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美国打压下,华为还有哪些明显短板?

发布时间: 2020-08-19 23:33:46      来源:网络      作者:湖南省武冈市
导读

本文是来自湖南省武冈市的投稿,由哈维斯廷编辑关于美国打压下,华为还有哪些明显短板?的内容介绍

华为未来要解决这些问题,突破物理学、材料学的基础研究和精密制造瓶颈。加大材料与核心技术的投入,实现新材料+新工艺紧密联动,实现突破性创新。

【文/观察者网 董佳宁 陈辰】

9月15日之后,中国自主设计的、最先进的芯片被迫提前退休。华为海思高端芯片麒麟9000,正准备9月亮相,却很可能成为绝版。绝版的原因也很简单:是受到美国第二轮制裁的影响,台积电将不再为华为代工。那么,华为未来的出路在哪?如何突围?本期我就来分析一下。

美国第二轮制裁是5月份公布的:任何企业供货含有美国技术的半导体产品给华为,必须先取得美国政府的出口许可。禁令公布后,有120天的缓冲期,9月15日正式生效。

美国打压下,华为还有哪些明显短板?

美国就是拥有这样一剑封喉的能力。美国的基础科研、企业,有强大的研发能力,让美国的技术成为整个系统里最强的一股力量。这种力量,不单会应用在商业上,必要的时候,也会被美国政府使用。这也是从战略上,中国最担心的。一家中企业,像华为,已经很强大了,但是仍然无法独立完成芯片的生产。单单做好芯片的设计,就已经要动用几千上万人,全力以赴才能完成。

拿设计来说,华为的芯片设计公司海思,正式成立是在2004年,之前作为一个公司内部的部门,1991年就成立了。海思不是一开始就做手机芯片的,做的是基站,还有安防设备,还有家庭用的,路由器、机顶盒什么的。到了2009年,才推出第一款手机芯片,K3V1,还不成功。之后终于在2014年,推出了麒麟910时,打出自己的成绩。再之后,一款比一款成功,最近几年,装配麒麟高端芯片的华为手机,一款比一款风生水起。可是就在海思追赶成功后,美国的制裁来了。海思的高端芯片,全球只有一家能够代工,就是中国台湾的台积电,美国要求台积电不给海思代工,那么海思的高端芯片就生产不出来了。

手机芯片,海思不算是从零开始,而是购买的一家英国公司,叫ARM的授权。ARM是芯片设计图纸的供应商,它卖的是毛坯房。全球其它的设计公司,基本都是从它这里买毛坯房,再回去自己装修,这也叫购买ARM的架构。买来,能力弱的,简单装修一下,能力中等的,可以再调整一下格局,凿凿墙什么的,能力强的,像苹果、高通,还可以把毛坯房拆开,深度修改。目前,海思的麒麟、高通的骁龙、苹果的A系列芯片,都是基于ARM架构设计制造的。

任正非早就说过,芯片暂时没有用,也还是要坚持做下去。一旦出现战略性的漏洞,我们不是几百亿美元的损失,而几千亿美元的损失。所以这就是战略层面的眼光。毛坯房买来了,还要使用工具才能设计。这种设计软件通称叫EDA。写文档我们需要Word,WPS这样的工具,作图我们要用PS,设计芯片就要用EDA。它核心功能包括“PS软件+素材库”,可以实现芯片上数十亿晶体管的设计。还有丰富的IP库,可以把模块标准化,做过开发的朋友都会知道,标准化的模块多么重要,我相信现在一般难度的编程,都是用标准化模块的,然后加点逻辑什么的,从头写的很少。第三就是仿真,可以给设计图纸查漏补缺。

EDA类软件厂商,美国公司独霸天下:新思科技(Synopsys),楷登电子(Cadence),明导科技(Mentor),占据了全球八成以上市场。而我国最大的EDA厂商,华大九天的份额只有1%。这是一个很要命的问题。

芯片设计出来了,就是代工,把设计图纸制造出来。这个领域主要玩家有五个:中国台湾的台积电,韩国的三星电子,美国的格罗方德,中国台湾的联电以及大陆的中芯国际。目前,台积电占据全球市场份额一半以上,三星在两成左右,其它几家都在5%到10%之间。芯片代工是一个重资产投入、重资金密集型的产业,但很遗憾,华为在这个领域还是空白,余承东自己也承认。

他公开表示,未来华为要解决这些问题,将全方位扎根,突破物理学、材料学的基础研究和精密制造瓶颈。在终端器件方面,华为正大力加大材料与核心技术的投入,实现新材料+新工艺紧密联动,实现突破性创新。这很明显,在美国的极限施压下,华为更深刻认识到了在芯片制造上的不足。

刚才说了这么多,大家似乎都忘了一个国家,就是日本。日本哪里去了?明明曾经是半导体行业最强的国家。这也与美国的打压有关。1980年代,美国的日子有点不好过,大量进口日本汽车,市场份额一度达到20%,单汽车业,80年代初就有6万工人失业。美国有一个名称叫“铁锈带”,指的就是美国传统的制造业基地:五大湖一带,企业相继破产,大批工人失业。

美国打压下,华为还有哪些明显短板?

与日本的贸易摩擦不断升温,美国开始对日本的全面打压。从纺织、钢铁、汽车、白色家电,所有对美国顺差大的都要打。这里面自然就有半导体行业。1986年,世界半导体产为销售前三,是日本电气公司,就是NEC,东芝还有日立,前十位六家是日本的。1987年,美国终于抓住机会,就是“东芝事件”。东芝在几年前,向苏联偷偷出口了8台机床,违反了巴黎统筹委员会的禁令。巴统,我在上期节目里也介绍过了,是冷战时期西方对社会主义国家进行技术封锁的联盟。

美国是军方先“捅出”这件事的。他们发现,追踪苏联潜艇变得困难,后来再一了解,哦,是进口了日本的设备,让苏联潜艇的制造技术提升了,于是开始追究日本企业东芝。美国政坛群情激奋,议员们在国会山前砸毁了东芝产品,还提出一系列惩罚措辞:罚款150亿美元,禁止东芝所有产口向美国进口,为期5年。

可是当时违反“巴统”的不止东芝一家,美国单单挑中了日本的东芝。最近几年日本媒体报道,早在1979年,也就是东芝向苏联出口设备之前的三年,美国已经很难侦查到苏联潜艇的位置。苏联潜艇的静音化设计制造,其实与东芝设备无关。可是这都不重要了,历史可以给东芝“翻案”,可是美国不会。

还有一件事,就是“IBM商业间谍”事件。1982年,美国逮捕了6名日本人。这6人属于日立和三菱,涉嫌非法获取IBM最新技术情报,有操作系统,有硬件,偷运至美国境外。这起事件被称为“20世纪最大的产业间谍事件”。一年后,这起案件以庭外和解的方式结束,日立和三菱的职员承认有罪。两家公司支付了巨额补偿金,富士通也被牵扯进来,支付了21亿日元。

整个80年代,美国大规模使用“301调查”,对日本进行制裁。“301调查”,指的是美国的《1974年贸易法》的第301条,在涉及技术转让、知识产权和创新领域对别国进行打击和制裁。再加上1985年的“广场协议”,诱导美元有秩序地贬值,让日本商品变贵,全面降低日本最有竞争力的产业,这才有了日本“失去的20年”。

我们想一想,日本在1991年之后的经济问题,是因为日本人不勤奋、不够肝吗?是因为日本创新力不足吗?我看到国内有些文章,说日本的经济危机,只说他们的国内经济泡沫,房价高,越来越多的人去办高尔夫会员卡,却完全不提美国对于日本制裁,这种人恐怕不是蠢,而是坏。

好了我们再说回华为。美国现在的做法,是逼华为从地基开始打起。华为已在为扎根半导体制造做准备。8月初,任正非访问了四所高校:上海交大、复旦、东南大学、南京大学。从学科背景看,上海交大在计算机领域有独特优势,东南大学有几个国家一级学科,电子科学与技术,信息与通信工程,复旦大学数学、物理是王牌专业。

值得注意的是,任正非一行的队伍中,包括海思总裁何庭波,还有战略研究院院长徐文伟。何庭波在我之前的节目里头提到过了,她领导了华为在芯片设计的成功。其次是徐文伟,他早在1991年,就牵头做出了华为第一颗专用集成芯片,后来还主导了多项芯片业务。

任正非正在释放出一个重要信号:从高校挖掘、储备人才,试图通过产学研一体,让芯片自主的整个产业壮大。目前,上海是全国集成电路产业的龙头城市,华为不仅在浦东建立了有1万多人的研究所,在青浦还投资了400亿,建设2万多人的研发基地。

7月,有媒体报道,华为也在从几家半导体厂商挖人。有一家半导体厂商,除了总经理,基本上都接到了华为的电话。而且有的人,是放下了手中的重要项目,直接走的。这也显示出华为深入扎根半导体设备的紧迫性。

短期,还是要靠采购别家产品,有外媒报道,华为将已经把联发科设计的最高端芯片――天玑2000,纳入到明年的供应链中。如果情况属实,是一件好事。但变数也是有的,联发科设计的芯片,也是由台积电代工,这算不算违反美国禁令?现在还没有十分明确。联发科那边也是有所畏惧的,所以对此事也是半遮半掩。

美国打压下,华为还有哪些明显短板?

刚才说了,美国对于芯片制造企业有掌控权,芯片设计企业,也掌握着最强的三家。芯片制造企业,还会用到多种设备,包括光刻机、刻蚀机、检测设备等等。

光刻机行业,最强的是一家荷兰公司,阿斯麦(ASML)。最高端的产品叫EUV光刻机,比如卖给台积电的就是这种产品:体积极其庞大,重量足有180吨,单次发货需要动用40个货柜、20辆卡车以及3架货机。一台设备,就有超过十万个零件、4万个螺栓,以及3000多条线路。仅仅软管加起来,就有两公里长。即使设备买回来,也不是插电就用,光调试组装就需要一年。2019年,阿斯麦卖出了30台EUV光刻机,台积电买了18台,三星8台,英特尔4台。单价都在1亿美元以上。阿斯麦的股东由美资主导,另外,EUV光源技术也来源于美国。

除此之外,还有刻蚀机、离子注入、化学抛光等等很多环节,美国企业占据主导权,应用材料(AMAT)和泛林(LAM)、科磊(KLA),都是细分领域的巨头。

所以,美国对台积电的号令,不过是它手里的一张牌而已。如果真的进一步封锁,每一个环节,都可能致命。就是我刚才说的生态,整个生态领域非常多,涉及企业也非常多,环环相扣,少了一个领域都无法完成生产,至少是卡住了最高端产品的生产。这些企业在平时,可以有竞争,有合作,可是在非常时期,就只能受霸权指挥。

我做这个视频,也只是做为行业外的人,进行的一点点普及工作。华为是行业内的人,对这些太熟悉不过了,形势看得太清楚了。余承东就呼吁,国内半导体产业链加强合作,快速探索出一套在美方制裁下,生产制造半导体产品的方法,避免今后在更长时间段内被“卡脖子”。半导体产业应该全面发展,突破包括EDA的设计,材料、生产制造、工艺、设计能力、制造、封装封测等等。

要想打破半导体产业链的垄断,不是华为一家公司能完成的,需要中国企业通力协作、历尽时艰,把全部环节打通,同时达到世界先进水平。当然,这是一条极其艰辛的路,需要跋涉很久。

中国发现芯片被卡脖子后,在芯片设计上有了海思,然后是代工领域,现在有了第二集团的中芯国际,这时又发现设备环节需要突破,于是中微公司、上海微电子在刻蚀机和光刻机设备有所收获时,这时又发现设备核心零部件受制于人;当零部件也有所进展时,最终发现芯片材料还是被卡脖子。

早就有人提出在多个领域攻艰,任正非也认识到,芯片靠砸钱是不行的,得砸数学家、物理学家、化学家。现在,华为目前至少有700名数学家,800多名物理学家,120多名化学家,以及六千多名基础研究专家,六万多名工程师。基础研究的人,都算起来15000多人,把金钱变成知识,应用型人才,6万多,开发产品,把知识变成金钱。

那我国整体基础研究怎么样呢?从宏观上来看,2018年,我国基础研究只占5%,这也已经是近十年新高。而同期美国,17%,日本是12%。国内基础学科研究长周期、弱转化、低收入,很多人都选择了转行。预估2021年前后,我国集成电路人才缺口接近30万。华为高端芯片绝版后的最终出路,或者说中国半导体制造的最终出路,在于产业链企业通力协作、全面突围,更在于基础科学的发展以及相关人才的培养。以往,中国要突破半导体,曾有十座大山,现在只剩两三座。

美国打压下,华为还有哪些明显短板?

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