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 华为5G业务顺利开展,背后有中芯国际与台积电的力挺 ...

2019-6-13 08:37:31 11397 0

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艾莫奈 发表于 2019-6-13 08:37:31 |阅读模式

艾莫奈 楼主

2019-6-13 08:37:31

6 月 29 日,G20 大会在日本召开,国家主席习近平与美国总统特朗普在大阪举行会晤,特朗普表示,美方希望通过协商,妥善解决两国贸易平衡,为两国企业提供公正待遇。据环球时报报道,在中美元首的会晤结束后,特朗普在记者会上表示他同意让美国公司继续销售产品给华为。

华为的事情大概率已经缓和。前些天,任正非先生也认为现在已经是最坏的时刻,未来会更好。

近日,我参观了 MWC(移动世界大会)的上海会议,华为的 5G 业务顺利开展。一些很重要的芯片公司,如英特尔、美光、高通、赛灵思已经恢复了对华

为的部分供货。

华为展示的最小 5G 基站

基于 5G 的 8K 高清直播,速率达 153Mbps,时延也非常短。

为什么会这样?分析师福克斯表示,即使一个企业的总部在美国,只要它拥有海外子公司和业务,就能将自己的技术归为 " 外国技术 "。美国商务部前官员、律师合伙人沃尔夫对《纽约时报》表示,他为多家为华为供货的美国科技公司提供过咨询。这些企业都急切地想弄清楚,要如何继续向华为供货,一些企业正在考虑将部分产品的生产线及服务全部转移至美国以外。

核心事实是:亚洲的最高芯片制造水平(目前为 7 纳米),甚至超过了美国自身。如台积电、三星、总部在上海的中芯国际等。

华为芯片的核心制造商是台积电和中芯国际,在关键的时候,支持了华为。这也是华为能撑过这个劫难的最重要外部因素。

要知道,尽管华为海思的芯片设计能力很强,但自身并没有制造能力。

中芯国际是华为坚强的后盾

中芯国际(SMIC)的总部位于上海,在国产自主技术中是最好的,量产了 28 纳米工艺。14 纳米也基本上搞定,据悉,际 14 纳米工艺的良品率已经达到了 95%。12 纳米工艺开发也取得突破。

中芯国际与行业领军企业台积电相比还有较大差距,但是在逐步缩短,目前大概在两三年左右。

芯片本身的技术进步在放缓,摩尔定律失效对中国大陆芯片业就是天大的好消息。意味着台积电和三星被迫停下奔跑的脚步,中国大陆自主芯片制造企业如中芯国际将逐步缩短差距。

摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登 · 摩尔(Gordon Moore)提出来的。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔 18-24 个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。这一定律揭示了信息技术进步的速度。但是,随着技术进入极致阶段,芯片的发展速度未来将放缓。

去年的中兴事件,使得全民认识了国产自主供应链的重要性,华为从此也与中芯国际开展了战略合作。中芯国际成为华为的坚强后盾。

华为会成为中芯国际 14 纳米制程第一个大客户吗?让我们拭目以待。

从技术上讲,芯片并不是非得要用很高的制程,成本太高。很多芯片用较低的制程就可以满足要求,而且价廉物美,比如华为的视频监控芯片、机顶盒芯片等。系统设备侧因为直接有电力供应,对芯片的能耗要求也并没有智能手机那么高。中芯的 0.18 微米(180 纳米 ) 工艺就用来生产华为的电源管理芯片。

中芯国际的 19 年发展历史,颇多坎坷,几经周折。

2000 年,因世大被收购,其创始人张汝京来到大陆,创办中芯国际,复制了台湾晶圆代工模式,大陆地区由此诞生了第一家专业的半导体代工企业。2009 年 11 月 10 日,中芯国际 CEO 张汝京因 " 个人理由 " 宣布辞职,悲伤离去。

国家发改委原副主任张国宝表示,那时我们对领军人物的重要性没有充分的认识。失去了张汝京这样一位领军人物,错失良机。而韩国三星,不仅在巨额亏损的情况下逆向加大投入,还引进了一位华人梁孟松作为领军人物(其夫人是韩国人),对三星在集成电路上的发展作出了重要贡献。

65 岁的梁孟松早在 1992 就加入了台积电,而且那一年凭借自主研发的技术击败了 IBM。在 2008 年又从台积电离职加入三星,并帮助三星成为全球晶圆代工巨子。2017 年,梁孟松加盟中芯国际。中芯国际如虎添翼,14 纳米的量产就是成果。

相信这次华为事件后,中芯国际将走上快车道,一路前行。 

台积电力挺华为

TSMC(台积电)是一家非常伟大的公司,早已不是简单的代工企业,而是引领了全球集成电路的发展,实现了全球最高等级的芯片生产能力。台积电是金字塔的塔尖,代表了全人类芯片发展的制高点。

全球晶圆代工市场处于 " 一超多弱 " 的竞争格局,台积电以 55.9% 的市场份额高居第一,而其他厂商的市占率均未超过 10%。台积电之所以能成为 " 一超 ",最主要的原因就是其牢牢把控着先进制程。

总部与主要工厂位于台湾新竹科学园区,在 7 纳米工艺上,台积电率先量产。接下来,台积电计划量产 6 纳米、5 纳米,另外 3 纳米已在规划之中。可以说台积电、中国台湾地区是全球半导体的技术阀门。

台积电在南京浦口有分厂,已经实现了 16 纳米制程的量产。为了写这篇文章,我专门去大门口拍了张照片,保安不停吹哨,赶紧撤退。

 

这次华为事件发生后,大家都非常紧张地看着台积电。台积电的股权比例很分散,大部分股东来自于美国。

早在 5 月 23 日,台积电公开表态继续向华为供货,台积电总裁魏哲家当天召开技术论坛,并在开幕演说中表示,5G 时代的来临为半导体产业带来许多新商机,台积电会加码在台湾的投资。

台积电出货给海思的产品,源自美国的技术低于美国政府要求的 25%。台积电发言人孙又文还表示,"(出口贸易管制)不只这个 25% 规则,还有其他规则,我们有内部外销管理系统追踪与监测所有出货,来确保我们符合规则。"

台积电力挺华为,有其非常现实的利益考虑。如果不挺华为,华为就会转向其最大的对手三星,还有国内自主的中芯国际。台积电已经是中国台湾最核心的企业资源了,一旦台积电失手,整个台湾的高科技都可能崩溃,台湾政府深刻知道这点,所以基本上没有就华为事件做表态。

北大深圳研究生院何进教授讲述了这样一个台积电与华为战略合作的故事。

2013 年,徐直军与何庭波前往美国加州大学伯克利分校,拜访了胡正明教授。胡正明教授勉励华为采用最新的 16 纳米 FinFET 工艺。

胡正明在 2001 年至 2004 年曾担任台积电首席技术官。2004 年重返伯克利,回到学术界,但仍为台积电顾问。

奥巴马在白宫为胡正明颁发美国国家科学奖章

传统的半导体工艺在 20 纳米走到了尽头。当栅极长度逼近 20 纳米大关时,对电流控制能力急剧下降,漏电率相应提高。胡教授提出了有两种解决途径:一种立体型结构的 FinFET 晶体管(鳍式晶体管,1999 年发布 ) ,鳍式场效晶体管 ( FinFET ) 解决了晶体做薄后的漏电问题,并向上发展,使晶片内构从水平变成垂直。另外一种是基于 SOI 的超薄绝缘层上硅体技术 ( UTB-SOI,也就是 FD-SOI 晶体管技术,2000 年发布 ) 。胡正明的发明使得摩尔定律在今天延续传奇。

2013 年,从伯利克归来的海思团队,决定花大价钱赌一把。直接跳过 20 纳米,上马 16 纳米 FinFET。要知道,那个时候,华为的智能手机业务做得还非常一般,因此做这个决定很不容易。

当时台积电也面临着巨大的压力。16 纳米 FinFET 投入巨大,需要有人来吃这个螃蟹!智能手机其实是对芯片要求最高的场景,因为体积小、应用很多、功耗也要很低。

2014 年 8 月,台积电已在 8 月初试产第一批 16 纳米晶圆,首批产品就是海思的麒麟 930,这是世界上首款 16 纳米 芯片,采用了最新的 16 纳米 FinFET 工艺技术。海思成了吃螃蟹的人,但由于这种工艺的能效甚至还不如台积电的 20 纳米,因此麒麟 930 并没有大规模推广。

台积电改进到了后来广受好评的 16 纳米 FinFET Plus 工艺。台积电照顾苹果,将其 16 纳米 FF+ 工艺产能先用于生产 iPhone6s 采用的 A9 处理器,海思的麒麟 950 在此之后。

华为成了台积电最新工艺的吃螃蟹者,这场豪赌成功了。在计算能力、连接能力、功耗上,海思的麒麟 950 芯片都进入了世界最强之列。华为智能手机也实现了真正的超越,跻身世界一流。

因此,某种意义上说,胡正明教授是:" 麒麟之父 "。

从此之后,台积电上马的新工艺,华为海思也都是最早吃螃蟹者之一。麒麟 970(kirin 970)是有台积电采用 10 纳米工艺生产的全球首款内置独立 NPU(神经网络单元)的 AI 计算平台,从此开始了 "P 月 "、" 瘦脸美白 " 等深受大家喜爱的功能。

华为是目前全球最大的 7 纳米芯片客户之一,更是台积电的超级核心客户。7 纳米芯片的研发 + 流片费用非常高,动辄数亿美元。如果失败,这几亿美元就打了水漂。也只有华为这样不差钱并且有巨大市场能力的客户能一颗再一颗地干!

用于智能手机的最顶级 7 纳米芯片中,有苹果 A12 和高通骁龙 855,是在台积电制造的。三星 Exynos   9820 用的是自家的 8 纳米工艺。

华为一家就在台积电制造了四颗 7 纳米芯片。麒麟 810 和麒麟 980 两款 7 纳米智能手机主芯片。6 月 21 日发布的 nova 5 采用了最新的麒麟 810 SoC 芯片,而 nova5 Pro 搭载了麒麟 980 芯片。此外,华为还有 7 纳米的 ARM CPU(Hi1620),用于其泰山服务器。AI(人工智能)芯片 : 采用 7 纳米工艺制程的昇腾 910, 以及 12 纳米工艺制程的昇腾 310。

海思下一代麒麟芯片,也将成为台积电 7 纳米强化版及 5 纳米制程的第一个客户,双方紧密合作不言可喻。

我们再往前看。早在 1987 年,德州仪器的副总裁张忠谋先生应李国鼎先生之邀,回到了台湾,开创了晶圆代工产业(foundry ) 。那时候他已经 56 岁了。当时全世界半导体企业都是一样的商业模式,设计制造一体化(IDM 模式)。自己设计芯片,在自有的晶圆厂生产,完成芯片测试与封装。

台积电诞生后,芯片设计和制造解耦。除了台积电外,同样从事晶圆代工的联电(UMC)也挺有名," 山寨机 " 模式缔造者联发科就源自于此。

 

中国移动基于 2.6Ghz 的 5G 设备,种类繁多

无数小型的芯片设计(fabless design ) 公司因而诞生了。4 年之后,华为的徐文伟设计了一颗芯片,就在张先生的前东家德州仪器公司代工生产。

著名管理学教授迈克尔 - 波特称张忠谋不是创办了一家企业,而是创造并成就了两大产业:专业的半导体制造代工产业、专业的半导体设计产业。

张忠谋于去年退休,他表示中国大陆半导体业会在未来 5-10 年有相当大的进步,现在努力并不晚。

芯片发展历史中,还有一位伟大的华人,他的名字叫林本坚。他在台积电工作期间,改了芯片世界。

2002 年的全球半导体产业从 0.13 微米(130 纳米)技术、 90 纳米技术,再发展到 65 纳米节点左右,突然之间遇到了巨大的发展障碍。半导体制程以前一直都是以 " 空气 " 作为媒介,所谓的 " 干式光刻 " 技术,技术无法前行了。大家一筹莫展。

2000 年加入台积电的林本坚提出以 " 水 " 为介质发展浸润式光刻技术,在台积电高管张忠谋和蒋尚义的大力支持下,终于有机会放手一博,一步步获得国际光刻机大厂如 ASML 的认同。

芯片工艺也得以一路狂奔,从 65 纳米一路发展到今天的 7 纳米。

 

结语

  美国西部与东亚之间,构成了一个 " 环太平洋 " 信息技术发展高地,带动着全人类信息技术的发展。

  5 月 15 日到今天的一个半月里,很多人都有不眠之夜。

   

    只所以得到缓和,本质上与中国自主芯片与操作系统的发展密切相关,没有辛苦建造的 " 备胎 ",这样的 " 和平共处 " 不会自动到来的。

    美国有很多创新,中国的产业化能力很强。相信中美之间没有过不去的坎,凭借两国领导人的智慧,中美终将继续携手共进。

    中国的自主可控产业也将不再是永远的 " 备胎 ",在新的时代中也终将扬眉吐气。

栏目主编:王海燕 本文作者:戴辉 文字编辑:王海燕

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