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華為再遭芯片“掣肘”,國產替代陣痛是必由之路

作者:陳玲麗時間:2020-05-20來源:電子產品世界收藏

在5月15日,美國對的技術限制進一步升級,根據新規要求,購買采用美國軟件和技術生產的半導體,包括那些處于美國以外,但被列為美國商務管制清單中的生產設備,要為和海思生產代工前,都需要獲得美國政府的許可證。

本文引用地址:http://www.ofia.com.cn/article/202005/413304.htm

而美國在半導體方面處于全球領先水平,不少芯片廠商或多或少的使用美國設備或者軟件技術,這樣一來像臺積電、三星等廠商要想向華為提供芯片,必須通過美國的許可。?

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造成直接不利的經濟影響,這些制造廠已根據2020年5月15日啟動基于華為設計規格的產品的任何生產步驟,只要這些外國生產的產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)。

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對于美國進一步升級對華為的技術限制,在5月18日的華為全球分析師大會上,華為輪值董事長郭平等高管接受媒體采訪。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,美國認為,技術領先是美國技術霸權的基礎,任何其它國家和公司的技術領先,可能都會損害美國的霸權。“很不幸華為在ICT領域有了領先。”

此外,值得關注的是,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,將生產5nm芯片,這被認為是美國未來進一步限制華為芯片生產的措施之一。不過臺積電對此進行了否認,臺積電表示“相關報道“純屬市場傳言”。

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品、或是采購華為產品的美國公司。但現在美國卻對華為供應鏈下手了,美國對華為的技術限制進一步升級,這意味著美國制裁華為升級,更是精準打擊華為半導體的生產能力。美國商務部公告稱,由華為及其在實體清單(例如,海思半導體)上的關聯公司生產的半導體設計之類的商品,是某些美國商務控制清單(CCL)軟件和技術的直接產品。

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”,美國是想要通過控制芯片生產從而控制住華為消費者業務的命脈。眾所周知,芯片作為智能手機的核心零部件,一旦遭遇“斷供”將對華為手機業務打擊非常大。

海思之所以受到關注,外界認為或與其在實體清單下取得的亮眼成績有關:華為海思的發展可以說非常迅速,從2016年的260億的營收一路增長到2019年的842億,三年時間翻了三倍多,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年的營收分別為243億美元和226億美元,可以看出海思已經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發布的月度半導體產業報告顯示,華為海思在中國智能手機處理器市場的份額達到43.9%,首次超越高通(32.8%)。雖然海思這兩年高端芯片沒有特別亮眼的突破,但是中端芯片非常猛,而且造價便宜質量好,美國如果放任海思的話,華為的海思再過幾年發展后可能真的會非常牛。(如果美國不卡海思,只要華為放開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口能減少30%以上)

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根據最初的限制,美國設想華為將無法從海外進口美國技術含量高于25%的產品,但沒想到的是,最關鍵的臺積電代工部分,居然成功合法合規地避開了這25%的限制。因此,之后才會不停傳出要把25%降低至10%的說法。業界也曾推測,即使把美國技術含量降到10%,很有可能臺積電的部分制程技術仍是可以“低空飛過”,甚至臺積電最新的7nm、5nm制程都可能躲過美國這個規定。

或因如此,美國用新禁令來封鎖華為,直接要求所有為華為代工的半導體廠都需要經過美國政府的批準。卡住的不單單是臺積電,是卡住了全世界所有半導體廠,使其不幫華為生產代工。

不過華為還有窗口期,將華為的臨時許可再延長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,產品涵蓋5nm及7nm制程。

雖然短時間問題不大,但是長遠來看華為將面對的是芯片代工的未知數。未來華為還是必須尋求中國芯片廠商合作,而中芯國際是被廣泛認為能夠實現海思半導體芯片制造需求的企業,它將是華為尋找芯片制造“備胎”的關鍵,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間,不過相信以中芯目前的制程進步的較高速度應該不會長時間拖慢華為產品的迭代速度。去年曾有消息稱,中芯10nm/7nm制程已有實質進展,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進入市場。這也意味著如果禁令實施,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。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,進而導致華為在海外市場份額大幅下降。而這一輪的封殺是直接是沖著更為關鍵的芯片設計制造而來的。

這次新的禁令有一個重大的變化,就是芯片的設計工具EDA也在禁令范圍之內。這一點確實和之前有很大的不同,2019年的實體經營清單禁令里面沒有限制華為使用美國的EDA芯片設計軟件,只是美國廠家可能不會繼續提供升級服務。

現在如果華為使用美國的EDA芯片設計軟件設計芯片,也會受到美國經營的管制,要得到美國政府的許可,所以華為海思芯片的設計環節就會受到巨大的影響。就EDA設計這一塊來說,主要由Synopsys、Cadence、Mentor這三家美國公司壟斷,短期來看沒有其他廠家可以替代它們。

除此之外,這次美國新的禁令對華為芯片制造這塊來說是最棘手也是最致命的,華為設計出芯片以后沒有工廠可以幫它代工制造了。由于臺積電代工制造的設備和技術一部分出自美國,因此會受到美國禁令的約束,這一點不光是針對臺積電,像其他的代工廠也受到相同約束。目前芯片這個代工制造環節主要是被臺灣的臺積電和韓國的三星所壟斷。

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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商分別是中芯國際和華虹半導體。這兩家企業都在上海,市場份額都很小,但最關鍵的問題不是市場份額,而在于現在芯片的制程上 —— 排在第一名的臺積電領先中芯國際至少兩個制程,臺積電目前已經實現7nm的制程正在將向5nm制程大規模量產前進。

如果未來臺積電真的停止了華為的訂單,那對華為來說影響確實是非常大的。因為目前華為的7nm訂單以及未來即將生產的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不具備7nm以上的代工工藝,其中國內最先進的芯片代工企業中芯國際能夠代工的芯片工藝只有14nm。

如果未來華為的7nm芯片和5nm芯片被限制了,手機銷量下滑了,那對華為的總體營收確實會帶來較大的影響。因為,華為手機銷量占華為總體營收的比例是比較大的,比如2019年華為總體營收8588億元,同比增長11%,凈利潤627億元,這里面消費者業務實現4673億元的營收,而消費者業務當中有很大一部分都是手機貢獻的,華為手機對總體營收的貢獻至少達到40%以上。在這種背景之下,如果蘋果、三星甚至國內的小米OPPO 、vivo等其他手機廠家未來可能推出5nm芯片的手機,那么華為就會處于比較被動的局面。

雖然中國的半導體產業在設計、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,我國已經成為全球第二大半導體設備市場,僅次于韓國,下游市場對半導體設備需求也極度旺盛,但是國產設備的自給率程度卻不高。2018年我國半導體設備進口金額為112.3億美元,國產設備產值15.9億美元,自給率僅為12%。

目前全球集成電路專用設備生產企業主要集中于歐美、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起步較早,占據了全球集成電路裝備市場的主要份額。

業內人士曾對國產化有過這樣的總結,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,走到最后才發現設備和材料底層的材料、物理、化學、數學的原創理論基礎都是中國半導體產業要補的“課”。

華為創始人任正非曾表示,要重視基礎科學的教育,只有長期重視基礎研究,才有國家和工業的強大。沒有基礎研究,產業就會被架空。換言之,數理化理工科的基礎科學,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、才有華為等企業的上層創新。

事實上,任正非一直對美國零部件的采購持開放態度。他在多個公開場合接受采訪時表示,華為手機、5G基站是可以不用美國元器件就能制造出來,但是如果華為不買的話,這些美國公司該怎么辦。當被問及“華為未來會將手機中的美國零部件都替換掉嗎”,任正非直言,“不會,美國永遠都是我們的好朋友。”

從全球產業來看,現代科技產品需要高度專業化,也就是說成熟的制造商已經形成了一個高效率和高產的產品制造和交付系統,以相對較低的成本為客戶提供了大量的產品,這就使得制造業供應鏈往往很難集中于某一個國家,也很難輕易搬遷。

美國對其他半導體企業的重拳出擊與對“美國制造”回流的執念,影響的不僅僅是單一地區的產業鏈。對于半導體上的制造廠商來說,三十年前在哪里設廠考量因素也許只有一個“成本”,但現在“風險”與“供應鏈韌性”也成為了新的選項。

跨過時艱 向未來

5月16日上午,華為心聲社區微信公眾號發文稱:“回頭看,崎嶇坎坷;向前看,永不言棄”,同時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:“沒有傷痕累累,哪來皮糙肉厚,英雄自古多磨難”,疑似回應美國的打擊。

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2019年以來,BIS將華為及其114個與海外相關的分支機構加入實體名單以來,希望出口美國商品的公司必須獲得許可證。在此背景下,華為從去年開始便在加速“去美國化”。在美國一系列的制裁舉措下,華為開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,正加緊研發獨立自主的“鴻蒙”操作系統。

據日本專業調查公司Fomalhaut Techno Solutions的調查結果顯示,在華為Mate30 5G版中,中國產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個百分點。與此同時,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實現之后。一是臭名昭著的“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,參觀都不行,甚至在美學術會議大量卡簽證;任何航天產業鏈產品不得出口中國,任何有美國航天器件的航天器不得由中國火箭發射等等。尤其是最后一部分,美國是個航天大國,世界有哪個國家航天產品會不使用美國零部件呢?

曾經在國際商業發射市場很火的長征火箭逐漸失去份額,雖然達到世界先進水平,性價比還極高,結果沒人購買,無法實現創匯賺錢。不過也有一定好處,那就是必須自力更生:現在的新一批航天產品,已經沒有“國產化率”這一說了,因為都是100%,重點在于又實現了多少技術突破。例如長征五號火箭:“長征五號全面突破了以12項重大關鍵技術為代表的247項關鍵技術,新技術比例幾乎達到100%”。

無論是華為還是中國航天,在實現國產替代的過程中,陣痛當然是有的,但是最終,春天總會來,花也自然會開。等迎來破局的時刻,那就大放異彩了。

中國已經搶灘登陸,現在5G領域處于領先地位。5G是一項基礎設施業務。它依賴于無線接入網、無線局域網和各種設備。華為現在是全球5G技術和產品的領先供應商。美國只有高通擁有手機芯片,而沒有設備供應商。中國的主要競爭對手是芬蘭的諾基亞公司,市場份額17%,以及瑞典公司愛立信公司,占14%。

據估計,到2025年,以5G為動力的工業互聯網可能創造23萬億美元的新經濟機會。如果中國在5G領域獨占鰲頭,將能夠主導一系列依賴5G平臺并與之交織的新興技術帶來的機遇。

當前,華為無疑引領了5G技術的制高點,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。可以說,華為擁有研發制造5G全系列產品的能力。

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,高通公司根本沒有這塊業務。蘋果公司目前也無法研發自己的5G手機基帶芯片,支持5G的iphone遲遲無法退出。而Intel公司也確認放棄了5G基帶芯片的研發。作為通信設備廠商,美國也就思科還可以,但是也遠遠落后于華為,目前全球設備廠商華為排名第一,思科排名第四。

從5G專利權看,歐洲電信標準協會公告的5G Polar專利數,華為占據49.5%,排名第二的愛立信僅占25.2%。遠遠落后于華為。

5G技術處于正在形成的未來技術和工業世界的中心。本質上,通信網絡不再僅僅用于通信。它們正在演變成下一代互聯網、工業互聯網,以及依賴于這一基礎設施的下一代工業系統的中樞神經系統。




關鍵詞: 華為

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