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華為芯片斷供,或許將是整個中國芯片產業涅槃的開端

關鍵詞 華為 , 芯片|2020-09-16 09:11:02|來源 中國紀檢監察報
摘要 9月15日,美國對華為的新禁令正式生效。在此之后,臺積電、高通、三星及SK海力士、美光等主要元器件廠商將不再供應芯片給華為。這意味著,華為可能再也買不到利用美國技術生產的芯片、存儲...

9月15日,美國對華為的新禁令正式生效。在此之后,臺積電、高通、三星及SK海力士、美光等主要元器件廠商將不再供應芯片給華為。這意味著,華為可能再也買不到利用美國技術生產的芯片、存儲器。

  面對困局,華為即將開始移動生態的艱難探索之路。遭到“斷供”后的華為將何去何從?

  美國制裁華為嚴重破壞全球芯片產業鏈

  2019年5月16日,美國商務部以國家安全為由,將華為及其70家附屬公司列入管制“實體名單”,禁止美國企業向華為出售相關技術和產品。封殺令一出,世界嘩然。

  時隔一年,2020年5月15日,美國商務部發布公告,嚴格限制華為使用美國技術和軟件在美國境外設計和制造半導體。

  而就在3個月后,8月17日,美國政府再次發布新禁令,對華為的打壓繼續升級。此次禁令的核心在于,任何使用美國軟件或美國制造設備為華為生產產品的行為都是被禁止的,都需要獲得許可證。

  新禁令切斷了華為尋求與非美企供應商合作的道路,進一步封鎖了華為獲得芯片的可能性。自家設計的不給造,別人生產的不給買,直接把華為逼入了“無芯可用”的困境。

  “利用技術壟斷優勢,實施可以將華為置于死地的禁運措施,超出了貿易爭端的范疇,是一種破壞游戲規則的行為?!比毡緡⒄哐芯看髮W院大學經濟學教授邢予青表示。

  美國對華為的封殺升級,同樣挑戰了國際供應鏈和產業鏈的底線。批評人士稱,美國此輪制裁不僅是對華為“處以極刑”,更會嚴重擾亂全球芯片市場及相關行業。

  芯片設計公司通常利用美國開發的電子設計自動化工具,而在先進半導體制造廠中,采用結合美國技術的芯片制造設備更是再普通不過的事情。美國宣布的禁令主要針對華為,但影響遠超過華為本身。

  8月,美國半導體行業協會(SIA)和國際半導體產業協會(SEMI)相繼針對禁令發布聲明,希望禁令延期,并強調禁令對產業利益的損害。

  “我們仍在評估該規則,但是對商用芯片銷售加以廣泛限制將給美國半導體行業帶來嚴重破壞?!?月18日,美國半導體行業協會(SIA)主席兼首席執行官John Neuffer表示。

  國際半導體產業協會則在聲明中稱,美國此舉最終會損害美國的半導體產業,并在半導體供應鏈中造成巨大的不確定性和破壞,從而最終破壞美國的國家安全利益。

  事實上,早在美國5月頒布華為禁令時,國際半導體產業協會就已經表示,禁令將抑制企業購買美國制造設備與軟件的意愿,同時也導致與華為無關的企業已損失將近1700萬美元。而且長期來看,“除了侵蝕美國產品的既有客戶基礎,也加劇企業對美國技術供應的不信任,更促使其他企業努力取代美國技術”。

  據報道,分析機構加特納公司的分析顯示,2019年華為在全球半導體采購支出達到208億美元,居全球第三,這意味著禁令之下,半導體行業總營收可能將會減少200億美元左右。

  據美媒報道,美國芯片企業高通公司試圖游說特朗普,取消向華為出售芯片的限制,否則就可能會把價值高達80億美元的市場拱手讓給高通的海外競爭對手。

  韓國半導體產業協會常務副會長黃喆周則表示,由于目前韓國的半導體產業體系為“大企業帶動中小型供應商”的發展模式,兩大巨頭對華為斷供后,若無法找到比華為更穩定的合作商,整個韓國芯片產業都將遭受“生死考驗”。

  根據公開報道,三星、SK海力士、臺積電、聯發科等廠家已經向美國商務部提交申請,希望能繼續向華為提供產品。不過有法律專家指出,除非有特殊情況,否則要取得許可“或許相當困難”。

  為何芯片如此重要,我們為什么不能制造高端芯片

  “因為沒有中國芯片制造業能支持,面臨著沒有芯片可用的問題?!?020華為開發者大會上,華為消費者業務CEO余承東坦言,“現在唯一的問題是生產,華為沒有辦法生產。中國企業在全球化過程中只做了設計,這也是教訓?!?/p>

  正是由于沒有獨立的芯片制造,華為才顯得如此的被動。為何芯片如此重要,我們為什么不能制造高端芯片?

  芯片(又稱微電路、微芯片、集成電路)是指內含集成電路的硅片。作為智能電器的核心部件,芯片一直充當著“大腦”的角色。從電腦、手機,到汽車、無人機,再到人工智能、腦機接口等,芯片可謂無所不在。

  芯片體積微小,制造卻極其復雜。以手機的核心處理器為例,在顯微鏡下,指甲蓋大小的芯片上集成了數百億的晶體管,仿佛一個微型世界。而半導體廠商Cerebras Systems生產的目前最大的AI芯片WSE,基于臺積電16納米工藝,更集成了1.2萬億個晶體管,40萬個AI核心。16納米工藝,意味著在芯片中,線最小可以做到16納米的尺寸。制程縮小,則可以在更小的芯片中塞入更多的晶體管,芯片性能提升就更加明顯。

  可以說,芯片之于信息科技時代,是類似煤與石油之于工業時代的重要存在。

  芯片行業包括一個龐大而復雜的產業鏈,整體上可以分為設計、制造、封裝、測試四大環節。在封裝、測試方面,中國已經處于世界領先地位。

  依托龐大的下游市場,中國近年來在芯片設計領域同樣發展迅速。然而,設計電子芯片必需的軟件EDA則被3家美國公司Synopsys、Cadence、Mentor高度壟斷。據統計,這3家公司共計壟斷95%以上的中國芯片設計市場,而中國最大的EDA廠商只占1%的市場份額。

  中國遭遇“卡脖子”最為嚴重的是在芯片制造環節。芯片構造極為精密,對制造設備的復雜度也有著超高要求。在全球光刻機市場當中,荷蘭ASML公司毫無疑問占據了霸主地位。ASML公司生產的EUV光刻機制造難度極高,需要多個國家、多個領域的頂級公司通力合作,幾乎代表著工業制造各領域的最高成果。EUV光學透鏡、反射鏡系統的制造難度非常大,精度以皮米計(萬億分之一米)。ASML的總裁曾介紹,如果反射鏡面積有德國那么大,最高的凸起不能超過1公分。

  然而,ASML公司也只是技術鏈條上的一環。EUV光刻機的鏡頭幾乎由德國的蔡司壟斷,激光技術在美國Cymer手中,ASML的核心技術只不過占光刻機的不到百分之十。正是由于全球化的分工和各國的通力合作,才能成就光刻機,成就整個半導體產業。

  新中國很早就意識到了半導體產業的巨大潛力,投入資源建立了初級的半導體產業。以光刻機為例,中國1978年開發5微米制程半自動光刻機,此后,電子工業部45所、上海光機所、中科院光電所、上海微電子等單位持續推出多個版本的光刻機。與自身相比,中國芯片產業并未停滯,2019年生產集成電路2018.2億個,40年來增長上萬倍。

  然而,由于芯片制造相關的基礎科研能力不足,制程從微米深入納米后,中國無法跟上世界頂尖企業的發展步伐,缺少足夠的市場競爭力,差距逐漸拉大。

  對于目前中國的芯片困境,中國工程院院士鄔賀銓表示:“我國芯片受制于人,其中最大的原因是我們的工業基礎——包括精密制造、精細化工、精密材料等方面的落后?!?/p>

  中國芯片技術和產業的短板最終還是需要中國人踏實創新來解決

  “不停止、不暫停、一起努力!”

  2020華為開發者大會上,華為以這樣的開場白透露出意味深長的信息。

  在華為消費者業務軟件部總裁王成錄看來,芯片問題反而給了企業反思,沒有選擇就是最好的選擇。限制反而讓大家有一個非常好的機會,危、機并存。

  “困難是一定有的,但我更愿意看到它積極的一面,正是因為這樣的限制,我相信中國所有的行業都該清醒了,我做軟件20多年,有發自內心的感觸。我們不能說中國的高科技行業不繁榮,因為那么多所謂高科技企業進入到世界500強,但真正看一下,這樣的‘枝繁葉茂’是非常危險的,瞬間就可以被推倒。為什么?因為我們沒有‘根’。所以從這個角度來看,芯片制裁這種事反而給了中國產業界去重新構建的一個絕好機會,沒有選擇就是最正確的選擇?!蓖醭射浾f。

  9月1日,華為心聲社區對外公布了題為《不要浪費一場危機的機會》的華為輪值董事長郭平與新員工座談紀要。在芯片層面,郭平表示,前端還有芯片制造工藝、制造設備和原材料,是美國約束華為的地方?!皩ξ覀儊碚f,會繼續保持對海思的投資,同時會幫助前端的伙伴完善和建立自己的能力。我相信若干年后我們會有一個更強大的海思?!?/p>

  芯片這一劫數,渡得過是“機”,過不了則“?!?。此前,有知情人士稱,為了應對美國對華為的技術打壓和封鎖,華為已經悄然啟動了一項名為“南泥灣”的項目。該項目意在制造終端產品的過程中,規避應用美國技術,以加速實現供應鏈的“去美國化”。該知情人士還透露,華為之所以用“南泥灣”命名這個項目,背后的深意在于“希望在困境期間,實現生產自給自足”。

  目前,華為“去美國化”已經取得了一定進展。據介紹,去年美國宣布制裁以后,華為發布的首款旗艦手機器件國產率不到 30%,而今年發布的 P40旗艦機,器件國產率已超過86%。在被制裁期間,華為已完成從推出鴻蒙OS、HMS到迭代至鴻蒙OS 2.0,HMS成長為全球第三大移動應用生態的轉變。

  “斷供”之后,華為的中低端機型可采用其他芯片予以替代麒麟芯片。例如中芯國際在今年5月已經向華為提供低端手機芯片麒麟710A,并應用在榮耀Play 4T手機上。不過,值得注意的是,中芯國際亦有可能受到美國禁令的影響。有外媒報道指出,美國政府正考慮將中芯國際列入貿易黑名單,使得中芯國際的生產受到打擊。

  據日經新聞報道,中芯國際正測試非美國設備的生產能力,預計今年底將在完全不使用美國設備的情況下,試產40納米芯片,并計劃在3年內生產更先進的28納米芯片。

  “曾經,我們在很多方面,希望能夠用更省事的辦法解決問題,所謂‘造不如買,買不如租’。實踐證明,核心技術是買不來的。中國芯片技術和產業的‘短板’最終還是需要中國人踏實創新來解決?!敝袊こ淘涸菏?、中國科學院計算技術研究所研究員倪光南表示,從這個意義上來說,華為事件是全民的“警醒劑”,有積極的一面。

  在倪光南看來,目前中國的短板主要是芯片、操作系統、工業軟件以及大型基礎軟件方面。如果能夠整合國內資源,利用好人才和市場優勢,突破這些短板并不會需要很長時間。

  不過,倪光南也指出:“發展集成電路產業,要有長期的思想準備和投入,不能指望短短幾年就獲得回報,真正把集成電路產業發展起來,恐怕還要一二十年的時間,我們要有決心,也要有定力,要把行業短板補齊,踏踏實實堅持做下去?!?/p>

  這場“戰爭”或許是中國芯片產業涅槃的開端

  9月11日下午,習近平總書記在北京主持召開了科學家座談會,指出了一些現實問題:農業方面,很多種子大量依賴國外,一些地區農業面源污染、耕地重金屬污染嚴重;工業方面,一些關鍵核心技術受制于人,部分關鍵元器件、零部件、原材料依賴進口……這都是在科技創新領域被卡了脖子,或者受制于人,或者受制于我們自己的技術短板。

  上海市科學學研究所所長石謙研究員認為,習近平總書記關于很多“卡脖子”技術根源問題的論斷十分深刻。改革開放以來,我國產業鏈積極融入全球產業鏈,取得了巨大的經濟成就,然而在創新鏈布局方面相對滯后,存在原始創新不足這塊短板。

  “我們不必為此否定過去,因為這是我國經濟社會發展的歷史階段所決定的?!笔t解釋道,過去很長一段時間,我國處于全球產業鏈的中下游,在科技領域以跟跑為主,所以在創新鏈的上游投入較少。如今,我國一些前沿領域開始進入并跑、領跑階段,為了在國際競爭合作中占據主動地位,我們必須把原始創新能力提升擺在更加突出的位置。

  美國接連制裁華為背景下,加快發展自有核心技術的重要性突顯。8月4日,國務院印發《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》強調集成電路產業和軟件產業是信息產業的核心,是引領新一輪科技革命和產業變革的關鍵力量。有消息稱,對于第三代半導體產業的發展,政府將給予更高的優先權,直到真正實現我國半導體產業的獨立自主。

  據央視財經8月19日援引國務院發布的相關數據顯示,中國芯片自給率要在2025年達到70%,而2019年我國芯片自給率僅為30%左右。

  除了國家政策和資本的支持之外,我國企業也開始加大對半導體的研發投入。中芯國際5月15日發布公告稱,旗下14納米及以下產能平臺中芯南方將獲得注資,注冊資本由35億美元增加至65億美元;阿里通過收購兩家芯片企業和投資五家芯片企業進軍芯片領域……在各界的共同努力下,中國集成電路產業正迅速發展。

  在復旦大學中國研究院院長張維為教授看來,中國與美國的芯片生產的確有一定差距,但并非所有領域。他指出,在國防安全領域里,中國使用的幾乎都是國產芯片,例如北斗三號衛星導航系統、太湖之光超算計算機、殲-20高性能飛機、嫦娥四號的芯片和系統等?!跋鄬Χ?,中國芯片弱在商業應用的芯片,例如手機芯片等?!睆埦S為說。

  而現在,得益于中國廣闊的市場和應用領域,中國商業芯片行業正展現出很強的發展動能和潛力。最為關鍵的是,在外部環境倒逼和內部技術提升的共同作用下,國產芯片加速試錯、改造、提升,已經從“不可用”向“基本可用”、再到“好用”轉變。

  過去,只有航空航天、超級計算機、高鐵、衛星導航系統等使用“中國芯”;現在,手機、筆記本電腦、智能穿戴設備等,也已經部分使用國產芯片。

  實踐證明,關鍵核心技術是買不來、討不來的。只有把關鍵核心技術掌握在自己手中,才能從根本上保障國家經濟安全、國防安全和其他安全。

  眼下,中國芯片產業正在進行一場沒有硝煙的戰爭。這一仗的勝負,要放在十年乃至更長時間來評估。

  我們不要懷疑華為戰勝困難的決心,而且也不要低估了中國科學家的能力和韌勁。對于華為來說,這毫無疑問是痛苦而艱難的時刻,但這或許也將成為華為,乃至整個中國芯片產業涅槃的開端。

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