“中國芯”的理想是運營商的“羽翼”

華為麒麟芯片斷供陰霾

在8月7日中國信息化百人會2020年峰會上，華為消費者業(yè)務(wù)CEO余承東表示：“由于美國今年的制裁，9月15日后臺積電將無法再承接華為高端芯片代工訂單，華為麒麟9000芯片將會成為最后一代麒麟芯片產(chǎn)品，華為Mate40或?qū)⒊蔀榇钶d高端麒麟芯片的“絕版”機�！睆娜ツ曛撇靡詠恚�加上疫情的影響導(dǎo)致手機芯片供貨減少,使得華為在今年上半年手機發(fā)貨量同比下滑11.9%,而預(yù)計今年的發(fā)貨量將低于去年的2.4億臺。

在過去十幾年，華為一直在芯片領(lǐng)域奮起直追，渴望在國際上取得話語權(quán)，擺脫對西方技術(shù)的依賴。如今，像華為這樣的頂級企業(yè)，雖然已經(jīng)完全具備芯片的設(shè)計能力，但遺憾的是麒麟芯片斷供的事實，讓我們意識到盡管我們可以獨立設(shè)計出芯片，但我們無法在不借助西方技術(shù)的前提下，自己制造出芯片。

目前，中國仍是全球最大的半導(dǎo)體與集成電路消費市場。數(shù)據(jù)顯示，2018年中國的芯片消費量超過美洲（22%）和歐洲（9%）的總和，占全球總消費量的33%；70%的中國芯片依賴進口，自給比例僅30%左右。在截至2019年的10年中，中國芯片進口金額已經(jīng)從1293億美元升至3104億美元，增長率達140%，成為美國芯片制造商最大的出口市場，為其提供了超過30%的收入。由于缺乏自主制造芯片的能力，目前中國只能眼睜睜地白給其他國家送錢。

國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分工落后

為什么擁有全面自主的“中國芯”難度那么大。這就要從芯片的制造流程說起，在芯片領(lǐng)域，設(shè)計、制造和封測是三大組成部分，大部分企業(yè)主營業(yè)務(wù)只涉及其中一環(huán)，像華為海思主要就是負責芯片設(shè)計，而后繼的工序則由代工廠完成。

芯片設(shè)計領(lǐng)域，是中國在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)展最好的領(lǐng)域，2019 年中國 IC 設(shè)計產(chǎn)值達3084.9億元人民幣，年增長率超19.71%。在全球占比突破10%。從產(chǎn)品線來看，中國芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品線涵蓋手機 SoC、基頻、指紋辨識，及銀行安全芯片等，但在高端芯片領(lǐng)域，中國芯片的市占率還是很低，跟國際大廠有明顯差距。不論華為海思還是高通、蘋果，都購買并使用了英國公司ARM的架構(gòu)，且在ARM授權(quán)的設(shè)計圖紙上進行重新的改造，進行圖紙設(shè)計還需要EDA軟件，不巧的是，全球EDA軟件三大巨頭Synopsys（新思）、Cadence（楷登）、Mentor（明導(dǎo)）公司均來自于美國。

2009-2019年國內(nèi)芯片設(shè)計產(chǎn)值（單位：億元人民幣）

數(shù)據(jù)來源：網(wǎng)絡(luò)公開數(shù)據(jù)

目前，中國芯片最大的問題是在中間制造這個環(huán)節(jié)。

華為海思是一家芯片設(shè)計公司，不涉及芯片的生產(chǎn)，這就不得不找代生產(chǎn)公司。而臺積電是晶圓代工廠商中的絕對霸主——第一家將EUV技術(shù)用于7nm工藝制程商業(yè)化生產(chǎn)的晶圓代工廠。在全球其他芯片設(shè)計同行們還在琢磨著7nm工藝制程時，臺積電早已經(jīng)落成了5nm生產(chǎn)線了，麒麟9000芯片正是基于臺積電5nm工藝打造。而即使是臺積電，也大量采用了美國的半導(dǎo)體材料，根據(jù)美國第二輪制裁的規(guī)定：“任何企業(yè)供貨含有美國技術(shù)的半導(dǎo)體產(chǎn)品給華為,必須先取得美國政府的出口許可�！迸_積電的斷供將會給華為的高端5G手機生產(chǎn)帶來巨大的打擊。

全球晶圓代工廠制程對比

數(shù)據(jù)來源：網(wǎng)絡(luò)公開數(shù)據(jù)

封裝測試封測是集成電路產(chǎn)品的最后一段環(huán)節(jié)，技術(shù)相對容易。中國大陸封測領(lǐng)域有三大龍頭，包括長電科技、華天科技和通富微電，三家共占領(lǐng)了全球市場超過20%份額。2019年前9月，我國芯片封測行業(yè)產(chǎn)值達1607億元。

從行業(yè)發(fā)展情況來看，我國半導(dǎo)體材料在國際分工中多處于中低端領(lǐng)域，高端產(chǎn)品市場主要被歐、美、日、韓、臺等國家及地區(qū)的少數(shù)國際大公司壟斷。在整個產(chǎn)業(yè)鏈的多數(shù)環(huán)節(jié)，我國與國際先進技術(shù)之間存在巨大差距。因此想要制造“中國芯”道阻且長，目前只能大量依靠從海外進口。

國內(nèi)制造芯片的差距在哪里？

所有的生產(chǎn)都離不開設(shè)備。設(shè)備可分為晶圓制造設(shè)備、封裝設(shè)備和測試設(shè)備等。晶圓制造設(shè)備又分為刻蝕機、光刻機，其中光刻機的技術(shù)難度最高，現(xiàn)在被荷蘭ASML公司技術(shù)壟斷，而里面的技術(shù)問題盤根錯節(jié)，基本逃不出美國制裁的限制。

中芯國際曾向ASML公司訂購了一臺價值1.48億美元的EUV光刻機，但由于外界原因，設(shè)備至今仍未交付。中芯國際剛剛可以量產(chǎn)14nm制程，與臺積電5nm制程相差甚遠，自然沒有辦法指望中芯國際為華為代生產(chǎn)芯片了。

5G時代，中國芯片與運營商關(guān)系變得更緊密

目前，我國的電信運營商正全力加速5G應(yīng)用快速落地，其中離不開芯片的技術(shù)支撐，在當前的艱難局勢條件下，國內(nèi)的運營商和設(shè)備商之間再也不僅僅是從前甲方和乙方的商業(yè)合作關(guān)系，更是唇亡齒寒、榮辱與共的關(guān)系。

運營商的工作重心由以前的個人通訊業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向2B業(yè)務(wù)，不再單純是“管道工”的身份，因此必須提前做好準備。以前面對個人業(yè)務(wù)需要技術(shù)設(shè)備全部準備好了，才開始著手應(yīng)用方案的測試實驗，現(xiàn)在面對2B業(yè)務(wù)則應(yīng)該提前對項目進行孵化，提前給特定路段組網(wǎng)，提供測試環(huán)境，協(xié)助優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，甚至承擔一部分研究工作。

從設(shè)計到制造，從材料到設(shè)備，芯片產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為世界上分工最為細致的產(chǎn)業(yè)之一。目前包括美國在內(nèi)，全球沒有一個國家可以掌握芯片整個領(lǐng)域的全部技術(shù)。上游產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)不足導(dǎo)致5G應(yīng)用發(fā)展放緩這絕對不是華為一家公司面臨的難題，更是運營商乃至中國走向強企業(yè)強國的阻礙。美國的制裁是痛苦的，但也是一個重大的機遇，將逼迫國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈從設(shè)計到生產(chǎn)盡快地升級協(xié)調(diào)發(fā)展。5G芯片能在自動駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療、遠程教育、智能家居、個人智能穿戴等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，這里面離不開運營商的支持，運營商要想繼續(xù)領(lǐng)跑5G，關(guān)鍵是突破業(yè)務(wù)發(fā)展的邊界，提前布局2B生態(tài)圈，以開放的心態(tài)與行業(yè)伙伴聯(lián)合共同打贏這場數(shù)字戰(zhàn)爭。