华为飓风过境,台积电何以成为中心眼?| 深度

<mark data-type=institutions data-id=48d62db6-3e47-4e93-8b9d-b1283a7ea419>华为</mark>飓风过境,台积电何以成为中心眼?| 深度

「实体清单」一周年之际,美方再次以「国家安全」为由,不断为限制华为和中国芯片发展施压加码,熟悉的配方,牵强的言辞,相比一年前有过之而无不及。

消息迅速发酵,顷刻引爆国内科技圈,中方强硬表态,舆论哗然,自保与反击的旋律响彻每一个半导体人心底,看似平静稳固的供应链早已暗流涌动。

美方兴风作浪,风头直指华为芯片,而风眼则聚焦于上游咽喉——台积电。其意不仅在于华为是台积电仅次于苹果的第二大客户,还包括台积电手握美国公司所缺少的核心技术能力。

「就『美国的国家安全』而言,台积电可能是世界上最重要的公司之一」,美国国务院负责经济增长,能源和环境事务的国务卿基思•克拉希(Keith Krach)说道。

撰文 | 四月

上周五,台积电宣布了一条意味深长的计划——在美建厂。

在美国联邦政府支持下,台积电将在亚利桑纳州投资 120 亿美元设置「5nm 制程技术」晶圆厂,2021 年动工,2024 年量产。该厂将成为台积电在美国的第二个生产基地。

业界人士将此举评价为「投名状」、「向美方示好」,以期在中美之间的「华为难题」里寻求更多空间,降低大客户受禁令影响。

几小时之后,美国商务部一声令下,以华为「破坏」实体清单为由,宣布通过新修的国外直接产品规则,进一步切断了台积电在内的全球半导体产业链同华为的供应关系。

而事实上,台积电正是这场风暴的中心眼。


一 美国施压如何升级?

「已经传了一阵子了,但是大多数的人都以为只是嘴巴说说,不会真的动手」。

次日,当美国商务部正式升级对华为芯片的管制时,华为内部人士这样说道。

当天,一篇题为《没有伤痕累累,哪来皮糙肉厚,英雄自古多磨难》的文章在华为内部论坛上线。内容除了配以文字「回头看,崎岖坎坷,向前看,永不言弃」外,还有一张伤痕累累的「战机」。被外界视作是华为对美国商务部最新动作的态度。

自「实体清单」实施一年以来,华为在 IC 设计端已基本实现自研替代或非美供应商切换,而至于制造端,华为仍高度依赖台积电,且上游半导体设备、EDA 软件仍被美国厂商垄断,因而成为美方本次重点施压方向。

美国商务部认为,华为虽然被纳入实体清单受到《出口管制条例》(EAR)的管控,但是华为和国外晶圆厂还在继续使用美国商务控制清单(CCL)中的软件、设备、技术,为华为提供半导体产品,因此需要升级出口管理的限制。

具体如何限制?(参考信达电子分析)

美国商务部旗下商务部产业与安全局 BIS 主要通过扩大管制范围,使得以下物料受 EAR 约束:

  • 1)华为或其实体名单上的关联公司(如海思半导体)利用采用了管控名录(CCL)内的软件和技术设计的产品,如半导体。(主要是针对 EDA芯片设计软件做限制)
  • 2)华为或其实体名单上的关联公司(如海思半导体)设计的芯片等产品,如在美国境外生产,同时采用了管控名录(CCL)内的设备。(主要是针对晶圆厂做限制)

以上类别的外国产品,在再出口(转口贸易,例如从中国台湾出口到香港,再出口到中国大陆),从国外(美国以外)出口或转移(在国内)到实体列表中的华为或其任何关联公司时都需要许可证。

同时,为了避免对半导体设备公司及晶圆厂的冲击,美商务部称,2020 年 5 月 15 日已经根据华为设计规范启动生产的产品,在本条例生效后的 120 天内,给华为出货不受影响。(意味着临时下单是不行的,已经投片的不受影响)

研读一番,可以发现,从芯片制造、到芯片设计 EDA 软件、再到半导设备,但凡涉及到为华为生产芯片的公司,美国都试图采取「最极端」的管控方式,以求阻断全球半导体供应商向华为的供货。

2019 年 5 月,美国将华为纳入「实体清单」,要求一项技术或产品只要其中来自美国的技术含量超过 25%,出售给华为时必须向美国相关部门申请许可证。不过,在 25% 的比例下,台积电仍可以正常向华为销售芯片。

而这次的「突袭升级」并没有针对采用美国技术的比例做限制,连之前曝光的 10% 低门限都没了,直接是一刀切。


二 剑指华为的两道命门

「新规则直接影响到华为,并且专门针对华为使用其芯片设计和制造工具的能力」,Alliance Bernstein(联博基金)的电信分析师 Stacy Rasgon 分析认为,「总体而言,针锋相对的担忧会继续增长」。

整体来看,为掣肘华为,新规剑指七寸,将进一步冲击华为除中国大陆外的芯片供应链。

  • 1)一打压代工厂台积电;
  • 2)二打压 EDA 设计资源。

其二和一年前规定有所不同,现在更加严厉,打击范围更广。

在 2019 年的实体清单里面,华为还可以继续使用美国的 EDA 软件和技术来设计芯片,只是美国厂家不会继续提供升级服务了。

而现在,但凡是华为使用,或者是华为的合作公司使用美国现有的软件和技术设计出来的产品(例如芯片)就需要受到美国的管制,也需要得到美国的允许。这一招有够狠!

其一则更为关键。美方政策旨在以一击十成打压,为何却将力道全落在一家公司身上?

因为台积电代表了整个半导体供应链的代工环。将其称为叱咤世界半导体领域的龙头公司也丝毫不为过。

台积电不仅开创了晶圆代工产业,而且凭一己之力占据了全球 50% 以上的市场份额。截至 2019 年,哪怕是销售额与英特尔始终接力登顶的韩国巨无霸三星,在晶圆代工领域也与台积电有着巨大的差距,只能遥居第二。

首先,让我们将视野聚焦在台积电近期的迷惑动作——在美建厂。

<mark data-type=institutions data-id=48d62db6-3e47-4e93-8b9d-b1283a7ea419>华为</mark>飓风过境,台积电何以成为中心眼?| 深度


台积电董事长刘德音在今年第一季度法说会上曾表示,赴美投资必须符合规模经济,成本划算,以及人员组织和供应链完备三大要件。

然而,赴美建厂除了成本远高于台湾,生产是否符合规模经济,以及缺乏完整半导体供应链,都是必须克服的困难,同时也是台积电迟迟不松口的原因。

从商业与经济的角度来看,台积电赴美设厂毫无道理,不仅各种成本升高,供应链缺乏更是一大考验,尽管美国亚利桑那州是美国半导体产业发展完善的地方,距离加州及硅谷也近,但仍远不及台湾以及亚洲地区具有更完整与弹性的半导体产业供应链,包括后段封测、材料、设备等。

另外,从台积电的收入结构来看,来自美国厂家的收入在 2019 年为 59.3%,这个比例显得过高,不利于分散投资策略。进一步在美国建厂,实际上是加大和美国捆绑,这对于台积电自身来说,并不符合其减少对单一地区依赖的意愿。

那么台积电为何还要执意做出这个决定呢?

「美国对晶圆厂的限制更多是要求申请许可证,而台积电宣布在美国设厂,这一举动亦被认为在向美方示好,以期其大客户不受禁令影响。」信达电子首席分析师方竞分析道。

<mark data-type=institutions data-id=48d62db6-3e47-4e93-8b9d-b1283a7ea419>华为</mark>飓风过境,台积电何以成为中心眼?| 深度


台积电主要客户营收贡献比重

华为已经成为台积电的全球第二大客户,仅次于苹果之后,约占台积电收入的 10%-15%。失去华为将给台积电业绩带来巨大冲击。

此外,值得注意的是,受美国之「邀」,台积电在美国亚利桑那州设厂的是目前最先进的 5nm 制程。很大程度就在于,5nm 是目前美国自己都没有掌握的先进制程。

「就『美国的国家安全』而言,台积公司可能是世界上最重要的公司之一」,美国国务院负责经济增长,能源和环境事务的副部长基思•克拉希(Keith Krach)曾说道。

而据业内消息,台积电将在今年第二季开始进入 5nm 量产,第三季晶圆开始放量出货,其主要服务的两大客户就是,苹果的 A14 与华为海思的麒麟 1020。

特别是 5nm 的麒麟芯片,那是下半年 10 月华为 Mate 40 新机的心脏。

接着,让我们再来看看美国新规对于台积电的限制。

根据美国商务部的新管制要求,自美国时间本周五开始,已经流片的晶圆要在 120 天发货给华为。封测好的芯片成品要在美国时间周五之前完成生产,否则将划入管制范围。

此举重点在于限制台积电7nm供货,以卡住华为海思目前最为核心的四大产品线,包括麒麟系列、巴龙系列、昇腾系列和鲲鹏系列,无不受其制约。

<mark data-type=institutions data-id=48d62db6-3e47-4e93-8b9d-b1283a7ea419>华为</mark>飓风过境,台积电何以成为中心眼?| 深度

华为采用台积电 7nm 先进制程晶片

华为目前在售的中高端产品线来看:

  • 1)手机端,海思在产的麒麟芯片中 995,985,820 三款高端线都采用 7nm 制程;
  • 2)5G 领域,而 5G 芯片中 5G 基站核心芯片天罡、5G 数据基带芯片巴龙 5000 均采用 7nm 制程;
  • 3)数据中心领域,基于 ARM 核的数据中心处理器鲲鹏 920、华为云端 AI 芯片昇腾 910 均采用 7nm 制程。

至于此时杀出的程咬金杀伤力有多大,从华为的近期下单之猛可见一二。

据供应链内部最新消息,华为内部于上周事先拿到消息,已经紧急向台积电投下 7 亿美金(近 50 亿人民币)的晶圆订单。

至于华为该笔订单的救火效果,业内主要有两种判断。

其一,如果短期内完全禁止,华为至少可维持 3-6 个月的基站供应,多供应华为手机一个季度以上。

其二,稍显保守,虽然已经提前下单,但时间上并没有占太大优势,目前这些订单还来不及 wafer start,而 5nm、7nm 的晶圆从投片都交付至少需要 120 天,美国政府所提供的缓冲期恰好是 120 天,「卡脖子」都是精心盘算过的。

截至发稿时,《日本经济新闻》消息,台积电方面目前已停止从华为接收新订单。

在这个敏感时期,台积电很快进行了回应,称「是市场传言」,但并未正面回应是否再接收华为新订单。


华为逆势增长偏离「预计方向」

「实体清单」落地一年,非但没有被摧垮华为,反而让「备胎」计划中各项指标欣欣向荣。

这在某种程度上,意味着实体清单的实质制裁意义「失效」,显然背离了美国最初实施限制打压的预计方向,成为特朗普政府在第二季度施压加力的直接「导火索」。

4 月 21 日,华为对外发布 2020 年一季度经营业绩。2020 年一季度,华为实现销售收入 1822 亿人民币,同比增长 1.4%,净利润率 7.3%。

被视为备胎计划核心的华为海思半导体反倒是快马加鞭刷新纪录:首次登顶中国智能手机处理器市场,首次跻身全球前十大半导体厂之列,一季度销售额接近 27 亿美元。

逆势增长突围的主要原因在于华为正在加大自有芯片的设计研发力度以及国产化替代。

此前,华为手机根据产品线的不同,会分别搭载海思麒麟和高通处理器,比例一度接近五五开,而如今,超过 90% 的华为手机采用了自家的海思麒麟处理器。

<mark data-type=institutions data-id=48d62db6-3e47-4e93-8b9d-b1283a7ea419>华为</mark>飓风过境,台积电何以成为中心眼?| 深度


华为Mate 30 主要零部件的采购来源

据日经报道,以华为最高端机型 Mate30 5G 版为例,中国产零部件从 25% 上升至 42%,而美国产零部件则从 11% 滑落至约 1%。

至于美国政府最为觊觎和担忧的 5G 市场,华为也予以了漂亮的回击。华为常务董事、运营商 BG 总裁丁耘将其称之为「打的最狠的地方增长越快」。

<mark data-type=institutions data-id=48d62db6-3e47-4e93-8b9d-b1283a7ea419>华为</mark>飓风过境,台积电何以成为中心眼?| 深度


此前,美国一直在游说世界各地的盟友不要将华为的电信设备纳入其网络,但收效甚微。2018 年华为占全球基站市场份额达 30.9%,且在欧洲市场有诸多布局,技术地位不断扩大。

5 月 5 日,德国电信公开力挺华为称,德国想要在今年年底实现新建 2000 座 LTE 基站的目标,就需要华为的参与,若是拒绝华为,那么德国电信也无法快速解决 5G 信号覆盖问题。

在今年 2 月份,华为已获得 91 个 5G 商用合同,5G Massive MIMO AAU(Active Antenna Unit)模块发货超过 60 万个。

在该背景下,美国商务部认为,华为仍然继续通过使用美国设备在海外代工厂委托生产来继续使用美国软件和技术来设计半导体。

为了继续加强技术出口管制,美国在两周前扩大了出口前必须由国家安全部门审查的产品范围,要求任何可用于支持或促进军事行动的产品申请许可证。

而周五修订外国直接产品规则和「实体清单」,以专门防止华为绕过美国的限制。


华为将走向何方?

自美国加大限制与管控后,华为就已经着手替代采购与研发两手抓。一方面寻觅可代替美国的新供货商,另一方面自主研发技术。

「(即便)在这种情况下,华为还能从韩国的三星、中国台湾 MTK、中国展讯购买芯片来生产手机,就算华为因为长期不能生产芯片做出了牺牲,相信在中国会有很多芯片企业成长起来。华为还可以和韩国、日本、欧洲、中国台湾芯片制造商提供的芯片来研发生产产品」,徐直军曾在接受采访时表示。

然而,此次升级之后,联发科或成为泡影。

据悉,此前联发科就在和华为积极接触,不排除有更多 5G 芯片进入华为产品中。

不过,联发科的 IC 用的美国 Cadance 的设计软件,作业系统是安卓,依照美国商务部的要求,理论上也必须得到美国政府的批准才能出货给华为,以几年前的 ZTE 事件为例,当时联发科一样不能出货给联发科。

至于 EDA 芯片设计层面的资源与合作,华为正试图寻求美系厂商之外的意法半导体,目前主要局限于汽车芯片领域。

事实上,2019 年 5 月实体清单之后,华为已经确认与世界三大 EDA 厂商(Synopsys、Cadence、Mentor)终止合作。

但是,当前国产 EDA 软件还不足以支撑芯片设计全流程,华为目前主要依靠 ARM V8 架构永久授权。包括指令集架构、微处理器、图形核心、互连架构等功能模块,可以对 ARM 架构进行大幅度改造,甚至可以对 ARM 指令集进行扩展和缩减,具有完全自主的设计处理器能力。

注意,ARM 公司并不是美国公司,而是在软银旗下,其本身也是愿意和华为配合和合作,通过合法手段规避其美国技术成分。

不过,由于 ARM 公司美国德州和加州有研发中心,其技术有美国来源,实体清单及之后仍无法为华为提供技术服务和合作。

这同时也意味着华为要摆脱许可证的限制,必须要完全地「去美国化」。

而在代工这一环,中芯国际已经成为华为重点扶持的「备胎」计划之二。

中芯国际是大陆最先进的芯片代工厂,14nm 产线已经投产,并于 2019 年四季度开始贡献营收,12nm 产线目前尚未建成。

就在上个月,在华为荣耀发布的 4G 千元机 Play 4T 产品中,已开始搭载华为自研芯片麒麟 710A 处理器,这款低端处理器采用了国产晶圆代工厂中芯国际的 14nm 工艺代工,可以说从芯片设计、代工到封装测试环节首次实现了国产化。

值得注意的是,麒麟 710A 前代产品麒麟 710,是麒麟首款 7 系列芯片,为台积电代工,而且工艺是 12nm。

换句话说,华为宁愿工艺倒退,也要把订单给到中芯国际,不想被台积电卡脖子以防万一的意味十分明确。据说,目前中芯国际上海公司几乎人手一台荣耀 Play4T。

<mark data-type=institutions data-id=48d62db6-3e47-4e93-8b9d-b1283a7ea419>华为</mark>飓风过境,台积电何以成为中心眼?| 深度


基于中芯国际14nm的纪念版荣耀4T

当然,710 是 2018 年推出的处理器,生命周期有限。目前麒麟 820 的 Low Cost 版本已经处于测试阶段,有望成为接下来接下来 1-2 年间华为主打的中低端处理器,进而放量带动国产半导体产业链业绩表现。

不过,应该正视的是,中芯国际的 14nm 出货仍处于起步阶段,营收占比超过 10% 还要到 2021 年。

此外,12nm 已经在路上。中芯国际联席首席执行官梁孟松博士说在一季度财报会上曾表示,「12nm 工艺开发进入客户导入阶段」。换句话说,已经具备「对外接单」的水平,不出意外,2020 年就能量产出品了。

整体而言,相较台积电,中芯国际工艺水平约落后两代。但进展速度可期,12nm 已经准备接单,10nm 正在研发。

「潘多拉盒子一旦打开,对于全球化的产业生态可能是毁灭性的连锁破坏,毁掉的可能将不止是华为一家企业。全球产业链的任何一个玩家都很难独善其身。」面对美国技术管制的升级,徐直军在接受采访时曾说道。

就这个意义而言,中芯国际不仅对于华为至关重要,对于任何一家国产芯片公司而言,都是极为重要的战略伙伴。

5 月 15 日晚间,也就是美国宣布限制代工厂给华为供货的同一天,中芯国际签署新的增资扩股协议。

国家集成电路基金二期和上海集成电路基金二期将分别向中芯控股旗下的中芯南方注资 15 亿美元和 7.5 亿美元,总计 22.5 亿美元。

更早时候,中芯国际已经宣布科创板上市计划,发行 16.86 亿股份,募资超过人民币 200 亿元,其中 40% 用以扩大产能;20% 用于储备研发资金。

作为目前大陆最为核心的半导体制造平台,中芯国际将承担起不容辜负的历史使命。

而晶圆制造的更下一环封测环节,技术门槛相对较低,目前华为已将 5G 基站芯片的封装测试环节转移到大陆,也算是美国制裁加压下的顺水推舟。

眼下还不至于受危机所困,至于 120 天及更长远的日子,华为将如何应对?

信达电子方竞在解读美国对华为限制升级的电话会议中表示,短期内肯定会有冲击,等库存消耗完,前后衔接的过渡期会略难,但之后肯定会对国产替代有推动。

还有一类悲观观点认为——「或将海思从华为拆分以阶段缓和矛盾」。

「如果美国动真格,可以起到拖延和延缓作用,最终还是回到谈判桌上。最悲观的情况下,就是华为海思最终变成 IP 公司,保留核心的 IP 授权业务,而研发人员就化整为零,去支持其他国产芯片公司。」

当然,这只是猜想,整个海思剥离的可能性非常小。但对于华为的下一步,加大自研和团队国产厂家必然成为重中之重——在 EDA 上选择自研+联合国产厂家开发,以及在终端和服务器芯片的 ARM 架构基础上持续自行升级改造和发展。

而这条「自主可控」的路子,至少应当以十年起步。

产业半导体智能芯片华为
1
相关数据
英特尔机构

英特尔(NASDAQ: INTC)是全球半导体行业的引领者,以计算和通信技术奠定全球创新基石,塑造以数据为中心的未来。我们通过精尖制造的专长,帮助保护、驱动和连接数十亿设备以及智能互联世界的基础设施 —— 从云、网络到边缘设备以及它们之间的一切,并帮助解决世界上最艰巨的问题和挑战。

http://www.intel.cn/
相关技术
Qualcomm机构

高通公司(英语:Qualcomm,NASDAQ:QCOM)是一个位于美国加州圣地亚哥的无线电通信技术研发公司,由加州大学圣地亚哥分校教授厄文·马克·雅克布和安德鲁·维特比创建,于1985年成立。两人此前曾共同创建Linkabit。 高通公司是全球3G、4G与5G技术研发的领先企业,目前已经向全球多家制造商提供技术使用授权,涉及了世界上所有电信设备和消费电子设备的品牌。根据iSuppli的统计数据,高通在2007年度一季度首次一举成为全球最大的无线半导体供应商,并在此后继续保持这一领导地位。其骁龙移动智能处理器是业界领先的全合一、全系列移动处理器,具有高性能、低功耗、逼真的多媒体和全面的连接性。目前公司的产品和业务正在变革医疗、汽车、物联网、智能家居、智慧城市等多个领域。

http://www.qualcomm.com/
华为机构

华为创立于1987年,是全球领先的ICT(信息与通信)基础设施和智能终端提供商,致力于把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织,构建万物互联的智能世界。目前华为有19.4万员工,业务遍及170多个国家和地区,服务30多亿人口。

https://www.huawei.com/cn/
Samsung Group机构

三星集团是韩国最大的跨国企业集团,同时也是上市企业全球500强,三星集团包括众多的国际下属企业,旗下子公司有:三星电子、三星物产、三星航空、三星人寿保险、雷诺三星汽车等,业务涉及电子、金融、机械、化学等众多领域。 三星集团成立于1938年,由李秉喆创办。三星集团是家族企业,李氏家族世袭,旗下各个三星产业均为家族产业,并由家族中的其他成员管理,集团领导人已传至 李氏第三代,李健熙为现任集团会长,其子李在镕任三星电子副会长。

5G技术

第五代移动通信系统(5th generation mobile networks),简称5G,是4G系统后的延伸。美国时间2018年6月13日,圣地牙哥3GPP会议订下第一个国际5G标准。由于物理波段的限制,5G 的网络也将会与其他通信技术并用,包含长距离的其他传统电信波段。

暂无评论
暂无评论~