华为芯片的背后:无奈一声长叹

美国政府最近对华为技术公司的镇压行动,揭示了在全球芯片制造行业,来自美国的公司是如何成为特朗普政府限制芯片产业向中国科技巨头供货的关键。

美国商务部周一发布公告,禁止华为获取使用美国软件或技术开发或生产的外国制造的芯片和其他电子组件,该条例立即生效。

据法律专家称,新的禁令被视为对五月份宣布的规则的延伸,并填补了美国公司向第三方出售产品以及第三方可以向华为提供产品的漏洞。

对于华为来说不幸的是,从高通到三星到联发科再到索尼,每个人都使用美国软件、知识产权、芯片设计工具和材料。

根据市场情报公司CCS Insight的副总裁Geoff Blaber的说法,这使得华为几乎没有任何能获得关键芯片的渠道。

Geoff Blaber说:“尽管半导体产业本质上是全球性的,但它的基础是非常非常重要的,而这主要都是建立在美国企业的基础上。华为现在可以研究的解决方法非常少。因为美国过去多年里一直在芯片领域的主导地位成就了今天的硅谷。”

据报道,目前芯片设计软件的主要参与者都是美国公司。当中包括Cadence Design Systems、Synopsys和Ansys。虽然全球第三大芯片设计工具提供商Mentor Graphics于2016年被德国西门子公司收购,但他们在美国仍拥有庞大的业务。

这四家公司共同控制着全球90%的芯片设计工具市场。而且,由于它们拥有芯片设计所需的许多知识产权,因此不太可能很快被替换。

随着芯片制造变得越来越复杂,只有Cadence和Synopsys这两家全球领先的厂商能够提供先进芯片生产所需的端到端解决方案。如果没有这些美国公司的更新和支持,华为将需要更长的时间去推出领先的芯片,并且碰到的问题会比他们想象中难得多。

此外,英国芯片设计公司ARM Ltd.提供了超过90%的移动芯片正在使用的重要IP。尽管该公司总部位于剑桥,但ARM在美国拥有主要的研发中心和能力,因此必须遵守美国的出口规定。

“ARM的许多IP都来自其美国办事处,他们在IP开发中使用了美国公司的芯片设计工具,因此这也很难解决。” Blaber说。

实际上,世界上所有的芯片开发商都依赖于这些公司的工具和知识产权。这些公司包括苹果,华为,索尼,三星,SK海力士,Kioxia,恩智浦,高通,英伟达,联发科,博通和意法半导体。在周一商务部宣布之后,所有这些人都必须获得许可证才能运往华为。

设计软件只是美国公司在芯片供应链中占有一席之地的一个领域。工程师设计完芯片后,通常会将实际的生产或制造工作外包给其他公司。但是,芯片制造与设计一样,在很大程度上依赖于美国制造的芯片制造和芯片测试设备。

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美国的三大公司Applied Materials, Lam Research 和KLA-Tencor 以及欧洲的ASML和日本的东京电子公司主导着先进半导体的制造工艺。虽然ASML的总部位于荷兰,但其机器采用美国技术集成,其芯片制造机的一些关键组件均在美国本土生产。所以他们的供货也面临挑战。

此外,美国还是材料和化学科学领域的领导者,陶氏杜邦,3M和康宁等公司在芯片和显示器生产的制造过程中均占有独特的位置。据法律专家称,新限制的范围已从半导体扩展到其他关键电子组件,例如显示面板。世界上大多数显示器仍然需要康宁和3M提供的美国材料以及Applied Materials的设备。

台湾国防科学研究院院长苏子云说,尽管这些年来亚洲企业在芯片设计和制造方面已经具有竞争力,但他们却无法控制这些产业所依赖的基本工具,知识产权和基础科学。他指出,要达到这样的技术水平,需要长期的投资,积累的经验和客户的广泛采用,而且这些领域通常还与敏感的应用相关,例如航空航天,太空和军事。

苏在接受《日经亚洲评论》采访时说:“归根结底,美国仍然控制着基本软件,材料科学,化学和金属以及芯片或电子制造中至关重要的设备”,“例如,飞机发动机中使用的某些高端金属也用于消费类电子产品,而美国仍控制着那些至关重要的核心技术。”

以市值计算,全球最大的芯片制造商是台积电,全球最大的存储芯片制造商是三星电子,他们可以批量生产先进的芯片,但是这两家公司都无一例外依靠美国最先进的芯片制造设备生产出芯片。。

台积电董事长刘德音最近证实了现有芯片设备供应商对公司技术进步的重要性,并暗示如果没有美国技术部门的参与,芯片制造商很难制定有竞争力的生产线。

“我们的主要重点是追求技术领先地位,并努力克服每一代技术的挑战。为此,我认为我们目前的重点仍在与我们的设备合作伙伴合作,以利用最好的设备,从而实现业务增长”,当被问及该公司是否会建立一条没有美国设备的生产线时,刘是这样回应投资者的。

芯片制造工艺越先进,更换任何一件设备,材料或化学药品的难度就越大,因为生产链中的每个环节都经过精心设计以确保最大的效率和性能。

这对中国试图对其技术供应链进行“非美国化”建设具有重要影响。

华为于2019年5月加入美国贸易黑名单,这暴露了中国对美国技术的依赖,并刺激了中国为培养国家技术冠军而做出的努力。

中国已经取得了一些成功,例如中国最近在存储领域有了突破。但是,这些中国公司与全球同行一样依赖美国芯片制造设备和材料制造商的阵营。

中国还大力推动EDA厂商的进步,希望有朝一日能挑战Synopsys和Cadence等美国竞争对手。同时,中国芯片制造设备供应商也希望有一天能取代Applied Materials和Lam Research。但是,这些公司在能力和规模上仍远远落后于国外同行。为了实现芯片计划,中国在投资和股票市场上都有了重要的尝试。

CCS Insight的Blaber表示:“半导体是一个非常全球化的行业。即使您可以投入大量资金来创建半导体功能,您仍然必须能够访问该供应链中完成这项工作所需的所有各个要素。而且在这方面,美国在可预见的未来仍然是非常重要的一部分。”

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华为被禁后,芯片厂商遭受巨大打击

据日经报道,在美国政府升级对华为的限制后,华为的主要亚洲供应商股价在周二大幅下跌。

其中,移动芯片设计师联发科在台湾证券交易所下跌超过9%。该公司是全球第二大移动芯片供应商,也被视为华为智能手机业务至关重要的移动芯片供应商之一。它还向包括三星电子,Oppo,Vivo和小米在内的其他智能手机制造商出售芯片,。

联发科在向美国证监会提交的文件中说:“我们一直遵守全球贸易法规,并密切监视美国出口管制规则的变化。我们正在咨询外部法律专家,以进行法律分析,以确保我们遵守最新规则。而根据目前的评估,这对我们的短期运营没有重大影响。”

显示器集成电路驱动器设计商Novatek Microelectronics和相机镜头制造商Largan Precision在周二的交易中也分别下跌了8%和3%。两者都将华为视为主要客户。

除联发科技外,该名单还可能包括图像传感器提供商索尼;传感器供应商意法半导体;以及主要的存储器芯片制造商三星电子,SK海力士,Kioxia,Nanya Tech以及许多亚洲,欧洲甚至中国国内的芯片开发商。专家说。

然而,华为一些供应商的股票却在周二上涨。

提供存储芯片和高级智能手机显示屏的三星股价上涨了近2%,而华为的主要图像传感器芯片提供商索尼也在上午上涨了近1%。两家公司还向苹果提供产品,苹果每年出货近2亿部iPhone。如果他们在最近的禁令之后失去了来自华为的订单,来自美国的手机巨头可能会填补缺口。

SK Hynix告诉《日经亚洲评论》,它仍在评估华盛顿出口管制的最新修订,暂时无法提供详细评论。

华盛顿已经在5月中旬收紧了出口管制规则,以限制外国芯片制造商,例如台积电如果使用美国芯片制造设备,则不能为华为及其附属公司制造定制的芯片。

美国政府这样做的原因是为了遏制华为内部的芯片部门海思,后者为华为产品定制的芯片,帮助华为在智能手机和电信设备业务的竞争对手中脱颖而出。

日经预计,美国商务部周一的禁令将再次破坏供应链,因为禁令的范围现已扩展至涉及美国软件或技术的任何芯片,无论是定制半导体还是标准化半导体。

台积电一直是华为最关键的芯片生产商,帮助这家中国公司为其旗舰手机产品线生产了大部分内部高端移动芯片。然而,华为消费电子集团首席执行官余承东(Richard Yu)证实,自9月14日以来,该公司无法从台积电(TSMC)获取任何定制的芯片。

余在本月的一次公开论坛上说:“由于第二轮制裁,美国将在9月15日以后停止生产这种芯片。” “这很可能是麒麟系列的最后一代。它将绝版。这是华为花了十多年的时间开发芯片……这对我们来说是巨大的损失。”

美国律师事务所奥里克(Orrick)的合伙人哈里·克拉克(Harry Clark)告诉日经新闻,新规定主要针对向指定的华为实体供应外国制造的芯片,“但这些规定可适用于半导体以外的产品。”

此外,律师说,根据商务部的声明,只要华为及其关联公司在涉及将美国技术出口,再出口或转让给非指定公司的交易中发挥一定作用,就需要获得许可证。

“即使一家公司拥有许可以使其能够从事2020年5月规则所涵盖的活动,但如果其提议从事一项新的活动所涵盖的活动,则仍需要获得其他许可或经修改的许可规则。”克拉克说。

在5月份严格规定后,华为一直在寻求自己的内部芯片设计的替代方案,并着眼于联发科等供应商。

所有这些都被视为潜在的未来智能手机核心处理器芯片供应商。消息人士对《日经亚洲评论》(Nikkei Asian Review)表示,这家中国公司也没有放弃在其未来的智能手机上测试高通公司的移动芯片,以期希望美国以后能获得许可。

一位了解此事的供应链高管告诉日经新闻:“在五月份的裁决之后,我们已经看到华为测试了各种不同的移动芯片平台,包括联发科和高通的平台。” “它不想放弃来之不易的智能手机业务。”

参考链接:

https://asia.nikkei.com/Spotlight/Huawei-crackdown/How-a-handful-of-US-companies-can-cripple-Huawei-s-supply-chain

https://asia.nikkei.com/Spotlight/Huawei-crackdown/Asia-suppliers-hit-after-US-cuts-Huawei-s-access-to-foreign-chips

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