華為至暗時刻,海思能否挽狂瀾於既倒,備胎真能轉正嗎?
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這兩天比較熱點火爆的新聞就是,美國計劃對華為禁售晶片產品,隨後華為高管硬氣回懟:一夜之間激活備胎。
現今,世界上有能力生產頂級晶片的廠商也就那麼幾家,其中,英特爾,高通,台積電,三星等英特爾主要生產PC晶片。
而手機行業的高端頂級晶片只有高通,三星和台積電能生產。
高通是美國企業,自然不會繼續給華為供貨。
但筆者認為,畢竟國內市場出貨很大,高通不會輕易放棄中國市場,也存在偷偷跑到國內建廠的可能性。
三星是一家韓資企業,據說其資本背景主要也是來自美國的華爾街金融資本,外國資本(主要是美國)占了三星總資本的50%左右。
同時三星也是華為的最大競爭對手。
對華為供應晶片的可能性最低。
那麼只剩下台積電的可能性較大了。
台積電是由台灣集成電路製造有限公司的簡稱。
多年來,台積電一直堅持只做代工製造,不自己設計晶片。
蘋果等晶片設計人員已被保證將其晶片的核心信息移交給台積電,台積電憑藉其先進的工藝技術在晶片業享有很高的聲譽。
蘋果公司的A系列晶片部分是由台積電製造,也有一部分是三星製造。
就晶片而言,華為在中國技術上算是走在最前列,近年來,在晶片研究的大力投入下,華為麒麟晶片系列的創建,成為中國晶片產業的典範。
不得不提的是,華為有能力設計出晶片,但華為的晶片生產也必須依賴於台積電的代工。
華為新推出的7納米製程晶片「麒麟980」由台積電代工生產。
麒麟985處理器將於今年下半年問世,它也將由採用台積電最新的7納米evu工藝,今天,台積電在7納米製程上有明顯的優勢,甚至半導體巨頭三星和英特爾也無法與之匹敵。
據相關數據顯示,台積電在全球晶片代工行業的市場占有率已達60%左右,是三星的六倍多。
毫無疑問,中國的晶片巨頭正在崛起,蘋果和華為等手機製造商必須密切關注最新技術。
近日,據台灣媒體報導,台積電贏得了全球幾乎所有純晶片設計公司的5G數據機代工的合同。
台積電已開始為高通和海思量產5G數據機晶片,並正準備在2019年下半年量產台灣聯發科的Helio M705G數據機。
高通,海思和聯發科這三家公司的首個5G數據機解決方案都將使用台積電的7納米工藝製造。
一顆晶片的製造工藝非常複雜,一條生產線大約涉及50多個行業、2000-5000道工序。
其中許多工藝都在獨立的工廠進行,而使用的設備也需要專門的設備廠製造;使用的材料包括幾百種特種氣體、液體、靶材,需要專門的化工工業。
另外,集成電路的生產都是在超凈間進行的,因此還需要排風和空氣凈化等系統。
這些工序可簡單描述為:設計—製造—封裝。
在這個過程中,有三個步驟極為關鍵:第一步,提煉高純度的二氧化矽,做成比紙還薄的晶圓;第二步,在晶圓上用雷射刻出數十億條線路,鋪滿幾億個二極體和三極體;第三步,把每片晶圓切割封裝好。
要做成比紙還薄的晶圓,必須對原料矽進行純化和拉晶。
拉晶過程中,要用到單晶矽生產爐、切片機、倒角機等多種設備和材料,其中90%需要進口。
在做好的晶圓基礎上,把集成電路做到上面,主要包含鍍膜、光刻、刻蝕、離子注入這些工藝,也需要多項設備來實現。
光刻機是其中的核心技術。
晶片的集成程度取決於光刻機的精度,光刻機需要達到幾十納米甚至更高的圖像解析度,光刻機的兩套核心系統——光學系統和對準系統的精度越高,可以在矽片上刻的溝槽越細小,晶片的集成度越高、計算能力越強。
目前,世界上80%的光刻機市場被荷蘭公司占據,高端光刻機也被其壟斷。
有說法認為,集成電路是比航天還要高的高科技。
一些裝備由於其巨大的製造難度被冠以「工業皇冠上的明珠」的稱號,最主流的說法是兩大裝備:航空發動機和光刻機,最先進的航空發動機目前的報價在千萬美元量級,最先進的光刻機目前的報價已經過億美元。
「投入幾十億元可能就聽個響」有從業者說,做晶片「投入幾十億元可能就聽個響」。
製造晶片需要實踐,但晶片的實踐和試錯成本太高,往往一顆晶片就能決定一家公司的生死。
如果投入無法獲得對等產出,這種耗資巨大的試錯和實踐就不會持久。
如果沒有實踐中的經驗積累,那麼設計製造晶片過程中出錯率高,產出率也差,形成惡性循環。
晶片牽涉到產業鏈經濟化、標準化,還有品牌應用的問題。
即使能生產出晶片,生產晶片的機器如果是進口的,也會受制於人。
全球範圍內,美、歐、韓等已開發國家在產業政策、人才、發展基礎等一直有比較大的優勢,晶片高端市場幾乎被這三大主力地區壟斷。
晶片領域中國製造的三大痛點。
第一點, 落後的製造設備。
目前,半導體製造設備的主要供應廠商是ASML(荷蘭),AMAT(美國應材), Lam
Research(美國),美國科磊等幾家公司,英特爾,台積電,三星電子,中芯國際等廠商的關鍵技術設備均由這幾家美歐公司提供。
目前,世界上80%的光刻機市場被荷蘭公司占據,高端光刻機也被其壟斷。
尤其是ASML光刻機,因為他們的10納米,7納米工藝都依賴其設備,而目前國產的光刻機在90納米徘徊。
而ASML的雷射源技術來自於美國Cymer(被荷蘭收購)。
ASML所在國荷蘭是瓦森納協議的33個成員國之一。
瓦森納協議,就是所謂的對華禁運。
韓國是工業全球化分工的第一梯隊,可以低價從西方國家,特別是美國獲取高技術轉讓,並且不會碰到太多的西方審查,可以說從技術壁壘、政策壁壘上幾乎沒有什麼阻力。
國內的情況,雖然中芯國際已經量產了28納米,但是製程良品率太低,產能跟不上。
第二點, 自主IP的缺失。
我們在興奮中興華為設計出自己的晶片同時,讓很多人以為中國可以自己設計製造晶片。
公眾卻不知,華為只是設計晶片而已,製造晶片還得靠台積電代工。
並且,華為中興的晶片只是在英國ARM公司的公版架構上改進,很多IP核都是購買的,如著名的Mali GPU核,算不上自主研發。
據我了解的,自主研發的IP核,通常都需要漫長的周期,BUG重重,發展成熟並非一朝一夕的事情。
另外,熟悉晶片製造的同行應該清楚,晶片的驗證工作,需要大量大規模的FPGA去驗證,實現。
目前,有能力做這種FPGA的只有XILINX以及Altera,據說前幾年國內基金想收購低端一些的Lattice都被禁止了。
國內基本沒有替代品,並且這種差距越來越大。
而阿里全面收購中天微的消息刷了頭條。
中天微也冠以國內唯一一家擁有IP核的晶片廠商並且實現規模量產,讓大部分像我這樣的技術屌絲狠狠地高潮了一把,但是馬上就有熟悉情況業內人士說,對中天微知根知底,中天微那個所謂的自主IP核實摩托羅拉淘汰後免費贈與他的,而且是十多年前淘汰下來的……好吧,只能說阿里真會挑時候打廣告。
第三點, EDA工具基本靠進口。
晶片的設計需要EDA工具,而這些工具幾乎都被SYSNOPYS, Cadence,Mentor這三家公司壟斷。
中興華為不例外,其他做晶片設計的公司無出其右。
國內也有類似的軟體,但是要麼是內部使用,如華為展訊,要麼是性能一般,占有率極低。
確實,現在是一個全球化的時代,但是我們不能一直著眼於產業鏈的下游,中上游的核心技術一直受制於人遲早都是要出事的。
不需要大家今天都是中興人,該幹嘛幹嘛,做晶片的做好晶片,做封測的做好封測,各守其道,各司其職,發展壯大自己才是王道。
想起了亮劍里的一句台詞,手裡的傢伙好,咱們腰杆子才硬。
現在,政府地方確實投入了很大力氣在發展晶片產業,但是要趕上時代的步伐,這件事沒有個10年8年做不好,難度真的太大的,我們需要更多的時間,踏實做事吧。
晶片製造是一個對技術、資金、人才都高度依賴的行業,特別是在工藝上。
未來,台積電將繼續將其製造工藝升級至5納米工藝和3納米工藝技術,並繼續引領工業技術領先。
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