三星為華為代工 5G 晶片有多大可能性?

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同樣是受制於人,三星和台積電又有多大區別?

三星為華為代工 5G 基站晶片,可能性有多大?

美商務部當地時間 5 月 15 日發布聲明稱,全面限制華為購買採用美國軟體和技術生產的半導體,這意味著全世界所有採用美國技術和設備的公司,只要幫助華為生產產品,就必須得到美國政府的批准。

在美國禁令的步步緊逼之下,華為先進位程晶片貨源也日益嚴峻起來。

此前,有消息傳出華為利用最後 120 天的窗口期,緊急向台積電追加 7 億美元訂單,產品涵蓋 5nm 及 7nm 製程,而台積電方面則加緊為華為趕工晶片,只是這些說法存在著很大的不確定性,台積電也在上周的股東大會上表示:希望不會受到影響,如果無法向華為出售晶片,將儘快填補訂單缺口(蘋果、高通被曝均向台積電追加了訂單)。

除了台積電,華為這段時間一直被傳與其他可能的供應商接洽,比如《日本經濟新聞》曾報導「華為欲規避制裁通過聯發科採購台積電晶片」。

對此,聯發科技官方微博發表聲明如下:

台積電、聯發科事件過去之後,業界又開始傳言三星將為華為 5G 基站晶片代工,這其中的關鍵問題不是誰與誰聯手,而是:是否存在一條「去美國化」的晶片生產線以及這條生產線是否可以生產先進位程的晶片(目前普遍需要的是 7nm 和 5nm 製程)?

6 月 14 日,據 Asia Times 報導,在美國頒布禁止向華為出售晶片的禁令之後,不少晶片製造商已經把美國設備從生產線上移除,以便能夠維持其在晶片購買大國——中國的市場份額,這其中也包括三星。

三星是繼台積電之後全球最大的存儲器和晶片製造商,據知情人士稱,三星已經建立了一條僅使用日本和歐洲晶片製造設備的 7nm 晶片小型生產線。

Asia Times 也曾在 5 月 30 日報導過三星和華為正在考慮一項協議,根據該協議,這家韓國巨頭將為華為的 5G 設備生產先進位程的晶片,而華為實際上會將其在智慧型手機市場上的大量份額讓給三星,報導認為,相比於華為的核心電信設備業務,其智慧型手機部門的利潤率較低。

然而,從華為公布的《2019 年年度報告》顯示,2019 年,華為的銷售收入為 8588 億元人民幣,其中消費者業務銷售收入為 4673 億元,占總銷售收入的 54.4%。

在華為消費者業務線中,手機產品是這其中最重要的一環,是華為現金流的關鍵來源之一。

在華為財報會上,輪值董事長徐直軍也表示,「在 2019 年,我們來自於 5G 的收入只有 30 多億美金,這和華為整體收入相比占比非常小。

因此也就不難分析出,華為至少在目前還不打算將消費者業務出讓給三星。

業界人士也表示「出讓手機市場份額」的說法可信度不高。

此外,台積電和韓國三星公司是世界上唯一可以生產且可以量產 7nm 晶片的製造商,三星、台積電確實有可能打造出一條不含美系半導體設備的生產線,但是想在短短几個月時間內打造出這樣一條能生產 7nm 甚至是更先進位程的不含美系設備的晶片生產線,並不現實。

同時,在台積電的股東大會上,劉德音也明確表態:「大國對抗有很多產品限制,台積電會遵守相關法規法律限制。

台積電也在用很多美國設備,短期不會改變。

這也傳遞出了台積電短期不會捨棄美國設備重組新的生產線的訊息。

基於以上,有中國分析師表示,華為與三星達成交易的可能性為五成。

代工什麼時候是個頭?

之所以會有以上猜測,主要是因為華為在被美國禁令掣肘後,一直沒有找到完美的解決方案。

無論是找三星代工還是台積電代工生產晶片,生產線上都有大量的美系設備,都並非長久之計。

那麼,為什麼多年來,我國企業明知晶片極為重要,但卻一直依賴國外設備而沒有真正走上自研之路呢?

根據 SEMI 2018 年的數據顯示,全球前五大設備廠商占據了全球半導體設備市場 65% 的市場份額。

其中,美國應用材料(AMAT)公司以 17.27% 市場份額排名第一,美國泛林集團(Lam Research,又稱拉姆研究)以 13.45% 的市場份額排名第四,美國科天(KLA-Tencor)以 5.19% 的份額排名第五,三家合計占了全球 36.31% 的市場份額。

在光刻機上,目前全球只有荷蘭 ASML 公司的 NXE:3400C 光刻機能生產出 5nm 和 7nm 先進位程晶片。

今年早些時候,荷蘭 ASML 公司向中芯國際交付了一台光刻機,這台光刻機於 3 月 6 日正式抵達我國深圳,但另外一台能夠支持 7nm 晶片生產的 EUV 光刻機卻遲遲未能交付(有消息表示受到了美國方面的干擾),也就是說,生產晶片最重要的這些設備均出自其他國家,這讓國內晶片代工廠的處境比較艱難,這或許也可以解釋為什麼台積電選擇赴美建廠,這可以拉近其和設備供應商之間的距離。

數據來源:SEMI、中商產業研究院整理

在上述公司中,ASML 在光刻機設備方面形成寡頭壟斷。

應用材料、東京電子和泛林集團是提供等離子體刻蝕和薄膜沉積等工藝設備的三強,科天半導體是檢測設備的龍頭企業。

註:標紅的是本土廠商,標藍的是美國廠商。

其次,晶片研發很燒錢。

半導體是一個極其燒錢的行業,每一次納米工藝的進步,成本都以幾何倍增長。

圓晶的成本隨著製程工藝的演進不斷提升,比如 13nm 製程有六層金屬,5nm 最少有 14 層金屬。

產品原材料費用的幾何倍增長,也讓很多企業望而卻步,放棄自研生產轉而進口。

這是中芯國際在準備科創板上市過程提交的公開材料。

中芯國際表示,目前 14 納米製程技術處於產能和產量穩步爬升階段,報告期內產品毛利率為正。

而 28 納米產品毛利率為負,主要原因有二:一方面是行業供求關係影響下,2018 年和 2019 年全球 28 納米製程市場出現產能過剩,28nm 晶圓代工平均單價於 2018 年較 2017 年有所下滑,2019 年較 2018 年有所上升,但仍低於 2017 年的平均單價;另一方面是受到折舊壓力影響。

為追趕先進技術製程,中芯國際近三年來持續加大研發投入。

在其他晶圓代工廠研發費用占營收不到 10% 的情況下,中芯國際的研發費用比率從 2017 年的 17% 提升至 2019 年的 22%。

其中,14 納米及以下製程研發項目在過去三年的研發支出明顯加大,分別錄得 10.86 億元、28.48 億元及 33.18 億元,占總研發比別為 30.36%、63.71% 及 69.94%。

如果對照這張製程工藝的量產時間表,不難猜測其他晶片供應商在研究先進位程上的研發投入也是相當巨大的。

5G 發展的前半程,美國失了先機

在美國的這一系列操作中,「自身 5G 發展滯後而又不希望其他國家的供應商插手」成為了其打擊華為的重要原因之一。

當全球都在如火如荼發展 5G 技術時,美國並沒有走在前列。

2019 年 7 月,美國《華爾街日報》作家喬安娜·斯特恩曾前往美國多個城市體驗當時的 5G 水平。

斯特恩利用手機對美國四大通信運營商(Verizon、AT&T、T-Mobile 和 Sprint)進行了測試,除個別運營商的速度真的很快之外,斯特恩發現,一旦在美國連上 5G 信號,最好不要動,也別進室內,因為這些都會影響手機接收 5G 信號。

而造成美國 5G 技術水平落後的原因,主要有以下幾點:

第一、美國迎接 5G 的方式「與眾不同 "。

頻譜部署非常關鍵,全球基本採用兩種方法部署 5G,第一種方法是中低頻部署,具體來說,主要是在 3GHz 和 4GHz 頻段。

第二種方法是高頻部署,即在 24GHz 到 300GHz 之間的頻段。

傳統上,無線服務的最佳區域被認為是低頻段或中頻段,即 600 MHz 和 3 GHz 之間,因為它們發出的信號很遠、用電少且覆蓋面廣。

而美國卻「孤身一人」專注於高頻頻譜的 5G 技術開發,最終導致開發成本過高,互操性差,難以與其他國家 5G 技術接軌。

第二、美國通信運營商部署能力不足。

相比於美國,我國三大通信運營商在 5G 上的發力要更加迅猛。

中國移動於 2018 年底進行了 5G 外場測試,2019 年試商用,2020 年實現正式商業服務;中國聯通於 2020 年推出 5G 商業服務但逐步推廣,與 4G 長期共存;中國電信於 2017 至 2018 年在戶外進行 5G 測試,2019 年商業試用,2020 年 5G 進行規模化推廣,並與 4G 共存一段時間。

截至 2020 年 2 月,全球超過 50% 的 5G 站點在中國,超過 50% 以上的終端模組在中國,超過 50% 以上的 5G 用戶在中國。

國內三大運營商在超過 4000 個組織中推進 5G 相關行業信息化解決方案試點或商用。

反觀美國:

  • AT&T 於 2018 年 12 月,在 12 個城市宣布發布 5G 業務;2019 年 6 月,AT&T 宣布提供 5G 移動智慧型手機服務;截至 2019 年 10 月,AT&T 已經在美國 20 個城市發布 5G。

  • Verizon 於 2018 年 10 月,在 4 個城市發布 5G 家庭寬頻;2019 年 4 月,在 2 個城市提供 5G 智慧型手機業務;2019 年 10 月,在 13 個城市發布 5G,在 13 個 NFL 球場基於毫米波建設 5G 網絡。

  • Sprint 於 2019 年 5 月,5G 在 4 個城市商用;到 2019 年 10 月,在 9 個城市發布 2.6GHz 網絡部署。

  • T-Mobile 於 2019 年 6 月,在 6 城市發布基於毫米波的 5G 網絡。

因為地廣人稀,美國四大運營商的網絡覆蓋圖在美國中西部地區有著巨大的無網空白。

運營商鋪設基站的投入回報比太低,因此私營運營商不願在人煙稀少的山區或者荒野部署 5G 基站,這也成為了美國 5G 網絡覆蓋率低的主要原因之一。

第三、美國在 5G 標準的制定上與全球割裂。

根據研究和諮詢公司 Strategy Analytics 的最新報告,華為在端到端 5G 標準方面的總體貢獻比世界上任何其他公司都高。

據 Light Reading 2019 年報導稱,Sprint、AT&T 和 FirstNet 的高管甚至沒有參加在中國深圳舉行的 3GPP 標準制定會議。

業界人士和政府官員表示,標準制定會議制定了 5G 協議和技術規範,讓不同公司的設備能夠順利地協同工作。

而在 5G 技術標準制定會議上,華為獲得了更大的話語權,美國的工程師們則保持沉默甚至缺席的行為,讓美國處於不利地位。

華為在 5G 領域的開疆擴土,讓美國意識到了危機,這也讓美國決定搞起技術封鎖。

北京時間 6 月 16 日,美國商務部確定允許美國公司與華為討論制定下一代 5G 網絡的技術標準。

去年 5 月,美國商務部以國家安全為由,將華為等中國公司列入「實體管制清單」,美國部分工程師也停止與華為共同討論制定 5G 技術標準,這項限制讓美國科技公司無法確定能與華為共享哪些技術和信息。

考慮到華為在 5G 標準制定中的重要位置以及目前的技術實力,本次規則有所變動更大程度上是美國的自救,防止在 5G 的發展中被完全關在門外。

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