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华为的核心元器件供货问题——台积电问题影响

2020/2/14 15:31:55 来源:中国西藏网

5月17日,备胎一夜转 " 正 " 刷屏了朋友圈。这其中,有无奈,也让国产芯片股为之沸腾。

文章字句饱含深情:" 多年前,还是云淡风轻的季节,公司做出了极限生存的假设,预计有一天,所有美国的先进芯片和技术将不可获得,华为仍将持续为客户服务。为了这个以为永远不会发生的假设,数千海思儿女,走上了科技史上最为悲壮的长征,为公司的生存打造“备胎”。"

这些 " 备胎 ",就是华为创始人任正非为应对挑战早早定下的策略。更让人惊讶的是,华为海思总裁何庭波还在文中表示:" 今天是历史的选择,所有我们曾经打造的备胎,一夜之间全部‘转正\\’。"

5 月 16 日美国商务部工业与安全局(BIS)将华为列入所谓 " 实体清单 ",外界最关注的就是华为核心供应链是否会受到冲击,因为列入清单就意味着没有美国政府的许可,华为无法向美国企业购买等产品。

对此,华为发表声明:" 这不符合任何一方的利益,会对与华为合作的美国公司造成巨大的经济损失,影响美国数以万计的就业岗位,也破坏了全球供应链的合作和互信。同时,华为将尽快就此事寻求救济和解决方案,采取积极措施,降低此事件的影响。"

同时,多位半导体产业链人士表示,华为已经在核心部件上有半年至一年左右的库存。去年以来,华为就有所准备,提前做好库存来应对今年的挑战,备胎策略也能为华为抵御部分风险。

过去,很多国产芯片公司往往只能作为整机厂的 " 备胎 " 甚至连 " 备胎 " 资格也没有,但在供应链风险严峻、中兴华为先后敲响警钟之后,未来国产芯片企业或将赢得整机厂商更多关注目光,半导体国产替代空间广阔。

中国半导体行业协会 5 月 17 日发布了 2018 年中国各产业环节的十大(强)公司榜单,其中不乏上市公司或科创板受理企业,他们有的已经跻身世界巨头供应链,有的仍然在 " 备胎 " 道路上下求索。未来,中国电子信息产业或许需要给予他们更多机会,假以时日,他们或许会迎来真正的高光时刻。

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海思是谁?

提起海思,或许不少人感到陌生,它是隐藏在华为背后的半导体子公司,承载着华为芯片的研发和销售。海思于 2004 年正式成立,主攻消费电子芯片,从半导体产业的类型来看,海思属于 fabless 的芯片设计公司,目前也是国内该领域的老大。

根据公开信息,华为研发主要载体为华为 2012 实验室,下设中央研究院、中央软件院、中央硬件院、海思半导体等二级部门。

海思虽然在名义上是二级部门,但是地位很高。当年一同奋起研发芯片的同伴中,如今只有华为坚持下来并做大规模,海思和 一样,已经成为华为核心竞争力的保障。

一位华为内部人士说:" 海思地位超然,实际上就是一级部门,2012 基本管不了它。何庭波现在不仅是海思的总裁,也是 2012 的总裁,同时她也是华为董事会成员之一,比有些一级部门老大的地位还高。"

而海思确实支撑得起它在华为内部的地位。首先从产品来看,海思共有六大类芯片组解决方案,其中,最广为人知的产品应该是手机处理器麒麟芯片,制程已经到 7nm。如今华为一年过亿的手机销量,也让手机芯片成为海思销量最大的品类。

在方面,5G 基带芯片巴龙 5000 也已经推出,这也是华为可以和一较高下的技术领域;数据中心领域,有 架构的服务器芯片鲲鹏系列,今年已经推出 7nm 的产品; 方面,去年华为就发布了昇腾 310 和 910,今年有更多搭载他们的设备落地;视频应用上,海思有机顶盒芯片和电视芯片、安防芯片等;物联网方面,海思还推出了 / G.hn / Connectivity / 产品。

这些芯片华为主要自给自足,其中也有外销的部分。比如安防芯片、电视芯片,其中安防芯片在国内的市场份额占比排名第一。在 2018 年,国内电视厂商高管表示:" 华为海思芯片已占国内彩电 SOC 芯片市场的三成份额,销量达到千万级别,而且份额还呈上升趋势。"

一位半导体业内人士表示:" 从技术角度看,5G 基带芯片海思属于第一梯队,并且,有可能今年麒麟芯片将和基带芯片整合到一个处理器当中。同时华为力推的 ARM 架构服务器领先于高通,高通也推出过服务器芯片,但是没有动静。"

伴随着产品在各个领域的突破,海思整体营收的增长也很迅速。根据 ICinsghts 发布的 2019 年 Q1 全球半导体市场报告,海思 Q1 营收达到了 17.55 亿美元,同比上涨 41%,增速远高于其他半导体公司,排名上升至第 14 位。对比去年,海思 Q1 营收为 12.5 亿美元,才刚进入前 25 名。

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那么华为能否安然无恙呢?

根据2018年底华为公布的92家核心供应商名单,美国有33家,中国大陆25家,日本11家,中国台湾10家,其他地区13家。美国的供应商主要是半导体和软件公司。

根据从供应链得到的消息,在5月17日,美国各大半导体公司都已经接到了美国政府的通知,停止了对华为公司的供货,这意味着美国人的禁令对于华为可以说完全没有缓冲期。

对于受到极限状态受到的可能影响,华为公司内部已经有所评估,

华为的轮值CEO徐直军2019年2月在华为公司年度工作会议上的内部发言时称

“我们现在有8000多人的队伍正在为业务连续性日夜奋战,没有节假日”

同时有一句关键的话:

“消费者业务相对于ICT基础设施业务有点不同,在业务连续性上,我们基本不依赖于美国,虽然我们大规模使用美国器件,但是我们可以做到不依赖,这是比较踏实的一点。”

同时2019年5月16日华为轮值CEO胡厚崑在内部在《致员工的一封信》里称

“美国商务部工业与安全局(BIS)将华为列入所谓“实体清单”的决定,是美国政府出于政治目的持续打压华为的最新一步。对此,公司在多年前就有所预计,并在研究开发、业务连续性等方面进行了大量投入和充分准备,能够保障在极端情况下,公司经营不受大的影响。”

当然了,华为高管们的讲话,肯定会有稳定军心的意味,那么华为究竟受的影响有多大?

1:华为手机业务所受的影响比通信基站和企业IT产品要小。

这一点从徐直军在华为年度工作会议上的讲话也可以得到印证。

华为手机除了短期内有供货产能的麻烦,带来销量受影响之外,中长期会更快的恢复,这是为什么呢?

一个是客观要求不一样,智能终端更看重用户体验,企业IT产品和通信基站产品更看重技术指标。

智能手机是小型部件,仅供个人使用,和外部通信的数据交换量较小,一个普通人一个月的使用流量平均下来也就是几个G的水平。

而一个通信基站连接的用户数量众多,每天产生巨量的数据交换,企业买的IT产品也是同理,其对数据交换量的需求极大。

企业和电信运营商,对数据的需求量和个人完全不是一个级别,同时对可靠性的要求也和个人不是一个级别,一个企业或者一个运营商如果出现业务中断,损失将是巨量的,我们假设一个城市突然断网几小时,这个影响将是非常巨大。

因此ICT基础设施部分,对信号处理等高性能器件的要求是高于手机的。

同时手机业务更多是消费者的用户体验水平,对手机技术参数如数家珍的发烧友是少数,大多数人根本不会去了解手机的具体技术规格。

我们一直在说5G,其实和4G的核心区别之一就在于数据传输速度,达不到5G的速度就不是5G,也就不会有运营商客户用。

而对于普通用户,其实手机的上网速度快一点,慢一点根本感觉不到,相比之下会更多在意非性能方面的东西,比如说你的领导,买手机一般都是华为,尽管他买的款式不一定性能有OV,小米的同款好。

一个是客观的收益成本,为什么华为海思的主力产品是手机使用的麒麟处理器?

其实原因不复杂,即使是像中国这样的大国,通信基站的数量也就是百万站级别,企业IT使用的各种产品也是同理,其需求量是远远无法和单款手机就能动辄销量上百万部,甚至上千万部去比较的。

因此华为优先选择在手机上大力开发麒麟处理器,也是符合商业利益的结果,这也在客观上导致了华为的手机部分芯片自主化程度高,甚至可以不依赖于美国器件。

同时华为公司也比较有底气,使用替代器件毫无疑问会带来手机性能的下降,但是对于消费者而言,这种体验并不会太敏感,举个例子,你和你朋友都买了同一款手机,在同样的网络环境下测试手机的下载速度,你是3M/s, 他是4M/s,看起来是不是他的手机性能好三分之一?实际上你们的用户体验差异不会那么大。

2:美国的《出口管制条例》并不能回溯到以前已经销售的产品,ARM架构已经获得永久授权,华为自有操作系统已经可用。

这是很容易理解的,此次美国商务部BIS发布的实体清单,其法律依据就是《出口管制条例》,该条例能够惩罚违反出口禁令的企业,但是不可能说,一家企业以前卖过东西给华为,所以也要处罚。

华为在2019年5月之前购买的各种服务性产品,其所有权在华为,是可以继续使用的,只是不会继续收到厂家提供的服务。

有人说,华为的处理器用的ARM架构,华为的手机用的操作系统是安卓,华为开发芯片用的用的是,Synopsys,甚至华为员工内部办公用的也是windows,美国一禁用就完了。

这种说法是错误的,已经购买了的服务性产品,交易已经完成,其所有权在华为,华为继续使用没有任何法律问题,华为是有时间来逐步替代以上已经购买的服务性产品的。

以ARM为例,虽然是软银所有,但是因为其用到了美国的知识产权,也会受到管辖。

但即使不再对华为授权新的版本,华为也可以在之前购买的版本基础上自行继续开发,下面这张图是2019年1月的华为在一次市场活动中解释了公众对ARM架构自主性的疑问。华为拥有ARM V8架构的永久授权,而这是最新的商用架构,华为可以完全自主的设计处理器,不受外部环境制约。

另外,如果美国人要求谷歌安卓停止对华为销售产品和提供服务,谷歌肯定会遵守,但是这不会妨碍华为推出自有系统兼容安卓,实际上华为对于安卓系统已经有了非常深度的理解,前不久推出的方舟编译器就是个例子,华为通过对安卓底层的研究,能够确保在专利上证明其自有系统的独立性,保证能够在美国以外的所有国家合法销售。

其他的EDA芯片设计工具也是同理,即使不能继续获得更新的版本,华为仍然是可以继续使用,这也给华为留下了时间,实际上华为还有其他方法可以规避,例如业务外包等等。

实际上,摩尔定律的发展也给了华为时间,EDA工具和工艺制程高度相关,芯片代工厂工艺向更高纳米精度,也需要EDA工具厂家随之更新。但目前芯片制程到了7/5nm之后,已经基本快到极限,速度变慢,因此华为已经购买的EDA工具授权,可以比较之以前使用更长时间,这也给华为带来了缓冲。

软件和架构授权都属于服务型产品,他们一个是不存在大规模供货的问题,不继续供货了我也可以继续用,我还有时间继续改进;

一个是不存在法律问题,这个也很关键,这意味着华为的手机等产品可以在全球各国继续的顺利销售,而无法被当地法律禁止,当然了美国除外,他们早就禁止华为产品销售了。

也就是说,即使美帝耍流氓,即使完全没有法律依据,也要强行规定以前卖给华为的ARM架构授权,以及安卓系统授权也不能算数,也根本不影响华为继续使用,只要遵守全球除美国以外国家的法律规定即可,华为不会丧失全球市场。

这一点从美国反复要求其盟友放弃华为5G,却响应者寥寥就可以看出来。

3:华为的核心元器件供货问题—台积电问题影响

需要注意的是,华为对于断供的极限情况,已经做了多年的完整的布局,一些芯片美国供应商占据了统治地位和份额的产品,例如,,, 等等,很多人怀疑华为没有应对方案。

这是完全错误的,以上芯片国内都有厂家可以设计,华为自己也有相关的布局,只是性能不如美帝同类产品。实际上,华为高管的多次讲话里面,已经把“业务连续性”作为公司生死存亡的战略目标。

华为这么多年的战略布局,从来都是能出人意料,在你想不到的地方提前数年布局,像上述的大类芯片,华为在多年里,尤其是在去年中兴事件爆发之后到现在已经一年多,却毫无动作的可能性为零。

一个是从系统设计上,通过不同的路径规避和减少美系芯片的使用,最为明显的就是AI芯片,目前市场上就有FPGA, 和等不同实现方案,不同的方案对美国的依赖度是不一样的。

一个是通过备货,为切换供应商提供缓冲时间,从第一供应商切换到备份供应商和自有芯片,一定会带来性能的下降和产能的空白期,因此需要备货缓冲。

华为已经针对不同类型的重要元器件分级,分别给予不同的备库存时间。根据《日本经济新闻》5月17日的报道,据欧洲、亚洲等数家华为供货厂商的相关人士介绍,对不可替代的美国企业的半导体等,华为确保了6~12个月的库存。

实际上我合理的推断,华为除了自己备货以外,也让各种合作伙伴备了库存,这个是很好理解的,很多芯片并不是由手机或者通信厂家直接从芯片厂购买,而是从各种分销商合作伙伴处购买,为了共担风险,各种分销商也会备库存,因此华为的实际备货周期是大于6-12个月的。

华为目前的产品的芯片布局里面,是优先保证核心和战略产品的供应,而对在华为体系里面占比非常小的产品,则会受到很大影响,最为典型的是华为的笔记本电脑,其实现在发展非常好,2018年销量猛增400%,按照这个速度,华为会很快成为全球笔记本电脑的主流供应商,联想过几年会比较危险。

但是目前笔记本电脑的,华为暂时找不到替代品,同样的还有windows,不过华为完全可以销售不带windows的电脑,由消费者自行安装。

不过不管怎样,由于英特尔CPU的不可替代性,因此华为笔记本电脑业务不可避免的会受到很大影响。

相比之下,华为在智能手机和平板电脑体系的ARM架构和操作系统自主性就没有问题。

相比之下,最大的风险是来自于台积电,甚至的都没有那么让人担心,台积电的7nm制程芯片,为华为旗舰机P30系列等大量供货,如果停止出货,将会对华为旗舰机的销售造成毁灭性影响,华为旗舰机在库存消耗完后将无法持续生产。

中国大陆的中芯国际,在过去的数年里面采取了重心侧重于公司盈利的做法,充分利用和开发成熟制程保证持续盈利,导致先进制程的进展比较缓慢,这种做法对于公司经营和员工报酬是有利的,但是对于国家安全确是不利的。

幸而这种局面在2017年Q3梁孟松加盟后得到改变,14nm制程今年已经可以量产,12nm今年一季度已经在客户导入中,而7nm工艺也已经在研究中,中芯已经完全改变了战略方向,全力冲刺先进工艺制程。

2019年5月初,中芯国际发布了一季度财报,联席CEO赵海军、梁孟松也分别针对运营及技术发表了看法。“过去两年以来,公司处于调整期。透过优化和改革,提升内在实力,研发显着提速。我们积蓄的能量和竞争力,将加速我们接下来追赶产业发展新趋势的步伐,迎合宏观市场机会的到来,有望走出调整期,加速我们的成长。”

非常明确的说明,过去两年的调整中芯国际已经完全的把先进工艺作为主攻方向。

因此中芯未来财报的盈利水平,可能不会很好看。

在中芯国际2019年发布的《致股东的信》里面,明确提到“2018年全球收入约33.6亿美元,同比增长8.3%;来自于中国区的收入(不包括技术授权收入)同比成长了24.3%。”

“二零一八年是加速研发之年。我们在研发上的投入超过六亿美元,占营收比例远高于行业平均水平。特别感谢研发部门同事夜以继日的努力,我们在先进制程研发方面取得了喜人的突破性进展,显示我们的研发效率得到长足提高。我们已经完成了28纳米HKC+以及14纳米FinFET技术的研发,并开始相关客户导入的工作。预计于二零一九年内实现生产。”

根据2019年5月发布的第一季度的财报,中芯国际更进一步到了12nm阶段。

中芯国际联席首席执行官,梁孟松博士说:“FinFET研发进展顺利,12nm工艺开发进入客户导入阶段,下一代FinFET研发在过去积累的基础上进度喜人。

关于14nm和12nm的不同,梁孟松指出,12 nm 是 14 nm 微缩版本,比较12 nm 工艺与 14 nm 工艺,12nm 在表现上功耗减少 20 % 、效能增加10 % 、面积减少 20 %,两个工艺有部分客户重叠,预计在消费性、中端手机 AP 等应用都会有需求。

请注意这个中端手机处理器,业界基本上确定中芯国际14/12nm的第一个用户就是华为海思。

那么14/12nm是处于什么水平呢?2016年10月华为发布的麒麟960使用的就是16nm工艺,搭载在2016年10月发布的旗舰机Mate9和2017年2月发布的P10上面,我现在使用的手机就是mate9,已经两年多了,至今仍然流畅。当然在同样的时间段里面,我老婆已经换了2部手机了,所以靠中年男人刺激消费是不行的。

目前市面上仍然有搭载麒麟960的华为手机销售,例如Nova2S,目前6G+64G售价1600元。

也就是说,目前中芯国际的工艺水平即使今年顺利量产,也只能够支撑中低端手机的销售。

中芯国际尽管“下一代FinFET研发进度喜人”,这个下一代是10nm还是7nm其没有透露,但是其到量产,赶上目前台积电的水平也还有几年的时间。

美国人必然会给台湾和台积电压力,这就非常考验台积电管理层的判断水平了,在历史的十字路口,台湾和台积电能否做出正确的选择?

从目前的情况看,台积电在5月17日晚上率先表示“内部已建立一套完整系统,经初步评估后,应可符合出口管制规范,决定不改变对华为的出货计划,将继续出货华为;不过,后续仍将持续观察与评估。”

至少表明其态度是积极的,由于台积电在美国纽约证交所也发行了ADR(存托凭证),因此美国人是否把在美股挂牌的公司也纳入美国企业的定义,这是风险点。

台积电最终会不会迫于美国压力,取决于其政治智慧。

中芯国际在2017年开始布局7nm研发,到现在才2年不到,其7nm研发成功并且量产,还有至少两三年时间,有梁孟松的加盟会加速,但是这几年的空白期,华为旗舰机是需要高度依赖台积电的,目前来看台积电是华为的最大变数和风险当然极端情况下,如果台积电在美国和台湾政府压力下,做出了追随美国的历史选择,华为的手机部门会遭受重大挫折,但是至少中低端手机还可以依赖中芯国际的14nm/12nm继续生产。


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