鐵血芯片戰(zhàn)役,中國硬仗不斷

文/黃書陽

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華為中國曾在微博上說:除了勝利,我們已無路可走。

6月2日,有消息稱華為正在尋求聯(lián)發(fā)科和紫光展銳的幫助,通過購買更多芯片作為替代方案,以抵御美國出口管制的打擊。

圖源華為中國微博

事情源于2019年5月15日,美國第一道對華為的禁令,實(shí)施技術(shù)封鎖。彼時(shí),由于規(guī)則的漏洞,橫跨兩國間的科技公司想方設(shè)法繼續(xù)為華為在內(nèi)的中國企業(yè)供貨。

2020年5月16日,美國政府宣布第二道加強(qiáng)禁令。任何企業(yè)只要在120天后繼續(xù)為華為供貨,或?qū)⒃獾饺娣鈿ⅰ?/p>

一道道禁令是美國對于中國企業(yè)的技術(shù)封殺,其中受挫最嚴(yán)重的是國內(nèi)芯片企業(yè)。按照新規(guī),不論是是代工芯片,還是自制芯片,只要設(shè)備、技術(shù)觸及了美國專利,就不允許供給于禁運(yùn)名單上的企業(yè)。

芯片是關(guān)乎國家科技的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè),是一場國家間的技術(shù)博弈戰(zhàn)。但在這個(gè)戰(zhàn)場上,芯片本身涉及廣,包含芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、芯片封裝,年紀(jì)尚輕的國內(nèi)芯片行業(yè)還有一場接著一場的硬仗要打。

芯片戰(zhàn)場的軍隊(duì)

中國近20年來涌現(xiàn)的芯片設(shè)計(jì)行業(yè)玩家,把盤子不斷做大,2018年國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)業(yè)的收入規(guī)模擴(kuò)展到2515億元。

看起來,國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)市場很熱鬧。

華為海思領(lǐng)頭出擊屢次登上全球芯片設(shè)計(jì)企業(yè)前十;紫光集團(tuán)在2019年也登上了世界芯片設(shè)計(jì)前十位,阿里巴巴平頭哥在2019年推出含光800,多項(xiàng)參數(shù)晉升世界第一。

芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域,華為海思等國內(nèi)企業(yè)跟上了世界尖端技術(shù),呈現(xiàn)以海思領(lǐng)隊(duì),多頭并進(jìn)的趨勢。

曾經(jīng)在華為發(fā)布會上,華為首席戰(zhàn)略官邵洋提出大、小海思的概念。大海思主管手機(jī)芯片、基帶芯片的研發(fā),小海思則是機(jī)頂盒、安防等芯片研制。

確實(shí)華為海思的成績斐然。小海思的安防芯片技術(shù)短短十幾年間,成為全球兩大安防巨頭??岛痛笕A的芯片供應(yīng)商,占據(jù)70%的全球市場份額。

大海思在SOC芯片設(shè)計(jì)上一邊高速迭代,一邊落地市場。2018年,8 月 31 日。華為海思推出的7nm制程的麒麟980 ,運(yùn)用在榮耀Magic2、榮耀20、華為nova 5 Pro。

2019年6月,7nm+ EUV的全集成5G芯片華為麒麟990安裝在華為Mate30系列,全面推向市場。

2020年,華為最新設(shè)計(jì)的麒麟1000系列制程已經(jīng)達(dá)到5nm,站在了芯片設(shè)計(jì)業(yè)的制高點(diǎn)。

甚至華為壟斷全球70%的5G基站建設(shè)訂單(包含5G基站芯片),大多數(shù)國家將華為列入5G通信基站的合作方。

但事實(shí)上,面對禁令,華為巨大的壓力來自于另一個(gè)現(xiàn)實(shí)情況:哪怕海思等國內(nèi)企業(yè)設(shè)計(jì)出了足夠高端的芯片,哪怕源源不斷的5G基站訂單流入華為,殘酷的是沒有工廠能過生產(chǎn)華為所需的芯片。

做得到的企業(yè)不敢,敢做的企業(yè)做不到。

過往,臺積電承擔(dān)華為幾乎全部的芯片代加工。但企業(yè)是以盈利為目的而設(shè)立的經(jīng)濟(jì)組織,其經(jīng)營的根本目的和終極目標(biāo),是為了獲取利潤。

美國阻攔下,臺積電雖是國內(nèi)臺灣同胞企業(yè),對其而言,華為的芯片業(yè)務(wù)約占銷售總額的15%,臺積電則每年輸送超過60%總營銷額的芯片通往美國,割舍抉擇下選誰臺積電暫時(shí)模棱兩可。但華為需要做好臺積電割裂這部分業(yè)務(wù)的準(zhǔn)備。

臺積電大樓 圖源網(wǎng)絡(luò)

國內(nèi)大陸芯片的設(shè)計(jì)到制造,有著明顯的斷層。

中芯國際——國內(nèi)最頂尖的芯片制造技術(shù)公司,暫時(shí)連華為"備胎"的需求都尚未達(dá)到,目前只能制造二流的芯片,甚至整體產(chǎn)能也存在問題。

中芯國際目前僅能為華為進(jìn)行14nm制程的麒麟710A芯片代生產(chǎn),此類芯片的性能差、功耗高,只能運(yùn)用于一千元左右的低端機(jī)型。

放到世界水平的時(shí)間線上來看,中芯國際的落后程度更為明顯。

圖源網(wǎng)絡(luò)

科技領(lǐng)域是分秒必爭,追逐迭代速度。根據(jù)摩爾定律,約每隔18個(gè)月,信息技術(shù)就將迎來一次變革 ,最先跟上變革就能占據(jù)市場主導(dǎo)權(quán)。臺積電由于比三星更迅速量產(chǎn)穩(wěn)定的7nm芯片,使得其遠(yuǎn)超三星,成為世界芯片制作的龍頭,占據(jù)全球市場51%的份額。

中芯國際還擠身在二流隊(duì)伍之中。

產(chǎn)能則以去年為例,華為售出2.4億臺手機(jī),以及簽訂的5G基站訂單。即便中芯國際技術(shù)研發(fā)水平奇跡式突破,但經(jīng)過計(jì)算要滿足華為芯片的需求,中芯國際要提供總產(chǎn)能的80%用于生產(chǎn)華為芯片,但這并不現(xiàn)實(shí)。

戰(zhàn)事興起,一代技術(shù)就能改變格局。國內(nèi)芯片行業(yè)不僅需要一兩家巨頭站出來,需要的是更多具有前瞻的投入,需要的是更多芯片制造企業(yè),需要的是更多的產(chǎn)業(yè)鏈的衍生,共筑防線。

軟硬件的缺失

大戰(zhàn)當(dāng)前,更致命的問題是:美國占據(jù)大量芯片制造技術(shù)專利。

芯片產(chǎn)業(yè)最早源自美國,即便在全球化的今天,僅有20%的半導(dǎo)體公司的工廠在美國本土,但最早的底層技術(shù)和設(shè)備誕生于美國市場或關(guān)聯(lián)著美國專利技術(shù)。

值得注意的是,國內(nèi)長期以來使用的芯片設(shè)計(jì)軟件上Synopsys、Cadence、Methor,也涉及美國的技術(shù)專利,這三家公司壟斷國內(nèi)95%的EDA芯片設(shè)計(jì)軟件,甚至全球65%的市場份額都是被這三家公司占據(jù)。

華為負(fù)責(zé)人徐直軍也坦言:"大家都很清楚,這些公司都不能和我們(華為)合作了。"

缺失設(shè)計(jì)軟件并非是芯片設(shè)計(jì)的大問題,但在被美國掣肘的設(shè)計(jì)軟件,影響的是芯片出品的效率。國內(nèi)要應(yīng)對的是以美國芯片技術(shù)為地基,生長出來的芯片技術(shù)全面戰(zhàn)爭,需要的是邊打仗邊造"軍工廠"。

以芯片制造的關(guān)鍵設(shè)備——光刻機(jī)為例子,2018年,中芯國際曾花費(fèi)1.2億美金向荷蘭ASML公司預(yù)定一臺高端EUV極紫外光刻機(jī)。

但這臺機(jī)器的過海受到的阻礙并不止路程的遙遠(yuǎn),莫名的ASML公司的火災(zāi)事件,不知名的國家干擾。本應(yīng)于2019年交付的EUV光刻機(jī),還遙遙無期。

ASML光刻機(jī) 圖源網(wǎng)絡(luò)

據(jù)中芯國際內(nèi)部員工表示:作為國內(nèi)晶圓代工廠,中芯國際制造7nm芯片技術(shù)已經(jīng)相對成熟,只是缺乏頂尖的光刻機(jī)作為設(shè)備。

國內(nèi)的光刻機(jī)廠商,能找到最為成熟上海微電子公司,規(guī)模化制造的是90nm左右的工藝光刻機(jī)。精密制造領(lǐng)域,83nm的差距,12.85倍。這比站在地上看星空的距離還要大。

除光刻機(jī)供應(yīng)缺失以外,國內(nèi)芯片制造設(shè)備的AMAT、LAM、KLA,大多來源于美國設(shè)備技術(shù)的輸入。大致上,如果美國全面隔絕供應(yīng),國內(nèi)芯片制造將處于停緩狀態(tài)。

完善"軍備實(shí)力"成為了決定這場硬仗走向的關(guān)鍵。

硬仗不止一場

國內(nèi)芯片如今,制造有中芯國際;設(shè)計(jì)有華為海思、阿里平頭、紫光展銳;封裝有江蘇長電。

但國內(nèi)芯片,曾狠狠摔在造假的泥濘,久久未直起身子。

2003年2月26日,上海交通大學(xué)微電子學(xué)院院長陳進(jìn)教授,推出"漢芯一號",性能實(shí)測時(shí),確實(shí)達(dá)到了國際先進(jìn)水平,大量專業(yè)人士評定這是國內(nèi)芯片發(fā)展史上一個(gè)重要的里程碑。

誰知道,振奮人心的發(fā)明其實(shí)是一場沽名釣譽(yù)的騙局。甚至漢芯還能從一代、二代、發(fā)展到四代,但騙局總有被揭開的時(shí)候,花費(fèi)數(shù)億的漢芯被檢舉只是貼牌掛案,將摩托羅拉dsp56800系列芯片磨掉logo,刻上漢芯的logo。

騙局讓國內(nèi)芯片的熱錢被澆滅。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為這至少導(dǎo)致芯片行業(yè)倒退5年,除了部分企業(yè)還在耕耘,市場上芯片行業(yè)的聲響越來越弱。

直到2014年,在十幾個(gè)院士的聯(lián)名上書下,國家重新重視芯片行業(yè)。才煥發(fā)起行業(yè)的新一波生機(jī)。雖政策補(bǔ)貼直線上升,2018年中國半導(dǎo)體領(lǐng)域的支出才追平日本、歐洲的相關(guān)公司。

但缺失的年歲讓國內(nèi)芯片行業(yè)一直處在苦苦追逐的路上。

中芯國際在更多資金流入后,加大研發(fā)投入,2020一季度報(bào)告中,研發(fā)支出的規(guī)劃從11億美元增至43億美元。華為近十年投入研發(fā)費(fèi)用總計(jì)超過4800億元,2019年單年支出預(yù)算達(dá)1200億元。

中芯國際大樓 圖源網(wǎng)絡(luò)

資金的涌入帶來行業(yè)的高速發(fā)展,沒錢是萬萬不能,但有錢也不意味著全能。

高精密制造業(yè)除錢之外,更缺乏的是高技術(shù)類人才,人才緊缺絆住了芯片發(fā)展的腳步。

國內(nèi)本身培養(yǎng)微電子專業(yè)人才的水平就離業(yè)界先進(jìn)水平有段距離。最早2000年建設(shè)芯片的第一批工程師都是海外留學(xué)或就業(yè)歸來,或者來自臺積電、三星回國創(chuàng)業(yè)的企業(yè)家。

大多技術(shù)人才都要做十年以上的冷板凳,核心技術(shù)人才學(xué)歷要達(dá)到博士級別,能符合要求的合格工程師,對于龐大市場的需求還是太少。

這導(dǎo)致國內(nèi)芯片企業(yè)如今大多通過高薪向臺灣、日本、韓國等成熟地區(qū)挖掘芯片人才。但援引人才也只是竭澤而漁。

芯片這一環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)價(jià)值和戰(zhàn)略價(jià)值大于應(yīng)用層面價(jià)值,不同于互聯(lián)網(wǎng)公司的快周期,芯片行業(yè)更多是一個(gè)慢周期的培養(yǎng),從每一層級的技術(shù)突破,每一個(gè)工廠的落地建設(shè),每一個(gè)人才建設(shè)的培養(yǎng)周期都是需要一步一個(gè)腳印。

在芯片這個(gè)戰(zhàn)場上,科技無國界這句話并不適。回歸到實(shí)質(zhì),落后5-15年的國內(nèi)芯片業(yè),一場接一場的硬仗,中國不得不打。

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2020-06-05
鐵血芯片戰(zhàn)役,中國硬仗不斷
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