禁令一个月后,华为未来的关键时间节点

avatar 2020-06-1415:04:14来源: 虎嗅网 评论 1,431

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华为禁令差不多30天了,我们来做一些简单的推演和华为后面的走势,我们按照关键时间节点来写,以下是一些不成熟的思考。
1. 华为的120天与2年

515对华为的禁令,美国人留下了120天的缓冲期,美国商务部规定了企业和机构可以在7月14日之前提交意见,我们相信大批的美国半导体设备和原材料企业以及台积电都会积极的准备相关意见和评估报告并且提交给美国政府,而120天之后是9月12日,我们看美国人会不会继续延期。

另外这4个月时间我国是可以做一些事情的,其中意义最大的就是准备好不可靠实体清单,美国现在受疫情以及暴动影响,经济是不太好的,这也对我们有利,这意味着我们的实体清单反击会让美国更加难受。

理论上美国政府是有可能根据其国内企业的利益诉求,而延长缓冲期和放宽一些制裁条件的,正如在过去两年的中美贸易战中,每次美国加征关税的范围升级时,都会召开听证会听取企业的意见,最终在扩大加征关税范围的同时,必然会公布豁免关税清单,在事实上减少对华征收关税的规模,以最大程度保护自己的利益。

而制裁华为这样的庞然大物的科技企业,而且是全球最大的半导体芯片买家之一,这对美国来说也是一个探索的过程。

尤其是美国的半导体生产和设备和材料厂家,他们一定是比较担心的,这个我们后面再说。

当然对我们来说,只能谨守底线思维,不能去假设美国会网开一面,120天缓冲期到了之后,真正的考验就会开始了。

注意美国商务部的公告里面,对于120天是这样描述的,注意黑体部分:

To prevent immediate adverse economicimpacts on foreign foundries utilizing U.S. semiconductor manufacturingequipment that have initiated anyproduction step for items based on Huawei design specifications as of May 15,2020, such foreign-produced items are not subject to these new licensingrequirements so long as they are reexported, exported from abroad, ortransferred (in-country) by 120 days from the effective date.

这一段说的是很模糊的,在5月15日及之前已经开始生产的还可以继续出口和发货,那么理论上华为抢在5月15日当天下单的话,台积电仍然是可以继续生产的。

之前网上流传着华为紧急下单7亿美元给台积电要求生产和供货(未获得台积电或者华为证实),如果对照着上面的英文原文看,那么是存在华为在5月15日当天争分夺秒发送订单给台积电下单的可能性的。

我们先看智能手机,全球所有基站加起来千万级别的数量,是远远不能和全球30亿台智能手机的存量比较的,两者在数量上的差距在百倍以上,因此华为智能手机业务会面临巨大的挑战,当前由于台积电还在继续生产,那么现在华为的手机出货暂时是没有问题的,那么关键在于120天之后,华为的手机还能继续销售多久?

非常明显的是,在这120天里面,华为一定会要求台积电优先生产下一代的麒麟芯片1020(网上流传的型号,华为还没有公布正式命名),因为这会是用于下一代旗舰机,对于一款安卓的旗舰机来说,一般销售的高峰期就是前三个月到六个月,以2019年3月华为发布的P30系列手机来说,上市85天,也就是差不多三个月销量破千万台,上市六个月后销量达到1650万台,可以体会下销售高峰的时段,

对华为的旗舰机来说,前三个月是销售黄金期,第二个三个月是销售的白银期。

销售高峰期过后价格就会越来越便宜了,因此华为一定是优先生产下一代芯片。

那么台积电可以生产多少芯片呢?

我们从两个维度看,先从订单角度看,如果7亿美元的紧急下单为真,那么手机处理器的价格一般在几十美元,如果我们按照每个50美元计算,假设7亿美元全部是手机处理器(实际相信会有一部分5G基站芯片,数量相对较少),那么就大约是1400万个芯片。

如果我们往比较贵的方向估算,假设为100美元一个,也有700万个芯片。

也就是说,但是紧急加单的7亿美元,是可以生产千万数量级别的新一代处理器的。

注意这还只是追加的,那么在此之前,华为可能也下了订单。

再从产能的角度看,台积电2019年的实际产量是1010万片折合12英寸的晶圆,平均每个月实际产量高达84万片左右。

那么一片12英寸的晶圆大约能生产多少手机处理器芯片呢?

12英寸晶圆的表面积大约为70659平方毫米,根据TechInsights对麒麟990 5G芯片的测量,其面积为10.68×10.61=113.31平方毫米,集成了多达103亿个晶体管,是世界上第一个晶体管数量过百亿的移动SoC。

作为对比,更上一代的麒麟980的面积是8.25×9.16=75.57平方毫米,当然更先进的麒麟990芯片面积更大,是因为把基带芯片也集成进去了。

因此我们估计麒麟1020的面积也大约是100平方毫米,如果这个面积能够100%的利用话,一片晶圆可以生产700个处理器芯片,当然了实际这是肯定达不到的。

实际产出的芯片数量按照如下公式粗略计算,按照下面的公式计算,一片12英寸的晶圆大约可以产出640颗芯片,注意这只是通用公式算出的理论值,实际生产中晶圆的edge loss还会比这更高,会导致芯片的产出量比640颗还要低。

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另外再加上产出的芯片颗粒还有良率,之后芯片还要在封装厂进行封装,套上外壳和管脚,这个过程也会涉及到良率损失。

因此我们产出最终大约500颗芯片是可能的,注意最终的实际产出尤其是初期很可能比这个数还要少,那么我们就按照400颗计算好了,这样比较保守。

那么台积电只需要生产2.5万片12英寸晶圆,就可以满足1000万颗麒麟处理器芯片的需求。

注意华为的麒麟1020预计用的是5nm的产能,那么台积电只要保证在120天内生产出2.5万片12英寸晶圆,每个月产出大约6000片晶圆即可。

相应的如果是2000万颗芯片,那需要产出5万片晶圆。

虽然5nm对台积电来说是2020年Q2才量产的新制程,但显然我们可以对台积电抱有很大的信心,毕竟台积电拥有大规模生产的经验,其所有制程2019年总实际产量达到84万片每月的规模便是证明。

而且从台积电的7nm的历史扩产速度来看,是很快的,台积电在120天内为华为生产出千万颗以上的5nm麒麟芯片,可能性是很高的,这基本可以支撑下一代旗舰机的部分销售。

而对华为麒麟990为代表的上一代芯片来说,重要性相对较低了,因为搭载此款芯片的手机注定会不断降价,而且台积电7nm产能本来也比较大,根据台积电的财报,2020年第一季度 7nm制程营收占比高达35%,因此台积电在这120天内,用7nm制程为目前已经在市面持续销售的华为手机走量囤货并不是问题。

那么根据上面的估算,在120天缓冲期结束后,华为搭载麒麟1020的下一代智能手机还可以销售千万台的级别,同时华为之前发布的手机还可以通过7nm台积电产能囤货继续销售。

华为2019年平均每个季度能够销售6000万台手机,而2020年9月禁令正式生效,华为一个月就会消耗大约6000万个手机处理器,这样在2021的第一个和第二个季度,华为智能手机的巨大挑战就来了,手机存货逐渐耗尽,其终端业务营收将会面临的下滑。

2021年也是华为生存面临的第一个重大门槛,至于如何应对,后面再说。

我们再看通信网络,在之前的文章里面分析过,5G网络对于华为才是核心,华为一定是力保5G网络建设,而5G基站建设所需要的芯片数量并不多,以中国为例,按照工信部的说法,2019年底我国已经建成了13万个基站,而三大运营商和中国铁塔今年5G投入达1973亿元,预计2020年年底5G基站数超55万个,当然以我国的执行力,很可能会超额完成达到60万个,也就是中国预计将在2020年建设42万-47万个5G基站。

中国是全球5G建设的核心区域,全球5G基站建成量在2020年底也即是100万级别的水平,可见芯片需求量并不大,是完全无法和华为智能手机比的,华为2019年3月发布的P30系列旗舰手机,上市6个月销量高达1650万台。

华为的基站芯片常态备货+120天继续生产,是可以保证长时间的给基站的供货的,按照一年几十万个5G基站的发货量,囤积2年的芯片是可行的。

而根据日经中文网5月28日的报道,其从自己的渠道获悉,华为囤积了1.5年-2年的美国芯片来供给自己的基站和服务器使用。

注意日本经济新闻也是著名的小道消息传播者,其没有披露来源的消息很多时候也并不一定准确。

但是我认为,从逻辑和可能性上判断,为5G基站囤积1-2年的芯片是华为可以做到的,尤其加上120天的持续产出,我倾向于认为囤货一定可以超过一年的用量,达到2年的备货问题不大。

因为基站的CPU还用不到5nm,那么大的设备,没有必要像手机一样追求小巧,这意味着产能不会受到5nm产能的限制。

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那么这对华为是一个好消息,因为5G建设是从2019年开始的,根据2019年11月21日工业和信息化部部长苗圩的讲话,当时全国已经开通5G基站达到11.3万个,预计到年底将达到13万个。因此光是中国在2019年就已经建设了13万个基站。

因此如果说2019年是5G的序幕的话,2020年是全球5G基站建设的高峰期的第一年,如果华为的芯片存货能够持续2年的时间,从数量上看并不难办到,那么是可以保证2020-2022年这三个建设高峰年的供应的,这也意味着,尽管在美国制裁下,华为注定会失去一部分客户的订单,但是仍然是全球5G领域的主要玩家。

这非常重要,因为华为如果不能在5G网络建设高峰期抢占位置,那么后面就会很麻烦了,总不能让客户把花巨资刚刚建成的网络又全部换成华为吧?

所以华为保住2020-2022年的通信网络建设,问题不是太大,对于通信设备来说,关键节点是在2022年。

那么2022年之后怎么办,我们本文后面再说。

但是,到2022年中或者年底,华为的通信设备业务也会迎来芯片囤货耗尽的挑战,那么2022年是华为面临的第二个门槛。
2. 华为需要坚持多久?

如果一切没有变化,美国没有延期,也不考虑中美博弈的因素。

那上面已经说了,华为还有2年的时间,到2022年中或者年底,其核心业务的5G通信设备也会面临无法发货的风险,当然如果我们更乐观一点,华为从现在开始主动采取业务收缩,放弃一些边缘的客户,集中给核心和重要客户供货,又或者华为实际囤积的芯片比估计的还要多,那么华为甚至可能撑到2023年,当然我们先还是按照2年计算,也就是到2022年计算。

国内的代工厂家,有可能在2年内,也就是到2022年搞出来一条较为先进的去美化的芯片产线么?这里说较为先进,就不要指望7nm或者14nm了,就是指28nm。

答案是没有人知道,因为这是从来没有人做过的事情,但是具备这种可能性。

我们把现有的信息进行分析,理论上如果我们把国产半导体设备每个环节拿出来看,都有国产厂家,而且不少还开发出了14nm的设备,甚至个别环节的已经到了7nm以下。

在半导体生产设备领域,即使是那些国产化率非常低的产品,都有国产厂家在做,并且大多都已经在产线开始应用了。

比如ALD是国产化率很低的设备,但看下图,来自北方华创官网,2018年实现了国产首台销售的 ALD(原子层沉积设备),可实现28nm-14nm的FinFET等工艺要求。

即使生产设备的产线量产验证期长达1-2年,那么今年也应该验证完毕了。

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半导体生产设备所有的领域都有中国公司在做,不是2020年的现在才从头开始,包括那些被美系和日系厂家垄断,被认为国产化难度极高的等领域。

最重要的光刻机,按照光刻机02专项的时间进度,上海微电子应该是今年底或者明年初搞出28nm节点光刻机,再加上产线验证一年,这样看似乎有2年内做成28nm去美化产线并实现初步试产甚至量产的可能性?

关于光刻机的进度,我看到有很多对上海微电子的质疑,比如上海微电子虽然有90nm 600系列IC前道光刻机,但是这些年都只是在展会上展出,或者在实验室,从来没有真正的在产线实际量产,中芯国际并没有购买。

到2018年5月,上海微电子才累计出货了100台光刻机,而且集中在LED和IC后道封装光刻机。

其实事情并没有那么复杂,上海微电子的90nm光刻机2016年才研发成功,2017年,“90nm光刻机样机研制”任务通过02重大科技专项专家组现场测试,2018年,才完成通过并正式验收。

而这个时候的世界,台积电已经率先量产7nm了,中芯国际也在把14nm工艺进行客户导入验证。

上海微电子的90nm IC前道光刻机,更多的可以看成是技术研发积累的过程。

对于中芯国际来说,老式的光刻机早已经折旧完成,价格本来就很便宜,市场上也有不少便宜二手货可以买,那么在2018年花费时间验证一台90nm水平的国产设备,再用一两年时间,也就是在2019-2020年把国产90nm光刻机导入产线,其在财务和技术上的意义都不大,不可能大规模购买。

验证更先进的国产光刻机意义才更大。

对于上海微电子来说也是如此,在当前任务排序中,相对于投资建立90nm光刻机产线,下一代的28nm节点光刻机已经在研几年了,这才是重点投资方向。

我们从目前国内做的比较好的国产半导体设备厂家北方华创,中微半导体等都能看出来,必须要把自己的设备做到28nm-14nm,中微半导体的刻蚀机甚至进入7nm以下的价格较高的先进制程,或者说主流制程,这样代工厂在财务上才有动力导入国产。

反过来半导体生产设备厂家才能真正的实现有意义的产品销售。

2019年华为上了实体清单,国内群众都在支持华为,我也弄了两台P30 pro,其中一台给家人用,从中也可以看出问题,即使我们支持华为,买的也是新的旗舰机,如果华为现在卖的还是当年搭载K3V2芯片的P6,那么吃瓜群众支持其的动力也会大大减弱。

我为什么要提P6,当年我就极力推荐老婆买了一台,其结果她在实际使用中对华为手机留下了极为恶劣的印象,从而转变为苹果的忠实粉丝,让我损失了不少钱。

我们一定要以市场化的思想去理解技术的进步。

新一代的产品做出来了,即使对厂家自身,甚至对中国来说都是技术进步,但是不代表其有足够的竞争力在市场上存活,也即是不能在竞争中对买家带来更多收益的产品,不是真正的市场化产品。

我们再以国内做离子注入机的烁科中科信为例子,根据《北京商报》2019年11月27日的报道,烁科中科信自主研发的离子注入机正在进入国内各大集成电路制造厂商,其中中束流离子注入机CI P900系列早已通过中芯国际产业化验证,为实现大批量应用打下坚实基础。

2019年公司销售各型离子注入机达11台。

“经过多年的技术积累,我们实现了离子注入机这一集成电路制造核心关键设备在28nm以上工艺领域的进口替代能力和自主可控,具备年产30台离子注入机的能力。”

烁科中科信总经理舒勇东介绍说,研发的中束流离子注入机65-28nm工艺量产12英寸晶圆超过400万片,达到了国外同类型设备水平,产品已经批量进入市场。

大束流离子注入机工艺覆盖至28nm,65-28nm工艺量产晶圆超过20万片,高能机预计2020年底进入客户端验证。定制离子注入机主要针对6英寸及以下市场,设备应用比较广泛,可根据客户具体需求定制。

从以上也可以看出,中国电科旗下中科信在中芯国际进行产业化验证的设备,也是可以做到28nm节点的,这也表明还是要验证较为先进节点的设备,在市场化上才有意义。

我们回到28nm节点浸没式光刻机的研发进度,按照十三五规划的进度要求,2020年底我国以上海微电子负责集成,需要研发出28nm的光刻机,这个时间节点已经可以从海量的公开信息中可以证实,注意从研发出来,到真正的实现量产,还需要1-2年的时间,我们可以按照2年的时间计算,也就是到2022年可望实现28nm光刻机量产。

当然了光刻机这个东西,即使是ASML一年也就是生产几百台,上海微电子一年生产十几台几十台,就已经可以称之为大规模生产了。

一般认为上海微电子是在孤军奋战,并不是,上海微电子其实是集成商,更多的负责总机集成的研发工作。

例如在我国光刻机国家规划中,中科院给予了上海微电子强大的研发支持,负责了多个核心子系统的研发。

中科院在之前已经参与了不少半导体国产化任务,我国目前已经在量产NAND FLASH的长江存储,就是中科院微电子所和长江存储联合开发的,例如长江存储工艺研发处副总裁霍博士,就同时是中科院博士生导师。

2003年北大微电子学与固体电子学博士毕业,进入韩国三星电子半导体研发中心存储器事业部从事闪存技术研发。

2010年回国加入中科院微电子研究所从事存储技术研究,2014年8月进入武汉新芯集成电路制造有限公司负责3D NAND存储器的技术研发工作。

再说光刻机,我们以北京大学官网发布的北京国望光学科技有限公司2020春季校园招聘信息为例,该公司以博士:28-35万/年(特别优秀另议);硕士:20-25万/年(特别优秀另议)的标准在招聘应届毕业生,招聘简介如下:

国望光学于2018年6月1日正式成立,注册地为北京市经济技术开发区。

2019年7月,中科院长春光机所、上海光机所同步完成了对国望光学的无形资产增资。目前,国望光学的注册资本为30亿元,拥有近200项授权发明专利,

完全继承了02专项极大规模IC制造投影光刻机曝光光学系统一期研发任务所形成的全部知识产权。

国望光学核心团队研发的我国首套90nm节点ArF投影光刻机曝光光学系统已于2016年顺利交付用户(备注:就是上海微电子)。

目前,团队承担的02专项二期核心任务-面向28nm节点的ArF浸没式光刻曝光光学系统研发攻关任务进展顺利;

2019年下半年,国望光学将启动位于北京经济技术开发区B13地块的研发、生产基地的建设工作。该项目规划投资60亿元,占地近110亩,规划建筑面积13万余平方米,预计建设时间3年。全面建成后,国望光学将拥有110nm节点、90nm节点、28nm及以下节点极大规模IC制造投影光刻机曝光光学系统产品的研发、设计与批量生产供货能力。

与此同时,已研发成功的超精密光学加工、检测、装调装备以及正在研发的高性能显微物镜、紫外成像探测系统等产品也将陆续投入市场。此类高市场价值的衍生产品将与光刻机曝光光学系统产品一道共同构建起国望光学市场成功的产品基础。

以上生产基地建设的时间节点来说,2022年建成生产基地并且具备量产28nm节点及其以下光刻曝光光学系统的能力,说明国望光学预估的28nm节点浸没式光刻机真正实现产线量产的时间节点是在2022年,

那么这和2020年28nm浸入式光刻机研发成功,2021年测试完成并且导入产线验证,2022年实现28nm节点光刻机产线规模生产,并且自身实现可量产的时间节点是吻合的。

尽管时间节点一般都能顺利完成,但是对于华为来说,作为底线思维来讲,是不能假设在2022年我国一定能够做出28nm的去美化产线,需要把这个时间延长到3年甚至更久。

3年甚至以上,这是华为需要在海思无法量产情况下的生存时间。

当然了国家是可以出手反制的,而且可以反制的手段也有很多,我们反制要讲究有道理,不能让那些遵纪守法的外企感到唇亡齿寒,第一批会上不可靠企业清单的,就是在2019年美国对华为禁令中表现恶劣的企业,典型的就是伟创力和联邦快递,这两家美国公司,伟创力一度扣押了华为数亿人民币的货物,而且还是在中国土地上执行的此操作,联邦快递竟然把华为的包裹转运到了美国,涉嫌盗窃和出卖商业机密。

第二批是对等性质的企业,也就是高通,思科之类,他们本身和华为是竞争关系,由于美国已经没有5G设备制造商,但是按照对等原则,这两家公司还是涉及到5G和通信,并且在我国产业链介入不深,不涉及我国大量就业和出口。

其他还有很多,本文不展开讲。

我们在这里先不考虑国家出手反制,导致美国可能放松或者延迟对华为制裁的因素,我们只考虑华为如何坚持生存下去。

注意华为还有1-2年的时间进行准备,目前可以开展的应对工作如下:

第一点:EDA国产化

以华为为核心,全力自研EDA软件,牵头国内EDA公司分工协作,实现EDA国产化,华为还有2-3年的时间,有很大希望。

EDA华为早已经有多年的使用经验,也有预研的基础。

第二点:继续采购非美系芯片出货。

美国目前没有禁止华为采购外部非美系芯片,华为可以扩大使用非美系芯片的采购,当然吃瓜群众可能就会问了,你这可能是搞无用功,因为美国随时可能一声令下,华为连任何用美国生产设备和材料生产出来的芯片都不能买了。

这种底线思维是对的,但是对于华为来说,这项工作在之前就已经在做了,而不是现在才开始匆忙设计使用非美系芯片的产品。

也就是华为一直在做多供应商体系化工作,包括华为的手机在内,并不是只有海思一个供应商,这也在现在给华为带来了好处。

下图是华为荣耀在6月12日首销的荣耀Play 4的5G版本手机,使用的就是联发科天玑800芯片,售价为1999元。

至少在现在看来,这款手机是不会受到华为海思芯片旗舰机的2021年大限影响的。

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2019年第三季度和2018年第三季度相比,华为手机搭载联发科芯片的比例由7%上升至16.7%,上升了一倍以上,今年这个情况,预计还会继续增加。

我们有理由相信,华为现在在逐渐扩大手机搭载联发科芯片的比例,如果这个比例上升到30%以上,那么华为到明年还是可以保住相当一部分的手机销售额,不至于全军覆没。

非美系芯片厂家除了台湾的联发科之外,还有欧洲的意法半导体,大陆的紫光展锐等,5月1日,《科创板日报》曾经有所报道,其从多位产业链消息人士处确认。

华为目前就在和意法半导体合作研发芯片,具体是用在什么产品上未知。

注意,这条路是随时有可能被美国堵死的,但是至少现在是可行的,并且已经在持续的给华为带来收入和利润。

第三点:推动台积电做出去美化的抉择

华为必然会推动台湾,韩国,日本,欧洲供应商(代工厂,生产设备,原材料)实现去美化,另外中国也可以以超大市场关税武器驱使上游去美化。

我国的国产设备和原材料厂家进度固然喜人,但是除了国产设备和材料,也要充分调动中国和美国之外的第三方力量。在全球半导体生产设备和原材料厂家,除了美国之外,日本在生产设备领域份额全球第二,半导体原材料领域份额全球第一,欧洲,韩国也有半导体生产设备公司。

华为可以凭借华为的巨大体量,以及华为品牌的强大号召力,除了中芯国际之外,还要推动以台积电,三星也调动其上游的日系,欧系,韩系半导体生产设备厂家做去美化研发,建立去美化产线。

上游的国外生产设备厂家,大多在行业已经浸润了十几年甚至几十年,对于零部件来源早已经多元化,单独针对垄断性的美系零部件进行替代开发,是可能的。

这个动作的风险是,不管是台湾的台积电,还是韩国的三星,亦或是荷兰的ASML,他们是否具备敢于进行去美化的勇气,毕竟美国的霸权,以及台湾,韩国,荷兰和美国的政治关系在那里,这是一个疑问。

但是如果他们现在不做这件事情,那么等于是完全把华为这个大客户100%让给了中芯国际,一旦中芯国际做出来了去美化产线,就可以立刻获得华为的订单,即使华为届时因为芯片断供销售额大跌,但是其品牌价值和号召力的巨额无形资产还在,一旦获得去美化产线支持,将会很快复苏,可以参考华为2010年之后在智能手机市场的销售额发展速度,华为的订单金额很高,2019年占了台积电营收的14%,而当年台积电的营收为357.74亿美元,这意味着差不多50亿美元的订单来自华为。

而中芯国际2019年的全年营收仅为31.16亿美元,显然即使中芯国际因为国产化设备进度,例如一开始只有28nm节点的光刻机,而不能吃下如此大金额的华为订单,但是其毫无疑问获得了一个稳定的全球性大客户,其发展将进入快车道。

这无疑对台积电是压力,尤其是对台积电,不搞去美化产线就意味着彻底的永久放弃华为,将是一个痛苦的抉择,甚至是关系未来台积电10年-20年发展的战略抉择。

华为的公司能力,已经在全球5G和智能手机市场得到了充分的体现,华为在5G领域实现了绝对的领先,击败了欧洲,北美和日韩的公司,北美的北电网络和摩托罗拉通信设备公司全部破产或者退出市场,而欧洲的爱立信和诺基亚也逐渐落后华为,而在智能手机市场,如果不是美国的打压,2020年应该是华为智能手机全年销量登顶世界第一的年份,足见体现出来的强大竞争力。

那么这意味着一旦华为复苏,随着其在系统品牌层面的全球进击,海思的份额必然节节攀升,这就意味着将会形成对台积电客户销售额的挤压。

不仅如此,台积电如果在去美化产线上毫无作为,被视为彻底放弃华为,那么对于其他的中国大陆芯片公司来说,台积电也将被视为不可靠的商业伙伴,那么一旦中芯国际在华为权利扶持下越做越大,那么大陆的芯片厂家必然会更加倾向于在本土厂家代工。

同时,实力更为强大的中国政府,也可以动用国家力量驱动去美化,可规定,凡是在最终在中国市场销售的产品使用的芯片,其代工厂需要逐步降低产线的美系设备和技术含量,要给出去美化时间表,否则将根据各个厂家的实际去美化进度征收关税。例如要求三星和台积电分别给出其生产线美系含量的报告,举个例子,假设三星为15%,台积电为10%,则要求台积电一年内必须降到8%,两年内降到6%,否则征收30%-100%关税,而对三星的去美化关税可以要求更宽松些,通过对两者一松一紧,导致台积电如果不搞去美化,则会大大增加三星的竞争优势,迫使台积电主动去美化,同时极大的打击美国半导体生产设备厂家。

这是利用中国的超大市场优势,迫使代工厂去除美系设备,具体的操作方式还可以进一步讨论,比如台积电垄断了最先进的5nm制程,加征关税是否只会打到大陆自己?

我觉得有两点:

第一点台积电还有大量的7nm,12nm,16nm,22nm,28nm以及以上的产线,这些产线都是有竞争对手的、可以率先对这些制程工艺通过市场+关税的形式驱动其去美化,不搞则相对竞争对手成本大幅上升。

第二点对于最先进的制程,可以先不对台积电加征“去美化”关税,但如果其最大的竞争对手三星一旦其制程哪怕是迫近了台积电,有了竞争对手,那么中国大陆将立即启动“去美化”关税驱动其去美化。

台积电作为占了全球代工市场50%的巨无霸企业,其供应商来源多元化,具备极大的去美化潜力,下图是台积电的供应商列表,硅晶圆就有五个供应商,研磨液研磨垫等有七个供应商,对于台积电,没有能不能搞去美化的问题,只有愿不愿意或者敢不敢下决心推动去美化的问题。

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哪怕去美化不是彻底下降到0%, 哪怕是下降一个点就是对美系半导体生产设备和原材料公司的打击。

台积电只是一个例子,还有联电等公司也是一样。

如果能推动台积电参与去美化进程,不仅是对美系半导体生产设备的打击,也有利于国产半导体设备进入台积电。

当然,需要强调,中芯国际及其上游国产设备厂家的进度是核心,这是壮大自己,利用中国庞大的市场,迫使上游厂家去美化,打击美系半导体,这是打击敌人,不管能不能实现,也值得去尝试。

第四点:用技术优势反制美国

美国选择了自己的技术制高点来打击华为,那么华为也可以选择用自己的技术制高点来反击美国,在5G专利中,华为居于全球领先地位,手握全球最多的必要专利,也是全球5G标准最重要的制定者。

美国任何公司只要使用5G相关技术,必然无法绕开华为的专利。

由于专利使用是需要华为许可的,而对方并无足够的专利用于交换,那么向美国公司征收高额专利费来出让许可,甚至不向某些美国公司许可专利使用成为选择。当然,专利武器化,在平时并不是个好的选择,业界各种漫天要价,通过诉讼赚钱的专利流氓很多,但一般都是小公司。

但是如果涉及到生存的时候,情况又不一样了,华为也不需要漫天要价,向美系企业索取合理的专利费不管在法律上,还是道义上都是完全没有问题的。

当然这一条美国也有办法,那就是声称专利价格太高而不支付,或者拖延支付,2019年6月12日路透社报道称,华为已要求美国运营商Verizon支付230多项专利的费用,总计超过10亿美元,金额相当于Verizon去年四季度净利润的一半。

实际上这笔钱至今也没有支付给华为,另外还有个问题是,美国也可以耍流氓金融制裁华为,禁止华为使用美元,导致专利费无法从美国到达华为账户。

但是至少,第一可以让美国和美国公司在道义上不利,在舆论场上指责中国盗窃美国知识产权时陷于被动。

第二中国政府也可以对拒绝支付专利费,剽窃中国技术使用的美系企业进行罚款,完全可以仿效美国对待外国公司的方式,对此类不诚信,不尊重知识产权的企业予以重罚。

美帝对中兴,就前后罚了二十多亿美元,这个金额可以参考。

第三美系公司全球化程度很高,即使在中国没有业务,但是在其他国家总会有业务,华为可以以第三国起诉的方式追索专利费,在第三国可以使用欧元或者其他货币支付。

第五点:多业务发展

这个我在之前的文章已经分析过多次了,可以见之前的文章。

华为很多业务是不需要芯片的,前面的专利费就比较典型,再比如基站里面的天线;

或者需要芯片但是并不需要技术上多先进,完全可以采购国产芯片,比如路由器,安防产品,电视机等等,现在可以用海思的芯片出货,相信两年内找其他国产芯片厂家设计出替代品并非难事。

华为在安防领域,已经给海康和大华造成了极大的威胁。

也可以搞第三方集成,华为提供产品设计和除芯片外的关键元器件,集成商自行采购芯片,例如华为是服务器厂家,完全可以让第三方做服务器,华为提供系统设计即可。

再比如,华为现在在进军汽车业务,搞汽车零部件。

汽车使用的车载操作系统也是产品。

第六点:重新进行系统设计和小规模IDM

在本文前方,我们已经说了全球基站的需求数量并不大,全球所有基站加起来也就是千万级别,对于华为来说一年也就是发货几十万到百万级别的基站。

那么事实上,这相当于军用产品的发货量,我国的军用产品都是需要芯片的,在二十多年前就遭到了美国的封锁,而这并没有妨碍我国的军工产品系统越来越先进,到达世界一流水平,这就是系统设计的功劳。

对于手机这样的小型化系统,先进制程的芯片不可或缺,华为很难摆脱对美国的依赖,但是对于5G这样大型化的基站,其体积和重量远远大于手机数百倍,对于先进制程芯片的需求就大大下降。

芯片又可以称之为大规模集成电路,本质上就是电路的集合,可以通过重新系统设计降低对先进芯片的依赖。

当产品不需要先进制程芯片后,那么华为就选择就很多了,注意,由于基站芯片只是相当于军用产品的需求量,因此一条小规模的,低制程水平的生产线就可以满足要求。

第一是提供研发资源,全力支持中芯国际及其上游的设备企业在2-3年内实现28nm光刻机的去美化产线量产海思芯片。

第二是由于中芯国际需要搭建全去美化产线,因此当前中芯国际暂时无法给华为供货,而对华为自身而言,自己小规模造芯片分担风险也成了个选择。

注意,美国目前的制裁,只是说海思用美系EDA软件设计出来的芯片,以及代工厂使用美系设备和原材料生产的芯片,代工厂是不能给华为生产出货的。

但是华为自己进行芯片生产供给自己需要,至少现在为止不在此限制之内。

(i)      Items, suchas semiconductor designs, when produced by Huawei and its affiliates onthe Entity List (e.g., HiSilicon), that are the direct product of certainU.S. Commerce Control List (CCL) software and technology; and

(ii)    Items,such as chipsets, when produced from the design specifications of Huaweior an affiliate on the Entity List (e.g., HiSilicon), that are the directproduct of certain CCL semiconductor manufacturing equipment located outsidethe United States.

Such foreign-produced items will onlyrequire a license when there is knowledge that they are destined for reexport,export from abroad, or transfer (in-country) to Huawei or any of its affiliateson the Entity List.

因此华为购买一手或者二手半导体生产设备,自建小规模芯片生产线,学习三星往IDM的方向走。

注意基站芯片只是军用产品的用量,规模不需要太大,参见台积电南京16nm工厂,月产2万片晶圆,投资30亿美元,大约200亿人民币。台积电南京厂年产24万片晶圆,每片晶圆做上百个芯片每年就是几千万个。

对于华为的基站来说根本不需要这种规模的产线,也可以不需要16nm制程的芯片,因此投资没有那么大,华为只需要较小的投资一条小规模生产线。

另外虽然28nm以下的芯片生产人才难找,但是28nm及更低水平制程的人才找齐相对更容易。

另外老式制程的生产设备产线在技术上相对容易的多,价格也更便宜,下图来自国家02专项专家叶甜春的演讲PPT,这个演讲在2018年9月,可以明确的是,当时65/55nm产线国产化率已经可以做到31%, 40nm的产线国产化率可以做到17%.,现在已经一两年过去了,相信这个比例已经又有所提高。

从国产化率的比例,就可以看出低水平制程的设备,技术含量会相对较低,而更容易买到。

禁令一个月后,华为未来的关键时间节点的照片 - 8

光刻机依然是个瓶颈,但是华为可以选择上海微电子明年出来的28nm,也可以选择购买二手光刻机。

以二手光刻机翻新为例,我国福建的安芯半导体就是做光刻机翻新,其在2020年3月交付了一台价值近千万元的光刻机到海康威视,同时在4月份再次出货一台光刻机到国内某研究所用于CMOS领域研究。福建安芯半导体总经理张琪表示,目前我们尚不能完全自主研发,但通过改造、提升,实现了 60%至 70%的国产化。

中国大陆的各种光刻机很多,二手很好买,华为在搭建这条小规模产线后,可以在中芯国际如果未来依然不能供货的情况下,满足自身的关键需求,而为了防止美国进一步加大禁令,禁止华为使用美系设备自产芯片,华为还可以在搭建小规模产线的一开始,就尝试和上游设备企业(大陆,日本,韩国等)合作,将这条小生产线全国产化或者去美化,光刻机可以买上海微电子的28nm,也可以把二手光刻机的美系零部件搞国产零部件替代。

华为还有其他路,例如我国军用芯片一直是被制裁的,但是国内依然有企业在生产军用芯片来满足军工企业需求,这些企业为什么不可以为华为生产呢?反正已经在美国名单上了。

这个就是看华为自身的意愿问题了,估计华为还是更多想做一家纯粹的商业公司。

最后注意了,华为即使自己搞IDM,也一定是小规模的供给自己核心的通信设备芯片的需要,大规模生产必然还是会依靠中芯国际和其他国产代工厂,因为代工厂投资金额太高了,华为没有必要大规模搞。

最后我想说三点:

1:华为肯定可以活下去,无非是活得好不好。

2:如本文分析,华为有大量的手段(加大外购芯片,推动台积电去美化,参与中芯国际和国产设备去美化,发展不依赖于芯片的业务,对美国公司征收专利费,自建小规模生产线)可以做来确保自身更好的生存。

另外国家层面可以通过不可靠企业清单,以及利用我国全球最大市场的力量,使用去美化关税手段推动全球代工厂去美化进行反击。

3:在2020年6月的现在,网上有不少描述光刻机或者其他半导体生产设备研发难度的声音,一个是说研发时间长,基础薄弱。

针对这点,我想说现在不管是中国的半导体生产设备,原材料企业,并不是毫无准备,而是在多年前就已经在开始研发和攻关,十一五(2006-2010年),十二五(2011-2015年)期间02专项都在持续研发。

像28nm光刻机在2015年之前就已经纳入了十三五规划,并且各个子系统责任主体分工明确,技术路径清晰,当前28nm节点光刻机研发过程已经进行了至少五年。

同时在十三五规划之前,我国02专项就一直在追踪光刻机等半导体生产设备技术研发,已经有了相当的积累,而过去的几年,以北方华创,中微半导体,中科信,盛美等公司为代表的国产半导体生产设备厂家不断实现突破,都是已有的事实,那么光刻机进度慢一点,实现突破也是可以预期的事情。

另外很重要的是,光刻机的技术路径是非常清晰的,并不是混沌不清,只需要沿着这条路向前走,就一定可以搞出来,这跟探索式的无人区研发是不一样的。

一个是光刻机涉及的产业链长,有几万个零件,我每次看到这个就觉得很有意思,我没有查到ASML有公布BOM,所以不知道这个数量是怎么来的,但是就制造业产品来说,几千个,几万个零件组成的系统很正常。

根据2020年5月《中国航天报》对长征五号火箭的报道,其中提到:

“长征五号运载火箭不仅块头大,而且技术新,比我们国家过去任何一个型号的长征火箭都要复杂。以往长征火箭使用零部件最多几万个,而长征五号运载火箭使用的零部件达十几万个。它的设计量是以往长征火箭的3.5倍以上。”

我自己看过大量产品的BOM,这种算法无非就是把螺丝,垫片,电容,电阻,电感,隔热片,泡棉之类的全部算进去,大量是重复的,比如用了100个电阻,那就是100个零部件。

也就是几万个十几万个零件看起来多,但是大多数都是通用性的,很多国家都能造。

真正核心技术的就是少数关键的零部件和系统集成。

我们以华为的旗舰机为例子,日本研究机构Fomalhaut Techno Solutions对华为P30 Pro进行了拆解,该手机一共涉及1631个元器件,来自美国的零部件只有15个,占比0.9%,但是价值高,占了16.3%。

反之日本虽然零部件数量有869个,占了53.2%,但其实大部分是价格很低的被动元件,因此总金额占比为23%。

禁令一个月后,华为未来的关键时间节点的照片 - 9

被动元件不只是日本可以提供,韩国三星,台湾国巨,乃至于大陆在发展中的本土企业也可以作为供应商。

也就是,华为手机的去美化,只需要解决少部分关键零部件即可,大部分的零部件都有多国供应商来源,不要被1631个零部件就把人吓倒了。

长征火箭,智能手机如此,光刻机也是类似的。

对于光刻机来说,即使ASML一年产量也即是几百台,中国搞国产光刻机,几年内能年产几十台顶天了,只需要先解决完全在市场上买不到的少数子部件即可,只要在市场上能买到的,怎么可能连一年组装几十台光刻机的量都凑不齐呢?

而从目前光刻机产业链企业的进度来看,当前所有的关键子系统,国内都有确定的企业在研发,并且基本已经做出了产品,这意味着这些关键子系统的下层物料获取并没有问题。

因此不要被“几万个零部件”吓倒,你居住的大楼,也是几万个零部件,每块砖算一个,每根钢筋也算一个,真正值得注意的是“无法买到的关键元器件”的数量,而按照市场规律,这种完全由单个国家垄断的部件的比例一般都很少,因为只要市场一大,其他国家必然会有企业进入进行竞争。

对于华为而言,这条路是长期的,华为目前像是反围剿之后开始长征的红军,2021-2022年,华为将会迎来艰难时刻,而即使在2022年我国顺利量产了28nm的去美化的产线,对于华为来说也仅仅是红军刚刚抵达陕北,只能使用外购国产,联发科,意法半导体芯片,以及落后了竞争对手几代的海思芯片参与国际竞争。

下一代的国产EUV光刻机本来规划是到2030年,现在看这个时间点已经不能匹配现实的需求,必须要高强度投入实现时间节点提前,但是即使能提前3年,也意味着中芯国际要到2027年才能获取EUV光刻机量产7nm以下制程,要进步到更先进的3nm,2nm甚至更高水平的制程要到2030年以后了,这意味着华为在越过2021-2022的至暗时刻之后,到2023年只是解决了生存问题,可以在中芯国际继续生产28nm海思芯片,但受制于国产设备的制程水平落后,还需要很长的时间(到2030年以后,也就是长达10年甚至以上),才能重新和竞争对手使用同一水平的自研海思芯片,即使考虑外购,联发科,紫光展锐之类的水平也很难赶上英特尔,高通和苹果,还是需要海思的自研来打高端。

我觉得10年甚至以上的时间,对于不甘于长期落后的华为来说很难以接受,除了国家大基金和地方基金的投入外,华为自己很可能也会自己建小规模生产线,并深度介入上游的半导体生产设备研发,要订单给订单,要人给人,亲自下场和中芯国际一起推动上游半导体生产设备公司的技术加速进步,避免其成为华为长期发展的制约,解决瓶颈问题。

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