华为芯片断供, 或许将是整个中国芯片产业涅槃的开端

2020-09-16 06:00:02黑帽廉颇

9月15日,美国对华为的新禁令生效。之后,台积电,高通,三星,SKHynix和美光等主要组件制造商将不再向华为提供芯片。这意味着华为可能不再能够购买使用美国技术生产的芯片和内存。

面对困境,华为即将在移动生态系统中走上艰难的探索之路 。被“切断”后,华为会发生什么 ?

美国对华为的制裁严重破坏了全球芯片产业链

2019年5月16日,美国商务部出于国家安全的考虑,将华为及其70个分支机构列入“实体名单”,并禁止美国公司向华为出售相关技术和产品。禁令发布后,世界就陷入了轩然大波。

一年后的2020年5月15日 ,美国商务部发布公告,严格限制华为使用美国的技术和软件在美国境外设计和制造半导体。

仅仅三个月后 ,即8月17日,美国政府再次颁布了新的禁令,对华为的镇压继续升级 。该禁令的核心是禁止使用任何美国软件或美国制造的设备为华为生产产品,并需要获得许可。

新的禁令切断了华为寻求与非美国供应商合作的道路,并进一步阻止了华为获得芯片的可能性 。如果您不自己设计,就不会购买别人生产的产品 ,这直接迫使华为陷入“无核心可用”的困境 。

“利用技术垄断优势实施可能使华为处死的禁运措施,这已超出贸易争端的范围,并且是破坏游戏规则的行为。”日本国立政策研究研究生院经济学教授邢玉清说。

美国对华为的禁令和升级也挑战了国际供应链和产业链的底线。批评人士称 ,当前的美国制裁不仅是对华为的“死刑”,还将严重破坏全球芯片市场及相关产业 。

芯片设计公司通常使用在美国开发的电子设计自动化工具,在先进的半导体制造工厂中 ,更常见的是使用结合了美国技术的芯片制造设备。美国宣布的禁令主要针对华为 ,但其影响远远超出了华为本身 。

8月,美国半导体工业协会(SIA)和国际半导体工业协会(SEMI)先后发表了反对该禁令的声明,希望该禁令能够被推迟 ,并强调该禁令将损害该行业的利益。

“我们仍在评估规则,但是对商业芯片销售的广泛限制将严重损害美国半导体产业 。”8月18日,美国半导体工业协会(SIA)主席兼首席执行官JohnNeuffer说。

国际半导体工业协会在一份声明中表示,美国的这一举动最终将损害美国半导体产业 ,并在半导体供应链中造成巨大的不确定性和破坏,从而最终损害美国的国家安全利益  。

实际上,早在美国于5月份发布了华为禁令时,国际半导体工业协会就曾表示该禁令将抑制公司购买美国制造的设备和软件的意愿,同时导致与华为无关的公司损失了将近1700万美元。和长期的从观点来看,“除了侵蚀美国产品的现有客户群之外,它还加剧了公司对美国技术供应的不信任 ,并敦促其他公司努力取代美国技术。”

据报道,分析机构GartnerCorporation的分析显示 ,2019年,华为的全球半导体采购支出达到208亿美元 ,居世界第三,这意味着在禁令之下 ,半导体行业的总收入可能达到减少了200亿美元。关于。

据美国媒体报道,美国芯片公司高通(Qualcomm)正试图游说特朗普,以解除向华为出售芯片的限制 ,否则它将给高通(Qualcomm)的海外竞争对手放弃价值高达80亿美元的市场。

韩国半导体工业协会常务副理事长黄哲洲说,由于韩国目前的半导体工业体系是“大公司驱动中小型供应商”的发展模式,在两家巨头切断供应后华为 ,如果找不到比华为更好的华为,有了稳定的合作伙伴 ,整个韩国芯片产业将遭受“生死考验”。

据公开报道 ,三星,SK海力士,台积电 ,联发科等厂商已经向美国商务部提交了申请,希望继续向华为提供产品。但是,一些法律专家指出 ,除非有特殊情况,否则获得许可“可能相当困难”。

为什么芯片如此重要  ,为什么我们不能制造高端芯片

“由于没有中国芯片制造业的支持,我们面临着没有可用芯片的问题。”在2020年华为开发者大会上,华为消费者业务首席执行官于承东坦率地说:“现在唯一的问题是生产 。华为无法生产 。中国企业处于全球化的过程中,只有完成设计 ,这也是一个教训。。”

正是因为没有独立的芯片制造商 ,华为显得如此被动。为什么芯片如此重要,为什么我们不能制造高端芯片?

芯片(也称为微电路,微芯片 ,集成电路)是指包含集成电路的硅芯片。作为智能家电的核心组件 ,该芯片一直扮演着“大脑”的角色 。从计算机和手机 ,到汽车和无人机,再到人工智能和脑机接口,芯片无处不在。

芯片尺寸虽小,但制造极其复杂 。以手机的核心处理器为例。在显微镜下,数百亿个晶体管被集成在像指甲一样大小的芯片上 ,就像一个微型世界。半导体制造商CerebrasSystems生产的最大的AI芯片WSE基于台积电的16纳米工艺 ,集成了1.2万亿个晶体管和40万个AI核。16纳米工艺意味着芯片中最小的导线可以小至16纳米。如果减少制造过程 ,则可以将更多的晶体管封装到更小的芯片中,并且可以更加明显地提高芯片的性能。

可以说,芯片在信息技术时代很重要,类似于工业时代的煤炭和石油。

芯片行业包括一个庞大而复杂的产业链,可以分为四个主要环节 :设计,制造  ,封装和测试 。在包装和测试方面 ,中国已经是世界领先者。

依靠巨大的下游市场 ,中国近年来在芯片设计领域也发展迅速 。但是 ,三家美国公司Synopsys,Cadence和Mentor高度垄断了设计电子芯片所需的软件EDA。据统计,这三家公司共同垄断了中国芯片设计市场的95%以上 ,而中国最大的EDA制造商仅占该市场的1%。

中国最严重的“瓶颈”在于芯片制造。芯片结构非常精确,并且对制造设备的复杂性也有很高的要求。在全球光刻机市场上 ,荷兰ASML公司无疑占据了主导地位。ASML生产的EUV光刻机极难制造,需要多个国家和地区的顶级公司的合作 ,几乎代表了工业制造各个领域的最高成就。EUV光学透镜和反射镜系统非常难以制造 ,其精度以皮克(万亿分之一米)为单位进行测量 。ASML总裁曾介绍过,如果反射器的面积等于德国的大小,则最高突起不能超过1厘米 。

但是,ASML只是技术链中的一个环节。EUV光刻机的镜头几乎由德国的蔡司垄断  。激光技术掌握在美国的Cymer手中 。ASML的核心技术仅占光刻机的不到10%。正是由于全球分工和各国合作,才可以实现光刻机和整个半导体产业。

新中国很早就意识到了半导体产业的巨大潜力 ,并投入资源建立了基础半导体产业。以光刻机为例。1978年,中国开发了一种采用5微米工艺的半自动光刻机 。此后,电子工业部第45研究所,上海光学机械研究所,中国科学院光电研究所和上海微电子继续发布了多种版本的光刻机   。。与自身相比,中国的芯片产业并未停滞。2019年,集成电路产量为208.2亿,在过去40年中增长了数万倍。

然而 ,由于与芯片制造相关的基础科学研究能力不足,从微米级发展到纳米级后 ,中国无法跟上世界一流公司的发展,缺乏足够的市场竞争力 ,差距正在逐步扩大。

关于中国目前的芯片困境 ,中国工程院院士吴鹤泉表示 :“我国的芯片受他人控制,最大的原因是我们的工业基础 ,包括精密制造 ,精细化工的落后 ,和精密材料。”

中国芯片技术和产业的缺陷最终将需要中国人民坚定地创新

“不要停止,不要暂停,一起努力!”

在2020年华为开发者大会上,华为以这种开场白的方式透露了有意义的信息。

华为消费者商务软件部门总裁王成禄表示,芯片问题已经引起了公司的反思,没有选择是最好的选择 。相反,限制给每个人一个很好的机会 。危机与机遇并存 。

“一定有困难 ,但是我更愿意看到它的积极方面。正是由于这样的限制 ,我相信中国的所有行业都应该保持清醒 。我从事软件开发已经超过20年,并且拥有我们不能说中国的高科技产业并不繁荣  ,因为有那么多所谓的高科技公司进入了世界500强 。突然,这种“花开多叶”非常危险 ,可以立即被推翻。为什么?因为我们没有“根”。因此,从这个角度来看,芯片制裁给了中国工业一个很大的重建机会。没有选择是最正确的选择 。王成禄说 。

9月1日 ,华为新生命社区发布了华为轮值董事长郭平与新员工之间的会议记录  ,题为“不要在危机中浪费机会”。在芯片方面,郭平表示 ,前端还具有芯片制造工艺,制造设备和原材料,这是美国限制华为使用的地方 。“对于我们来说,我们将继续保持对海思的投资 ,同时,我们将帮助我们的前端合作伙伴改善和建立自己的能力。我相信 ,几年后我们将拥有更强大的海思 。”

如果能够生存  ,芯片命运是一个“机会”,如果失败,它将是一个“危险”。此前,有知情人士说,为应对美国对华为的技术压制和封锁,华为悄悄启动了一个名为“南泥湾”的项目。该项目旨在避免在制造最终产品的过程中应用美国技术,以加速供应链的“非美国化”。知情人士还透露,华为“Naniwan”项目的名称的深层含义是  :“希望在困难时期实现生产自给自足”。

目前,华为在“非美国化”方面取得了一定进展。据报道,去年美国宣布制裁后,华为首款旗舰手机的国内生产率不到30%,而今年发布的P40旗舰机的国内生产率则超过86%。在制裁期间,华为完成了从发布宏梦OS和HMS到迭代过渡到宏梦OS2.0的转变,HMS已成长为全球第三大移动应用生态系统。

“停产”后,华为的低端机型可以用其他芯片替代麒麟芯片。例如,中芯国际已于今年5月向华为提供了低端手机芯片麒麟710A,并将其应用于HonorPlay4T手机 。但是,值得注意的是,中芯国际也可能受到美国禁令的影响 。一些外国媒体报道说,美国政府正在考虑将中芯国际列入贸易黑名单,这已经打击了中芯国际的生产。

据《日经新闻》报道,中芯国际正在测试非美国设备的产能。预计到今年年底,它将完全不使用美国设备就试生产40纳米芯片,并计划在3年内生产更先进的28纳米芯片 。。

“一次,我们希望能够以更多的方式节省劳动力,解决问题 。所谓'买比买差,租比买差'。实践证明,核心技术不能中国芯片技术和产业的“缺点”最终,中国人需要务实和创新来解决 。”中国工程院院士  ,中国科学院计算技术研究所研究员倪光南说,从这个意义上讲 ,华为事件是全体人民的“警告剂”,它具有积极的一面。

倪光南认为,中国目前的缺陷主要是芯片,操作系统,工业软件和大型基础软件 。如果我们可以整合国内资源 ,充分利用人才和市场优势 ,克服这些缺点将很快。

但是,倪光南还指出 :“集成电路产业的发展需要长期的思想准备和投资。我们不能期望在短短几年内能获得回报 。集成电路产业的真正发展可能还需要再一次  。10至20年 。我们必须有决心和决心 ,填补这个行业的缺点,并坚持下去。”

这场“战争”可能是中国芯片产业必杀技的开端

9月11日下午,习近平总书记在北京主持了一次科学家座谈会,指出了一些实际问题:在农业上,许多种子严重依赖国外 ,农业面源污染和耕地重金属污染。在某些地区很严重;在行业中 ,存在一些关键问题 。核心技术是由人控制的 ,某些关键部件,零件和原材料都依赖进口……这些都停留在技术创新领域  ,或者受人限制 ,或者受我们自身技术缺陷的限制。

上海科学研究所所长史谦认为 ,习近平总书记对许多“卡住脖子”的根本原因的判断是非常深刻的 。改革开放以来,我国的产业链已积极融入全球产业链,取得了巨大的经济成就。但是,创新链的布局相对滞后,原始创新不足。

“我们不必为此否认过去 ,因为这取决于我国经济和社会发展的历史阶段。”石谦解释说 ,过去很长一段时间 ,我国一直处于全球产业链的中下游 。因此  ,在创新链上游的投资较少。如今,我国的一些前沿领域已经开始进入并行运行和领导阶段 。为了主动参与国际竞争与合作 ,我们必须把原始的创新能力放在更加突出的位置 。

在美国连续对华为实施制裁的背景下 ,加快发展自己的核心技术的重要性日益凸显。8月4日,国务院发布了《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》,强调集成电路产业和软件产业是信息产业的核心。是引领新一轮技术革命和产业转型的关键力量 。。据报道,在真正实现我国半导体产业独立之前 ,政府将把第三代半导体产业的发展放在首位。

根据央视财经8月19日国务院发布的有关数据,到2025年中国芯片自给率将达到70%,而我国2019年芯片自给率仅为30%左右 。

除了国家政策和资金支持外 ,中国公司还开始增加对半导体研发的投资 。5月15日,中芯国际宣布,其14nm及以下容量平台中芯国际将获得注资,其注册资本将从35亿美元增至65亿美元;阿里巴巴已经收购了两家芯片公司 ,并投资了五家芯片公司进入芯片领域...在各界的共同努力下,中国集成电路产业发展迅速。

复旦大学中国研究院院长张为伟教授表示,中美芯片生产确实存在一定差距,但并非在所有领域都存在。他指出 ,在国防和安全领域,有多少几乎所有的国产芯片,如北斗三号卫星导航系统 ,太湖之光超级计算机 ,J-20高性能飞机,Chang娥四号芯片和系统等 。手机芯片 。”张为伟说。

而现在 ,得益于中国广阔的市场和应用领域,中国的商业芯片产业正展现出强劲的发展势头和潜力 。最重要的是  ,在外部环境和内部技术进步的共同作用下  ,国产芯片加速了试错 ,改造和改进,从“不可用”变为“基本可用”,然后由“易于使用”转变为用”。

过去,只有航空 ,超级计算机 ,高铁,卫星导航系统等使用“中文核心”;现在,手机,笔记本电脑 ,智能穿戴设备等也部分使用了家用芯片 。

实践证明,不能购买或购买关键的核心技术。只有掌握关键的核心技术,才能从根本上保证国家经济安全,国防安全和其他安全。

眼下,中国芯片业正在一场没有火药的战争 。这场战斗的结果将在十年甚至更长的时间内进行评估  。

我们不应怀疑华为克服困难的决心,也不应低估中国科学家的能力和韧性 。对于华为来说 ,这无疑是一个痛苦而艰难的时期 ,但这可能是华为和整个中国芯片产业的必杀技的开始。(本报记者李云枢)

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