的国产替代成为了举国瞩目的焦点。2020年9月初,第三代半导体概念在中国科技领域被频频提起,并受到市场资金的追捧。有媒体报道称,中国计划把大力支持发展第三代半导体产业,写入正在制定中的“十四五”规划,即计划在2021年至2025年期间,在教育、科研、开发、融资、应用等等各个方面,大力支持发展第三代半导体产业,以期实现产业独立自主。

半导体第三代是指半导体材料的变化,从第一代、第二代过渡到第三代。第一代半导体材料是以硅(Si)和锗(Ge)为代表,目前大部分半导体是基于硅基的。第二代半导体材料是以砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)为代表,是4G时代的大部分通信设备的材料。第三代半导体材料以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、金刚石为四大代表,是5G时代的主要材料。第三代半导体的性能优势体现在:耐高压、耐高温、大功率、抗辐射、导电性能强、工作速度快、工作损耗低。

芯片等核心高科技产业“必须要有主动权,不能再受制于人”。已经成为中国朝野共识。2020年8月4日中国国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,被认为是中国政府对芯片产业进一步加大支持力度。

新政策重点解决核心技术受制于人的问题,例如对先进工艺的支持。新政策提出,对28纳米以下的制程工艺,10年免征企业所得税。该项政策针对的是集成电路制造环节企业,也是中国产业链的短板。值得注意的是,在核心技术研发方面,新文件提出“不断探索构建社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制”。该提法首先出自于2019年10月的中共十九届四中全会。

更为重要的是,中国国内芯片产业在政策和资本的支持下,正在高速发展。为支持国产半导体产业发展而专门成立的国家集成电路产业投资基金股份(下称“大基金一期”),加上大基金二期,可以撬动的社会资本总规模预计超过1万亿元人民币(1元人民币约合0.14美元),为中国半导体的发展提供了足够的资金支持。

除政府的资金和政策支持之外,资本市场对于国产芯片支持也已经远远超出想象。2020年中芯国际、寒武纪等芯片企业A股上市都筹集到大量资金,截至7月5日,中国半导体企业2020年的融资额约1,440亿元人民币, 仅半年时间就达到2019年全年的2.2倍。

除了重金押注芯片行业外,中国企业还瞄准了台湾相对发达的芯片行业。台湾《商业周刊》曾报道,截至2019年12月,台湾岛内已有3,000多名芯片工程师跳槽到中国大陆发展。中芯国际、紫光等中国公司,还从台积电等行业巨头挖来蒋尚义、梁孟松、高启全等专家出任高管。

不过中国在芯片产业链的多个环节面临缺失或大幅落后,赶超并非易事。华为芯片断供对于中国而言是全民的“警醒剂”,提醒中国认知自己芯片行业的短板和奋起直追的必要性。要成功跨越这个障碍实现技术突破,有观点说中国芯片行业要有“板凳要坐十年冷”的思想准备,也有分析认为中国五年就可以成功赶超。五年也好十年也罢,只有理性地意识到这种差距,才能形成一股力量,激励华为和中国芯片行业踏上新的征程。

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