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95%的产品,纯国产芯片厂无法制造,华为海思真的走投无路?
发布时间:2020-08-19 21:56 来源:互联网

有说华为海思裁员,也有说台积电加班加点,赶在敏感时间节点前,生产出800万颗5nm工艺麒麟1000(或麒麟1020)芯片,因此,华为手机旗舰mate 40将会如期发布。

不过,如果仅有手机业务(麒麟芯片)受到冲击,华为受到的影响还仅为皮毛,实际上,在一轮又一轮的制裁下,华为海思全线产品几乎均面临巨大挑战。

华为海思成立于2004年,成立10年就烧掉华为超过1600亿元人民币,而2014年华为销售收入仅为2881.97亿元人民币。资金上的海量投入是海思崛起的原因之一,使其16年时间就从一个无名之辈冲进全球前五,为华为铸造端到端的竞争优势立下汗马功劳。

但是,只要梳理华为海思的产品线,就会发现其产品对制造工艺的要求非常高,在制造上无法完全实行国产化替代,竞争优势成为制裁打击的靶点。

海思设计的产品共有11大类,41款产品,涵盖电视解码、摄像头、家庭网络、手机SoC、基带、AI开发、AI芯片、服务器等领域,基本上撑起了华为现有的通信设备和消费产品线。

这些芯片中,麒麟芯片、昇腾芯片(AI)和鲲鹏芯片,采用的是16nm到7nm制程工艺,其中最高端的旗舰,无一例外全部是7nm。

基带芯片共有两款,一款是Balong 750,另一款是Balong 5000。Balong 750是一颗4G基带芯片,海思官网注明采用了16nm FinFET工艺。Balong 5000没有说明制程工艺,但考虑到它是一颗5G芯片,如果内置于手机SoC芯片中,其制程工艺应该和麒麟990保持一致,即7nm,如果外置的话,其至少应该采用与Balong 750相同的制程工艺,即16nm。原因很简单,5G基带芯片相比4G,设计更复杂,集成度更高,要想减低能耗,提高性能,只能采用更高阶的制程工艺,因此,16nm只是一个起码的保证。

相对来说,电视解码、摄像头、家庭网络等芯片,CPU采用ARM的A7、A9、A53和A73,这三款IP对制程工艺的要求不高。

A7是ARM在2011年推出的IP,主流制程工艺是28nm,和A53相同;A9可选择的制程工艺有40nm和28nm。

在海思设计的产品中,也有不采用ARM的IP的,比如仅支持FHD分辨率的电视解码芯片和一款叫BMC的产品,但占比极低,仅有两款产品。

就具体占比来说,采用7nm工艺的产品大概有7款,占比大约17.07%;7nm以下到16nm(包括16nm),有6款产品,占比大约是14.63%;16nm以下到40nm(包括40nm),有26款,占比大约是63.41%。

可以看出,海思设计的产品中,超过95%要求匹配的制程工艺在40nm到7nm,而国内目前工艺制程最先进的中芯国际,刚刚量产的最先进的制程工艺是14nm,其次是28nm。

也许从制程工艺的代数差距上看,国内芯片代工厂和台积电只差了三代,看起来差距还可以接受,但从量产占比的角度看,差距可谓天渊之别。

这也是华为不得不找台积电代工的原因,国内芯片代工厂和台积电的差距太大,不能和先进芯片设计并驾齐驱。

这就意味着,没有台积电代工的话,即使华为将芯片订单全部给中芯国际,中芯国际也要花4到5年时间才能研发出匹配的工艺。

本来,华为的打算是,以时间换空间,扶持中芯国际制程工艺快速升级,以规避制裁,所以将14nm订单交给中芯国际。但美不断收紧制裁口子,更是在2020年5月16日修改出口管制规定,限制华为使用美国技术和设备在海外设计和制造半导体的能力。

而中芯国际在创办之初,创始人张汝京为迅速缩短与台积电的差距,通过在德州仪器的人脉,购买了相当一部分授权,加上大量采用美国半导体设备,所以也无法规避美方制裁规定,给华为代工。

目前纯粹国产的光刻机分辨率为65nm,大大低于华为海思设计的中高端产品的工艺匹配要求。前面已经说过,海思设计的产品中,仅有两款低端产品对制程工艺无明显要求,占比4.9%。

换句话说,现有纯粹国产的芯片制造生产线,难以满足海思95%产品的制程工艺匹配要求,这就是海思在制裁下面临的挑战,受到的冲击可想而知。

在2020年5月18日的第17届全球分析师大会上,华为轮值董事长郭平表示,“实体清单”直接影响了华为原先制定的业务计划,差了120亿美元,每个季度的营收增长是处于下滑趋势的,每一个合同都很艰难。

对于5月16日美国对华为的限制升级,郭平表示:“美国商务部针对华为修改了相关法律和规则,我们的业务将不可避免受到巨大影响,但这一年的磨练也让我们皮糙肉厚,我们有信心能够尽快找到解决方案。”

就目前的情势,可能的解决方案有两条路径:一条是用日本半导体设备和材料替代,尼康的净液式光刻机可以达到7nm分辨率,追平ASML的同类型光刻机,而日美由于上世纪七十年代到九十年代的芯片大战,加上日本企业擅长垂直一体化经营,其半导体设备和美国技术基本上没有什么瓜葛,可规避美国的技术出口限制;另一条路径是,中高端半导体设备国产化提速,这一块资源投入到位,应该能很快攻克,毕竟DUV光刻领域不再是无人区,而且国产光刻设备有65nm打底,通过升级和制造程序改进,也可以提升分辨率,满足华为海思大部分产品的制程工艺要求。

总之,华为海思这一次面临的挑战超乎想象,但还未像有的媒体说的“走投无路”,捱过最困难的这几年,必能迎来柳暗花明。

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