芯片被卡,谁能帮助华为?不是台积电,也不会是中芯国际!


发布时间:2021-04-07 09:47 作者:绍衡

芯片、发动机一直是我国工业领域的重大短板。2018年中兴事件和2020年的华为事件更是把芯片国产化推到了势在必行的程度。当下来说,最艰难的当属华为公司,好容易自己设计出了高性能的芯片,却又面临着没人给生产的尴尬境地。虽说,从国家层面到华为自己都加大了芯片生产自主化的进程,但远水解不了近渴。眼下来说,最有可能帮助华为的是谁呢?我们一起来分析一下。

芯片被卡,谁能帮助华为?不是台积电,也不会是中芯国际!

芯片从生产工艺来说有高端芯片和低端芯片。低端芯片我国已经可以自己生产,即使国外完全封锁,我国也可以保障自己的供给,至少短期内28nm芯片完全国产化是没有大问题的。问题比较大的是高端芯片,14nm、7nm以及更高端的芯片,国内没有任何一家企业可以做到不用美国技术独立生产。不仅国内没有,全球也没有任何一家公司做到了完全不用美国技术。那有没有一家公司能在短期内搞出不用美国技术的芯片生产线,并帮助华为呢?

一开始,人们把希望都放到了中芯国际身上,希望中芯国际尽快研发扩大产能,解决华为的燃眉之急。但是,很快中芯国际就发表了声明,无法绕开美国法令给华为提供服务。这真的怪不得中芯国际,人家现有的技术并不能做到完全摆脱美国。

其实,中芯国际从一成立,就明白,虽然目标是打造中国自己的芯片生产龙头企业,但不能对外打着中国芯片企业的牌子。因为,高端芯片生产设备和耗材,全部都需要进口,如果是一家中国公司,就会面临技术封锁,无法获得先进的设备。所以,中芯国际一开始就没有在中国进行注册,而是在国外注册,并一直强调自己是一家国际公司。为了增加国际公司形象,不引起美国特别关照,甚至主要的投资商都要去国外找。可见中芯国际创始人的用心良苦,必须先把公司建立并发展起来,再说属于谁的问题。

芯片被卡,谁能帮助华为?不是台积电,也不会是中芯国际!

但是,由于中芯国际成立后长期不盈利,造成国际投资伙伴纷纷撤资,最后只好引进国内资本变成了中国公司控股。也正是由于中国色彩越来越浓,美国终于还是出手了,禁止ASML最先进的极紫外光刻机卖给中芯国际。如果没有美国作梗,中芯国际大力发展几年,利用国内市场,完全可以大展拳脚。但是目前的情况,必须首先考虑自己活下去的问题,不可能冒着被美国惩罚的风险帮华为生产芯片。

芯片被卡,谁能帮助华为?不是台积电,也不会是中芯国际!

要想帮华为生产芯片,必须从生产上不再使用任何美国技术。凭中芯国际的技术储备和研发能力,暂时还难以完成。最有可能实现这一目标的公司有两家,分别是台积电和三星。有人会想,都是中国人,台积电似乎更有可能帮华为。而且,台积电也确实有消息传出要开发不包括美国技术的生产线。但是,对于台积电来说,为华为改变的意愿并不强烈。首先,华为空出来的产能已经被其他公司补上,没有产能闲置的问题。另外,世界上最大的芯片客户高通、苹果、AMD都在台积电手里面,更有重磅的美国军方合同,所以台积电不愁拿不到订单。

在这样的背景下,显然台积电并不会腾出太多精力给华为做专项研发。再加上,近期爆出了国内企业高薪聘用台积电技术人员的事情,更是让台积电心怀怨气,不合作的可能性更大了。

短期内,有实力能帮上华为的只剩下三星一个选项了。而且三星在台积电之前就已经宣称要开发不包括美国技术的生产线了,想拿下华为这个大客户的意愿很强。

三星作为芯片代工领域的老二,近两年一直被台积电压着半头。当老二不舒服,有机会当老大,绝不会甘心做老二,这个道理是谁都懂得。三星除了老二地位不痛快以外,与台积电之间,还有大客户苹果被抢的矛盾。

作为老大,台积电并不在乎丢掉一两个客户,但三星却很愿意多拿下一些高端客户。只要客户够多,订单够多,就可以多挣钱。然后,就可以拿出足够多的经费进行技术研发,只要技术够先进,就可以把台积电抢走的客户再抢回来,当老大才是最终目标。

短期来看,三星本身的技术储备仅比台积电少一些,但远高于国内一众芯片代工企业,打造无美国技术生产线的能力显然更强。首先,三星跟ASML的合作关系,决定着光刻机不会被限制,也有能力跟ASML合作研发不含美国零件的先进光刻机。其他生产设备,基本都可以找到不用美国技术的替代品。其次,在经历过日本耗材禁售政策以后,韩国也很重视耗材的自己生产,自我保障能力得到了锻炼。同时,三星为了实现超越,也在加大研发投入,希望能尽快实现技术超越,从台积电手中拿回自己丢掉的市场份额。

在这个时候,如果三星下定决心拿下华为这样的大客户,就会给芯片代工行业带来新的变局。一方面,华为本身的订单就已经足够三星消化一段时间了。另一方面,拿下了华为,很有可能就相当于拿下了整个中国高端芯片市场。因为,不仅华为面临芯片生产问题,国内的各大手机生产企业也都面临芯片断供的风险,这些企业也在自研芯片,一旦研制出来就需要找没有美国技术的生产线代工。同时,华为的芯片如果解决了生产问题,还很有可能向友商放开使用,替代高通成为国内最大的芯片供应商。从代工企业来说,谁拿下了华为芯片代工,就相当于直接占据了国内大部分高端芯片市场。更何况,还有中国的电脑芯片市场和5G物联网芯片市场。这样大的市场,足以让三星冒着一定的风险进行研发了。

当然,三星代工也不算完全国产,但至少可以给国内芯片产业链发展带来一定的缓冲期了。至于三星,会不会全力配合,还有很大的不确定性,毕竟人家也是亲美的公司。另外,就算搞出了生产线,也有可能是落后一两代的生产线,而不是最先进的7nm生产线或者5nm生产线。这样的话,华为的高端芯片还是无法生产。

除了三星能挽救华为的麒麟芯片以外,短期内能帮上华为的还有日本公司。日本曾经是电子领域的老大,美国的科研人员也都是给日本公司打工才有饭吃。Intel公司最早的通用芯片4004,也是美国一个科研人员为日本公司研发的,但日本公司没有看上。后来通用芯片在美国得到了迅速发展,日本公司估计肠子都悔青了。虽然美国是芯片领域的老大,但日本在芯片领域的积累也是不可小觑的。现在芯片使用的几乎所有耗材和仪器设备,主要供应商里都有日本公司的影子。在ASML翻身成为老大之前,光刻机生产的老大和老二就是日本的尼康和佳能,这两家公司虽然没有研发出极紫外光刻机,但要说相关技术积累也是仅次于ASML的。如果说哪个国家可以完全独立组建不含美国技术的芯片生产线,日本应该是首屈一指的。

前一段时间,日本媒体就曾经出谋划策让日本公司跟中国合作,组建完全不含美国技术的芯片生产线。其实日本也很想重拾芯片领域昔日的辉煌的。至于这样的建议能否成行,我们不好预测。但我们的伟人曾经说过,我们要团结一切可以团结的力量。它山之石可以攻玉,如果想尽快摆脱困境,借力日韩的科技公司也是不错的选择。

当然,日韩公司不可能向中国公司转让核心技术,要想完全不被卡脖子,还得独立自主。所以,如果说短期内可以借力日韩公司的话。长期来看,还得靠中国自己公司的努力,逐渐形成完整的芯片全产业链。下面简单说说自主产业链的问题。

芯片生产确实很难,难到我国建国70多年,高科技领域普遍快速发展的当下,芯片生产仍然会被人家卡脖子。但是,芯片生产领域,我们不再是吴下阿蒙,更不是门外汉。发展到今天,可以说,芯片生产的全产业链,我国都已经有一定的基础了。不管是光刻机制造、单晶硅生产,还是蚀刻机研发和各种芯片级耗材的生产,包括芯片的生产工艺,都有了一定的产业基础。虽说我国的产业链水平还没有达到高端,在全球的市场占有率也非常低。但也能做到关起门来造芯片了,至少不至于没有国产芯片可用的尴尬境地。

现在的难题在于高端芯片的生产技术,和高端芯片生产设备的缺乏。而这里面最大的障碍其实还是专利壁垒,我们想独立生产,必须得想办法绕开人家的专利,或者取得人家的专利授权。单从技术水平上来说,中国不见的就如很多人说得有十到二十年的差距,但也不可能一两年就追上来。

我们确实还无法生产ASML水平的极紫外光刻机,但是也已经保证90nm光刻机的量产了,28nm光刻机也可能会在近期上市。很多人说,光刻机使用的零件都是世界顶级企业生产的,中国凭一国的力量根本生产不出来。其实不完全是这样的,上海微电子已经用实际产品告诉世人,中国是有实力实现这些技术的。极紫外光刻机,虽然还不能生产,但从上世纪90年代就已经开始投入研发力量了,基本原理还是很清楚的,下面需要对一些关键技术进行突破。后面我再制作一个视频,把研制光刻机的真正难点给大家分析一下,大家不要被表象给吓住了。如果极紫外光刻机研发真有很多人说的那么难,华为不可能把资金扔到无底洞准备研发极紫外光刻机。

上海微电子之所以能让国产28nm光刻机面世,很重要的原因是我们已经有了一定的研发基础。我国的长春光机所早就研制出了90nm投影光刻物镜,这个物镜为上海微电子90nm光刻机生产提供了保证。而28nm光刻机使用的物镜应该就是浸没式的投影物镜,这种物镜是当年ASML得以超越日本尼康和佳能的法宝。如果我们也能生产了,意味着下面主要的精力就是完善DUV光刻机和突破EUV光刻机的光学系统了。

当然,对于光刻机,我们也不能盲目乐观,这里还有一些不确定性,首先就是上海微电子的28nm光刻机是不是真实存在,能否顺利量产?人家自己官网并没有说造出了28nm光刻机。其次,上海微电子的光刻机恐怕也不是完全的自主知识产权,很多零配件也是进口产品,很有可能也不乏美国进口的零配件。所以,国内的配套产业链还得加油发展。

除了光刻机以外,国产蚀刻机,已经做到5nm水平了,可以说已经是前沿水平了吗,这是很值得骄傲的。芯片生产还涉及大量的耗材和其他设备,这些耗材和设备基本都不再是什么技术机密,碍于专利保护,很多东西还达不到人家的先进水平。但是都已经有相应的布局了,并不断传出突破的好消息。比如12英寸高纯度单晶硅生产线早就已经解决,产品质量也到得了一线大厂的认证,下面就是扩大产能的问题了。高纯度芯片级耗材的生产,也不断传出好消息,比如,国内早就解决了高纯度氟化氢的生产,近期芯片级四氟化碳和六氟化硫也已经实现量产。

光刻胶是芯片领域最难生产的耗材,目前中国企业已经攻克了除极紫外光刻胶以外的各类光刻胶的生产。其中南大光电的28nm光刻胶年底之前应该可以量产。至于掩膜板,上游基材生产主要集中在日韩企业,下游高端掩膜版生产也是各大芯片厂自行掌控,自己把握核心技术。但中科院、中国电子科技集团等相关单位,中芯国际等中国公司的掩膜板生产也是有一定技术积累的,未来实现自给自足不存在太大问题。

目前,芯片业需要的耗材基本都可以实现国产化了。但对于这些高纯度的芯片级耗材来说,并不是能生产就算完事了。下一步,需要把这些耗材供应到一线厂商进行验证,一旦通过一流厂商的认证,就可以大批量生产了。比如国内很多耗材企业生产的耗材,已经得到台积电、中芯国际等公司的认证了。未来更多的耗材,需要这些国际大厂认证,逐渐实现全产业链耗材的国产化供应。

再说人才,经过多年的发展,中国的芯片生产人才也积累了不少了,各个环节的人才都有所积累。再加上从台积电、三星等一流大厂挖过来的大量高端芯片生产人才和管理人才,足可以成为我国向高端芯片生产发力的重要砝码。乐观点看,全球范围内,芯片领域的高端人才,华人的比例还是很高的,国内企业可以下功夫多挖掘一些人才过来。

基于以上分析,华为等公司短期内确实会面临高端芯片生产的难题。短期内国内所有企业都无法帮华为解决这个难题。如果三星从市场战略上考虑,全力帮华为的话,也许一年左右的时间就可以解决麒麟芯片生产问题。这是短期的解决办法。再或者,中日韩三国合力,打造独立于美国体系之外的芯片产业链。

长期来看,未来排除任何国外的不确定性因素,华为只能靠国内企业抱团来解决产业链的问题。华为正准备联合组建纯国产40nm工艺的生产线,可以解决低端芯片生产的问题。经过国内产业链的完善,乐观点看,未来三到五年也许能实现7nm甚至5nm国产的生产线。另外,如果北大科研团队研发的碳基芯片在两年内实现量产的话,也许可以开拓一片新天地。

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芯片 华为 事件

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