華為如何突圍?

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導語

華為在2020年5月之後會怎麼走?如本文討論,華為必須完全使用自研EDA設計出晶片,並且找到一家非使用美國半導體生產設備的代工廠生產晶片,也就是最為艱難和挑戰的完全自研實現完全的去美化之路。

原標題:《簡單聊聊美國對華為的5月禁令》部分在刪減


美國時間5月15日,美國商務部在官網上連續發布了兩條消息,嗯都是關於華為的。


一個是美國商務部宣布,將實體名單上的華為技術有限公司及其非美國分支機構的現有臨時通用許可證(TGL)授權期限延長90天。


任何未來關於通用許可證的條款和期限的公告將在此90天期限到期之前宣布。


該公告是基於對眾多公司,協會和個人就TGL的意見評估之後發布的,為期90天的延期為使用華為設備的用戶和以及電信運營商的用戶(尤其是美國農村地區的運營商)提供了機會,可繼續使用華為設備運行,並加速切換到其他供應商。


這條信息意義不大,因為這個許可證主要是針對華為對美國的華為設備用戶的出貨,而華為美國用戶的規模並不大,同時從不斷的延期來看,美國商務部一直在和美國各方面在不斷溝通,而最終完全停止許可證只是時間問題。

那麼另外一條就是整個產業界和新聞界都已經預感的,美國開始通過限制晶片代工廠來加大打擊華為的力度了。


新聞標題是美國商務部稱華為「破壞」實體清單,因此限制華為使用用美國技術設計和生產的產品,當然主要就是晶片了。



具體而言,此有針對性的規則更改將使以下外國生產的物品受出口管理條例(EAR)的約束:


(i)華為及其在實體清單上的關聯公司(例如,海思半導體)利用美國商務控制清單(Commerce control list CCL)上的軟體和技術產出的例如半導體設計這樣的商品,

(ii)根據華為或實體名單上的關聯公司(例如,海思半導體)的設計規範,在位於美國以外的地方利用CCL清單上的半導體製造設備生產的晶片組。


以上類別的外國產品,在再出口(再出口就是轉口貿易,例如從台灣出口到香港,再出口到中國大陸),從國外(美國以外)出口或轉移(在國內)到實體列表中的華為或其任何關聯公司時都需要許可證。


為防止對使用美國半導體製造設備的外國代工廠造成直接不利的經濟影響,在2020年5月15日已經根據華為設計規範啟動生產了的任何產品,只要符合以下條件,便不受這些新許可的約束:從生效日期算起的120天內,它們將可以通過再出口(轉口貿易),從(美國)國外出口或(國內)轉移。


這個短短的公告可以看出什麼呢?


第一是美國人的確霸道,商務部長羅斯說華為通過搞本土化,也就是我們說的去美國化,不是負責任的全球企業公民的行為(「This is not how a responsible global corporate citizen behaves」),是華為和海思在破壞美國保護國家安全而採取的限制行動。


在這個公告裡面,美國人沒有辦法列出任何華為做了什麼壞事的證據,他們只是說華為在利用規則來破壞實體清單的限制,是不負責任的行為,所以就要採取進一步行動。


這個口吻好像是說,我揍你你就應該原地呆著被我揍,你居然敢反抗?你這是破壞我毆打你的努力!是對我人身安全的威脅!

第二是,美國把華為的路是堵死了的,限制的產品有兩類。


一類是華為和海思自己使用美國CCL清單上的軟體和技術產出的任何產品(包括半導體設計這樣的技術商品),都需要遵守EAR(出口管制條例)的限制,獲得許可證。


這點是非常嚴厲的,這意味著華為要擺脫許可證的限制,必須要完全的去美國化。


公告裡面並沒有提到追溯,也就是以前設計出來的晶片還是可以繼續銷售,但是從5月15日之後,華為不能新推出由美國軟體和技術設計出來的晶片了。


這一點和之前發生了變化,在2019年的實體清單裡面,華為還是可以繼續使用美國的EDA軟體和技術來設計晶片的,只是美國廠家不會繼續提供升級服務了,而現在更加嚴厲了,你如果使用美國的軟體和技術設計出來的產品(例如晶片)也需要受到美國的管制,需要得到美國的允許。

這樣對華為的挑戰就非常大了,美國的三大EDA公司都在2019年5月實體清單之後停止了和華為合作,由於當前(2020年5月)國產EDA軟體還不足以支撐晶片設計全流程,因此一般認為華為目前仍在使用美系EDA工具軟體進行晶片設計,因為已經獲得了永久授權。


目前最近的關於海思的EDA軟體的新聞是5月1日,《科創板日報》記者從多位產業鏈消息人士處得到確認:「華為和意法半導體的合作主要想獲得EDA設計使用。


上述供應鏈人士對《科創板日報》記者說,「STM雖然沒有在移動晶片方面有新動作和產品,但其仍能應用EDA設計工具。

也就是STM要做晶片設計,並不受美國技術限制影響。


海思沒有向《科創板日報》記者反饋關於此項消息的任何態度,不過按照目前美國的禁令,這條路也走不通了。

不過稍微可以安慰的是,華為的下一代晶片已經設計完成並且在流片,趕在了5月15日時間點之前。


美帝之所以沒有搞無限追溯,還是因為考慮到了全球各個晶片代工廠的利益,所以在5月15日之後的120天內代工廠已經投片的產品還是可以向華為出貨,而這些產品顯然依然是ARM架構和使用美系EDA軟體設計,如果搞追溯而不能出貨的話,那麼代工廠會損失慘重。


而在之後的晶片設計,目前國產最大的EDA公司華大九天的進展速度不一定能匹配華為的生存需求,對於華為而言,目前最佳的路就是自研EDA,這條路再難,也沒有其他路可以走,相信華為在自研這方面已經有動作。

同樣的,ARM公司由於有美國德州和加州有研發中心,其技術有美國來源,早在去年5月實體清單之後就無法為華為提供技術服務和合作了,而華為已經獲得了ARM的V8架構永久授權,包括指令集架構、微處理器、圖形核心、互連架構等功能模塊,可以對ARM架構進行大幅度改造,甚至可以對ARM指令集進行擴展和縮減,具有完全自主的設計處理器能力。


那麼經過華為改造後的ARM架構,還算是美國技術嗎?如果這樣尋根溯源,是非常難以扯清楚的。


華為投入了巨大的資源走ARM之路,不管是手機終端還是伺服器晶片都採用該架構,是其長期戰略,因此我們認為華為早已經對ARM的自主性,包括受美國制裁的可能性都進行了法律和技術層面的評估。


注意ARM公司並不是美國公司,而是在軟銀旗下,其本身也是願意和華為配合和合作,通過合法手段規避其美國技術成分。


華為的下一步,在EDA上選擇自研+聯合國產廠家開發,以及在終端和伺服器晶片的ARM架構基礎上持續自行升級改造和發展是最可能的策略。

另外一類限制的產品是根據華為和海思的晶片設計要求規範生產的晶片,只要是用了CCL清單上的美國半導體設備的代工廠,需要許可證才能向華為及其附屬實體製造和出售晶片。


這個顯然是針對台積電的,而不只是台積電,三星,中芯國際,華虹全部都會受到限制,


不管是轉口貿易,還是出口,還是在國內銷售給華為都不行,而國內銷售這條顯然也把台積電南京廠和中芯國際都包括進去了。


多說下台積電,算作是背景信息:


5月15日,在美國宣布對華為新的限制的同一天,台積電宣布了在美國建廠的計劃,2021-2024年在美國亞利桑那州建成一座5nm製程的先進工廠。


台積電是不願意去美國設廠的,但不得不配合美國,美國希望半導體生產大廠到美國設廠,以實現更高程度的對半導體產業鏈的掌控。

實際上美國不只是和台積電,和三星和英特爾都在討論,要求三巨頭都在美國擴大投資建廠。


尤其是目前全球技術最先進的台積電,否則如果中國在未來幾年間實現統一,那么半導體生產技術能力會躍升一個層次,不僅中國今天面臨的「華為困境」可以說基本一掃而空了,到時候去美國建先進工廠也基本沒有可能性,這對美國也是不利的。


美國要求台積電在美國亞利桑那州設廠的是目前最先進的5nm製程,也反映了這點,5nm也是目前美國自己都沒有掌握的先進位程。


台積電董事長劉德音在今年第一季度發布會上曾說,赴美投資必須符合規模經濟,成本划算,以及人員組織和供應鏈完備三大要件。

除了赴美建廠成本遠高於台灣,生產是否符合規模經濟,以及缺乏完整半導體供應鏈,都是必須克服的困難,也是台積電遲遲不鬆口的原因。


美國建廠成本高,也是台積電在美國設立台積電美國子公司WaferTech的8英寸工廠後,就沒有進一步建廠的原因。


另外從台積電的收入結構來看,來自美國廠家的收入在2019年為59.3%,這個比例顯得過高,不利於分散投資策略,台積電也因此選擇2016年到南京設廠,加大來自中國大陸廠家的收入比例,2019年已經達到19.6%。


進一步在美國建廠,實際上是加大和美國捆綁,這對於台積電自身來說,並不符合其減少對單一地區依賴的意願。


另外,台積電對美國的投資也留了後手,首先120億美元數字聽起來雖然大,但是其實是2021--2029年總共9年總計劃投資金額(包括了2024年工廠建成後的投資計劃),平均每年大約13億美元多點,其次台積電選擇的是5nm,而實際上台積電今年就可以量產5nm,而在2024年亞利桑那工廠建成時,台積電預計可以進步到2nm,因此仍然保留技術優勢。


最後台積電計劃的美國工廠的月產能為2萬片,跟其南京工廠2020年的產能差不多,雖然製程要先進不少。


實際上台積電高度強調在台灣本島製造,其海外工廠目前就是三個,大陸的上海廠和南京廠,以及美國華盛頓州watertech 8英寸工廠,台積電2019年製造了1010萬片摺合12英寸的晶圓,平均每個月高達84.17萬片。


亞利桑那工廠2024年建成後,其月產能2萬片只占台積電實際產量的不到3%,再加上南京廠今年達到月產2萬片也就是台積電總產量的5%,即使再加上上海廠和華盛頓州工廠的產量,台積電的90%以上的晶圓還是在台灣製造。


好,我們回到美國的禁令。

這兩條措施一條是限制華為,一條是限制代工廠,這讓華為面臨著空前的挑戰。

不管怎樣,華為還有120天的時間可以從台積電和其他代工廠獲取供貨,這也是一個緩衝時間,但是這個時間之後,代工廠就不能繼續為華為供貨了。


理論上這四個月華為還可以催促供應商提高產能衝刺一波庫存。

如前所述,120天這個緩衝期也證明了本公告沒有追溯性,因為目前台積電在生產的華為晶片,也是使用美國的EDA軟體和技術設計出來的,也使用了美國的ARM架構,如果這些晶片華為不能繼續銷售的話,那麼就不會繼續從代工廠提貨了,因此在5月15日之前搞出來的晶片還是可以繼續銷售的。

華為在2020年5月之後會怎麼走?


如本文討論,華為必須完全使用自研EDA設計出晶片,並且找到一家非使用美國半導體生產設備的代工廠生產晶片,也就是最為艱難和挑戰的完全自研實現完全的去美化之路。


這裡面EDA會由華為自研攻關+聯合國產研發來完成,因為EDA已經成了晶片設計完全去美化的最大短板,有理由相信華為會把EDA作為戰略項目攻關。


另外是需要國產代工廠配合的,需要國內的代工廠使用日本,國產,韓國和歐洲的半導體生產設備,搭建完全去美化的產線。


我們可以看出,實現上面這兩點並不容易,需要時間,而這個時間會是以年為單位。


那麼,如何才能獲取時間呢?

1:優先保證5G基站規模發貨


5G才是華為的根基,也是美國打擊華為的原因,美國打擊華為不是因為華為手機2019年本來要超過三星躍居單季度世界第一,而是因為華為5G技術的領先優勢。


因此華為的晶片囤貨會以保證5G基站供貨為主,而這個需求量並不大,畢竟全中國的基站也才幾百萬個,根據工信部《2019年通信業統計公報》,2019年中國移動基站有841萬個,其中4G基站544萬個。



中國基站的數量是全球最多的,像4G基站占了全球的一半以上,也就是全球的基站數量也即是千萬的級別,這個數量是遠遠不能和手機全球幾十億部的存量比的,更何況華為也不可能獲取全部的份額,因此在代工廠不能生產的情況下,通過囤貨的保證5G基站的中短期供貨是可行的。


實際上到就算是中國,根據中國新聞網2020年3月26日的報導,預計三大運營商和中國鐵塔今年5G投入達1973億元,預計年底5G基站數超55萬個。


也就是中國一年的5G基站建設量也就是幾十萬個,幾十萬幾百萬套級別的晶片,囤貨是可行的。


注意,由於華為的2G,3G,4G設備在全球100多個國家有海量的存量,因此美國不可能完全禁止代工廠對華為供貨,至少給現網的存量設備維護的供貨是可以的,否則會對大量國家的網絡運行構成威脅,參考美國為了本國農村使用華為設備的運營商而數次延長給華為供貨的期限。


對華為的限制主要還是在5G基站,因此囤貨實現未來一兩年的發貨是可行的。


當然手機部分,由於每年出貨量在2.4億台(2019年),就會比較難過了,華為的終端業務會受到比較大的挑戰,要準備下過苦日子。

2:本公告並沒有限制其他非美國晶片廠家向華為出售晶片,所以華為還是可以購買其他公司的晶片來繼續維持基站和智慧型手機生產。


根據IHS Markit在2020年1月發布的市場上智慧型手機廠商採用晶片組的報告,2019年第三季度和2018年第三季度相比,華為手機搭載高通晶片比例從24%降至8%,聯發科由7%上升至16.7%,可見聯發科成為了受益者,實際上華為的中低端手機使用了不少聯發科晶片。


另外三星也可以是合作對象,因此華為的手機可以通過囤貨+外購晶片的形式暫時維持發貨。


注意華為囤貨主要針對高端的旗艦手機晶片,中低端都可以從國產+非美系晶片廠家那裡買到。

3:業務多元化,用其他業務支撐核心業務,為自己的生存發展爭取時間。


例如2019年5月,華為成立的智能汽車BU,開始進入汽車零部件領域,提供車載通信模塊,車載作業系統,電動汽車電控等產品。


這是一個巨大的市場,如果華為順利的在2020年開始在汽車零部件領域形成收入,將能帶來很好的支撐,按照華為的規劃,汽車業務是其未來最大的增長點之一,2030年要帶來500億美元的收入。


這些領域對晶片的要求並不像旗艦手機那麼高,可以通過採購國產晶片的形式解決供貨問題,華為製造出系統並進行供貨。


另外像華為的網絡能源,給基站供貨電源,電池,以及提供光伏逆變器等產品,2019年訂貨就超過300億人民幣。


再比如華為還有智能安防業務,以及終端除了手機以外的各種產品,這些領域的晶片完全可以採購國產或者非美系,繼續完成系統的生產和出貨。


另外對於一些製程要求很低的晶片,華為海思也可以自行委託代工廠生產,畢竟國產光刻機也可以做到90nm,代工廠搭建一條工藝水平較低的去美化的產線並非不可能,不是所有的產品都需要最好製程的晶片。


像中芯國際2019年來自90納米及以下先進位程的晶圓收入貢獻比為50.7%,也就是差不多一半的收入來自90nm以上的製程。

4:加快推動中芯國際和華虹國內代工廠的發展,拉動上游設備廠家進步


目前不適合讓中芯國際等國產廠家違反禁令給華為供貨。

中芯國際目前處於技術和產能爬升狀態,儘管中芯國際的14nm工藝已經在2019年Q4進行了量產,根據中芯國際發布2020年Q1財報公布的數據,到今年(2020年)年底產能提升到15000片每月。


而為了追趕,中芯國際也投入了大量資金購置設備。

2月19日,中芯國際披露了公司在 2019 年 3 月 12 日至 2020 年 2 月 17 日的 12個月期間,就機器及設備向美國的泛林集團發出一系列訂單,花費 6.01 億美元(約合42 億元人民幣),產品包括由蝕刻機等設備。


2020年3月2日,中芯國際再次發布公告,公司向應用材料集團發出一系列訂單,總金額為 5.43 億美元(約人民幣 37.9 億元),向東京電子集團發出一系列購買單,總金額為 5.51 億美元(約人民幣 38.49 億元)。


5月15日晚間,也即是美國宣布限制代工廠給華為供貨的同一天,中芯國際發公告稱,於當天簽署新的增資擴股協議,國家集成電路基金二期和上海集成電路基金二期將分別向中芯控股旗下的中芯南方注資15億美元和7.5億美元,以獲取23.08%和11.54%的股份,總計22.5億美元。

增資結束後,中心南方的股權為:


中芯控股從50.1%稀釋至38.52%,

大基金一期和二期合計持有中芯南方37.64%的股權,

上海集成電路基金一期和二期合計持有23.85%。


此前的5月5日晚間,中芯國際公告稱,計劃在科創板上市,發行16.86 億股份,募資超過人民幣200億元。


募集資金的40%,即約80億元,將投入中芯南方,以擴大產能;


20%用於儲備研發資金;40%用於補充流動資金,降低資產負債率。

目前必須保護好中芯國際這個平台,促進其發展壯大。


這次美國禁止代工廠使用美系設備給華為供貨,那麼我們需要壯大本土的國產半導體設備,而本土的半導體設備發展是需要平台的,中芯國際,華虹等代工廠發展的越好,則國產半導體設備和材料廠家發展的越好,因此當前不合適讓中芯國際冒著禁令制裁的風險為華為供貨,只要再堅持兩三年,國產半導體設備即可獲得比較大的突破。


目前國產半導體生產設備所有的環節都有國內公司在開發,例如國產化程度最差的光刻機,離子注入機,塗膠顯影設備等,對應就有光刻機(上海微電子),離子注入機(北京中科信,凱士通,中電科電子裝備),塗膠顯影設備(瀋陽芯源)等在搞研發和推進,也有極少量設備有所應用,其他刻蝕設備,CMP,清洗機,薄膜沉積設備等的國產化比例要更高,不過設備工藝達到7nm的還很少,一般是到14nm-28nm。


最為關注的光刻機,上海微電子的新一代28nm光刻機預計將在今年完成,如果順利可望在明年導入產線試產,因為其承擔的國家科技重大專項02專項在「十三五」期間的標誌性項目「28nm(納米)節點浸沒式分步重複投影光刻機研發成功並實現產業化」,而2020年是十三五的最後一年。


有興趣的可以看看國家科技部評估中心2017年的對重大專項進行評估的新聞,http://www.ncste.org/topic1/2490.html。


7月12-13日,電子信息領域專項監督評估組赴上海進行實地調研,監督評估組組長馬俊如研究員及其他專家,科技部重大專項辦公室李偉副調研員,電子信息領域3個專項實施管理辦公室、總體專家組有關專家等相關人員參加調研座談。

監督評估組首先前往上海微電子裝備公司,現場考察了90nm國產光刻機的測試驗證情況和28nm節點浸沒式光刻機的研發進展,並就如何加快光刻機研發和產業化進度等議題與項目承擔單位進行了交流研討,圍繞精細化管理、產業化推進、明確用戶需求與人才團隊建設等提出了意見建議。


等2021年28nm光刻機如果能順利試產,並在2021年底或者2022年實現量產,那個時候我國搞出完全去美國化的,使用日本+歐洲+國產設備做出28nm半導體生產設備產線就成為可能了。


當然了28nm還不夠,更先進位程的國產光刻機也在研製,主要是看在研的先進光刻機進度能不能創造高速度。


基站對晶片工藝的要求比手機低,只是對於手機來說,14nm已經算是最低門檻了,在榮耀官網看了下,中芯國際代工14nm晶片麒麟710A的榮耀Play4T就是一款1199元的千元機。


最後再說一句,華為活下去的手段很多,之前已經反覆分析過了,例如智慧財產權收費,囤貨,業務多元化,零部件銷售,電子產品製造等等,華為是可以熬過至暗時刻,支撐到國產半導體設備國產化的。


詳情可見:


禁令十個半月後華為自主化進展以及新一輪打擊下生存機率


而半導體生產設備國產化在按照時間進行,當前主要問題並不是華為能不能活下去的問題,華為肯定能夠活下去,只是要過幾年苦日子,目前主要問題是需要支持華為能夠守住5G這個制高點,解決5G基站長期持續供貨的問題。


目前除了囤貨,以及加快半導體生產設備國產化之外,也需要國家的出手進行反擊,雖然迫使美國解除對華為的禁令很難,但是我們可以:


一個是對等反擊,讓美國的企業也感覺到損失。

一個是最關鍵的,這個比前一條還更重要,這個反擊是要能阻止美國的5G技術進步,迫使其無法達到戰略目標。

一切能夠促進美國5G技術進步的核心企業都是主要反擊對象。


目前被點名的美國企業,波音符合第一條,高通符合第二條。


蘋果也更符合第一條,當然了蘋果和中國供應鏈深度捆綁,其零部件供應工廠按照2019年的供應商報告,47.46%位於中國,尤其是最下游的智慧型手機和電腦組裝製造,集中在中國的代工基地,因此並不合適從供應鏈角度卡蘋果,對我們傷害也很大,更多可能是從銷售角度。


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