《電子技術(shù)應(yīng)用》
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華為芯片斷供 “卡脖子”倒逼攻堅

2020-09-16
來源:中央紀(jì)委國家監(jiān)委網(wǎng)站

9月15日,美國對華為的新禁令正式生效,。在此之后,臺積電,、高通,、三星及SK海力士、美光等主要元器件廠商將不再供應(yīng)芯片給華為,。這意味著,,華為可能再也買不到利用美國技術(shù)生產(chǎn)的芯片、存儲器,。

面對困局,,華為即將開始移動生態(tài)的艱難探索之路。遭到“斷供”后的華為將何去何從,?

美國制裁華為嚴(yán)重破壞全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈

2019年5月16日,,美國商務(wù)部以國家安全為由,將華為及其70家附屬公司列入管制“實體名單”,,禁止美國企業(yè)向華為出售相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品,。封殺令一出,世界嘩然,。

時隔一年,,2020年5月15日,美國商務(wù)部發(fā)布公告,,嚴(yán)格限制華為使用美國技術(shù)和軟件在美國境外設(shè)計和制造半導(dǎo)體,。

而就在3個月后,8月17日,,美國政府再次發(fā)布新禁令,,對華為的打壓繼續(xù)升級,。此次禁令的核心在于,任何使用美國軟件或美國制造設(shè)備為華為生產(chǎn)產(chǎn)品的行為都是被禁止的,,都需要獲得許可證,。

新禁令切斷了華為尋求與非美企供應(yīng)商合作的道路,進(jìn)一步封鎖了華為獲得芯片的可能性,。自家設(shè)計的不給造,,別人生產(chǎn)的不給買,直接把華為逼入了“無芯可用”的困境,。

“利用技術(shù)壟斷優(yōu)勢,,實施可以將華為置于死地的禁運措施,超出了貿(mào)易爭端的范疇,,是一種破壞游戲規(guī)則的行為,。”日本國立政策研究大學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟學(xué)教授邢予青表示,。

美國對華為的封殺升級,,同樣挑戰(zhàn)了國際供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的底線。批評人士稱,,美國此輪制裁不僅是對華為“處以極刑”,,更會嚴(yán)重擾亂全球芯片市場及相關(guān)行業(yè)。

芯片設(shè)計公司通常利用美國開發(fā)的電子設(shè)計自動化工具,,而在先進(jìn)半導(dǎo)體制造廠中,,采用結(jié)合美國技術(shù)的芯片制造設(shè)備更是再普通不過的事情。美國宣布的禁令主要針對華為,,但影響遠(yuǎn)超過華為本身,。

8月,美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(SIA)和國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)相繼針對禁令發(fā)布聲明,,希望禁令延期,,并強調(diào)禁令對產(chǎn)業(yè)利益的損害。

“我們?nèi)栽谠u估該規(guī)則,,但是對商用芯片銷售加以廣泛限制將給美國半導(dǎo)體行業(yè)帶來嚴(yán)重破壞,。”8月18日,,美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(SIA)主席兼首席執(zhí)行官John Neuffer表示,。

國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會則在聲明中稱,美國此舉最終會損害美國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),,并在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中造成巨大的不確定性和破壞,,從而最終破壞美國的國家安全利益。

事實上,早在美國5月頒布華為禁令時,,國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會就已經(jīng)表示,,禁令將抑制企業(yè)購買美國制造設(shè)備與軟件的意愿,同時也導(dǎo)致與華為無關(guān)的企業(yè)已損失將近1700萬美元,。而且長期來看,,“除了侵蝕美國產(chǎn)品的既有客戶基礎(chǔ),也加劇企業(yè)對美國技術(shù)供應(yīng)的不信任,,更促使其他企業(yè)努力取代美國技術(shù)”,。

據(jù)報道,分析機構(gòu)加特納公司的分析顯示,,2019年華為在全球半導(dǎo)體采購支出達(dá)到208億美元,,居全球第三,這意味著禁令之下,,半導(dǎo)體行業(yè)總營收可能將會減少200億美元左右,。

據(jù)美媒報道,美國芯片企業(yè)高通公司試圖游說特朗普,,取消向華為出售芯片的限制,,否則就可能會把價值高達(dá)80億美元的市場拱手讓給高通的海外競爭對手。

韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長黃喆周則表示,,由于目前韓國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)體系為“大企業(yè)帶動中小型供應(yīng)商”的發(fā)展模式,,兩大巨頭對華為斷供后,若無法找到比華為更穩(wěn)定的合作商,,整個韓國芯片產(chǎn)業(yè)都將遭受“生死考驗”。

根據(jù)公開報道,,三星,、SK海力士、臺積電,、聯(lián)發(fā)科等廠家已經(jīng)向美國商務(wù)部提交申請,,希望能繼續(xù)向華為提供產(chǎn)品。不過有法律專家指出,,除非有特殊情況,,否則要取得許可“或許相當(dāng)困難”。

為何芯片如此重要,,我們?yōu)槭裁床荒苤圃旄叨诵酒?/p>

“因為沒有中國芯片制造業(yè)能支持,,面臨著沒有芯片可用的問題?!?020華為開發(fā)者大會上,,華為消費者業(yè)務(wù)CEO余承東坦言,“現(xiàn)在唯一的問題是生產(chǎn),華為沒有辦法生產(chǎn),。中國企業(yè)在全球化過程中只做了設(shè)計,,這也是教訓(xùn)?!?/p>

正是由于沒有獨立的芯片制造,,華為才顯得如此的被動。為何芯片如此重要,,我們?yōu)槭裁床荒苤圃旄叨诵酒?/p>

芯片(又稱微電路,、微芯片、集成電路)是指內(nèi)含集成電路的硅片,。作為智能電器的核心部件,,芯片一直充當(dāng)著“大腦”的角色。從電腦,、手機,,到汽車、無人機,,再到人工智能,、腦機接口等,芯片可謂無所不在,。

芯片體積微小,,制造卻極其復(fù)雜。以手機的核心處理器為例,,在顯微鏡下,,指甲蓋大小的芯片上集成了數(shù)百億的晶體管,仿佛一個微型世界,。而半導(dǎo)體廠商Cerebras Systems生產(chǎn)的目前最大的AI芯片WSE,,基于臺積電16納米工藝,更集成了1.2萬億個晶體管,,40萬個AI核心,。16納米工藝,意味著在芯片中,,線最小可以做到16納米的尺寸,。制程縮小,則可以在更小的芯片中塞入更多的晶體管,,芯片性能提升就更加明顯,。

可以說,芯片之于信息科技時代,,是類似煤與石油之于工業(yè)時代的重要存在,。

芯片行業(yè)包括一個龐大而復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)鏈,整體上可以分為設(shè)計、制造,、封裝,、測試四大環(huán)節(jié)。在封裝,、測試方面,,中國已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位。

依托龐大的下游市場,,中國近年來在芯片設(shè)計領(lǐng)域同樣發(fā)展迅速,。然而,設(shè)計電子芯片必需的軟件EDA則被3家美國公司Synopsys,、Cadence,、Mentor高度壟斷。據(jù)統(tǒng)計,,這3家公司共計壟斷95%以上的中國芯片設(shè)計市場,,而中國最大的EDA廠商只占1%的市場份額。

中國遭遇“卡脖子”最為嚴(yán)重的是在芯片制造環(huán)節(jié),。芯片構(gòu)造極為精密,,對制造設(shè)備的復(fù)雜度也有著超高要求。在全球光刻機市場當(dāng)中,,荷蘭ASML公司毫無疑問占據(jù)了霸主地位,。ASML公司生產(chǎn)的EUV光刻機制造難度極高,需要多個國家,、多個領(lǐng)域的頂級公司通力合作,,幾乎代表著工業(yè)制造各領(lǐng)域的最高成果。EUV光學(xué)透鏡,、反射鏡系統(tǒng)的制造難度非常大,,精度以皮米計(萬億分之一米)。ASML的總裁曾介紹,,如果反射鏡面積有德國那么大,,最高的凸起不能超過1公分,。

然而,,ASML公司也只是技術(shù)鏈條上的一環(huán)。EUV光刻機的鏡頭幾乎由德國的蔡司壟斷,,激光技術(shù)在美國Cymer手中,,ASML的核心技術(shù)只不過占光刻機的不到百分之十。正是由于全球化的分工和各國的通力合作,,才能成就光刻機,,成就整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

新中國很早就意識到了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的巨大潛力,投入資源建立了初級的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),。以光刻機為例,,中國1978年開發(fā)5微米制程半自動光刻機,此后,,電子工業(yè)部45所,、上海光機所、中科院光電所,、上海微電子等單位持續(xù)推出多個版本的光刻機,。與自身相比,中國芯片產(chǎn)業(yè)并未停滯,,2019年生產(chǎn)集成電路2018.2億個,,40年來增長上萬倍。

然而,,由于芯片制造相關(guān)的基礎(chǔ)科研能力不足,,制程從微米深入納米后,中國無法跟上世界頂尖企業(yè)的發(fā)展步伐,,缺少足夠的市場競爭力,,差距逐漸拉大。

對于目前中國的芯片困境,,中國工程院院士鄔賀銓表示:“我國芯片受制于人,,其中最大的原因是我們的工業(yè)基礎(chǔ)——包括精密制造、精細(xì)化工,、精密材料等方面的落后,?!?/p>

中國芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的短板最終還是需要中國人踏實創(chuàng)新來解決

“不停止,、不暫停、一起努力,!”

2020華為開發(fā)者大會上,華為以這樣的開場白透露出意味深長的信息,。

在華為消費者業(yè)務(wù)軟件部總裁王成錄看來,,芯片問題反而給了企業(yè)反思,沒有選擇就是最好的選擇,。限制反而讓大家有一個非常好的機會,危,、機并存,。

“困難是一定有的,,但我更愿意看到它積極的一面,正是因為這樣的限制,,我相信中國所有的行業(yè)都該清醒了,,我做軟件20多年,,有發(fā)自內(nèi)心的感觸。我們不能說中國的高科技行業(yè)不繁榮,,因為那么多所謂高科技企業(yè)進(jìn)入到世界500強,,但真正看一下,這樣的‘枝繁葉茂’是非常危險的,,瞬間就可以被推倒,。為什么,?因為我們沒有‘根’。所以從這個角度來看,,芯片制裁這種事反而給了中國產(chǎn)業(yè)界去重新構(gòu)建的一個絕好機會,,沒有選擇就是最正確的選擇?!蓖醭射浾f。

9月1日,,華為心聲社區(qū)對外公布了題為《不要浪費一場危機的機會》的華為輪值董事長郭平與新員工座談紀(jì)要,。在芯片層面,郭平表示,,前端還有芯片制造工藝,、制造設(shè)備和原材料,是美國約束華為的地方,。“對我們來說,,會繼續(xù)保持對海思的投資,,同時會幫助前端的伙伴完善和建立自己的能力。我相信若干年后我們會有一個更強大的海思,?!?/p>

芯片這一劫數(shù),,渡得過是“機”,,過不了則“?!薄4饲?,有知情人士稱,,為了應(yīng)對美國對華為的技術(shù)打壓和封鎖,華為已經(jīng)悄然啟動了一項名為“南泥灣”的項目,。該項目意在制造終端產(chǎn)品的過程中,,規(guī)避應(yīng)用美國技術(shù),以加速實現(xiàn)供應(yīng)鏈的“去美國化”,。該知情人士還透露,,華為之所以用“南泥灣”命名這個項目,背后的深意在于“希望在困境期間,,實現(xiàn)生產(chǎn)自給自足”,。

目前,華為“去美國化”已經(jīng)取得了一定進(jìn)展,。據(jù)介紹,,去年美國宣布制裁以后,華為發(fā)布的首款旗艦手機器件國產(chǎn)率不到 30%,,而今年發(fā)布的 P40旗艦機,,器件國產(chǎn)率已超過86%。在被制裁期間,,華為已完成從推出鴻蒙OS,、HMS到迭代至鴻蒙OS 2.0,HMS成長為全球第三大移動應(yīng)用生態(tài)的轉(zhuǎn)變,。

“斷供”之后,,華為的中低端機型可采用其他芯片予以替代麒麟芯片。例如中芯國際在今年5月已經(jīng)向華為提供低端手機芯片麒麟710A,,并應(yīng)用在榮耀Play 4T手機上,。不過,值得注意的是,,中芯國際亦有可能受到美國禁令的影響,。有外媒報道指出,美國政府正考慮將中芯國際列入貿(mào)易黑名單,,使得中芯國際的生產(chǎn)受到打擊,。

據(jù)日經(jīng)新聞報道,中芯國際正測試非美國設(shè)備的生產(chǎn)能力,,預(yù)計今年底將在完全不使用美國設(shè)備的情況下,,試產(chǎn)40納米芯片,并計劃在3年內(nèi)生產(chǎn)更先進(jìn)的28納米芯片,。

“曾經(jīng),,我們在很多方面,,希望能夠用更省事的辦法解決問題,所謂‘造不如買,,買不如租’,。實踐證明,核心技術(shù)是買不來的,。中國芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的‘短板’最終還是需要中國人踏實創(chuàng)新來解決,。”中國工程院院士,、中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所研究員倪光南表示,,從這個意義上來說,華為事件是全民的“警醒劑”,,有積極的一面,。

在倪光南看來,目前中國的短板主要是芯片,、操作系統(tǒng),、工業(yè)軟件以及大型基礎(chǔ)軟件方面。如果能夠整合國內(nèi)資源,,利用好人才和市場優(yōu)勢,,突破這些短板并不會需要很長時間。

不過,,倪光南也指出:“發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè),,要有長期的思想準(zhǔn)備和投入,不能指望短短幾年就獲得回報,,真正把集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來,,恐怕還要一二十年的時間,我們要有決心,,也要有定力,,要把行業(yè)短板補齊,踏踏實實堅持做下去,?!?/p>

這場“戰(zhàn)爭”或許是中國芯片產(chǎn)業(yè)涅槃的開端

9月11日下午,習(xí)近平總書記在北京主持召開了科學(xué)家座談會,,指出了一些現(xiàn)實問題:農(nóng)業(yè)方面,,很多種子大量依賴國外,,一些地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染,、耕地重金屬污染嚴(yán)重;工業(yè)方面,,一些關(guān)鍵核心技術(shù)受制于人,,部分關(guān)鍵元器件、零部件,、原材料依賴進(jìn)口……這都是在科技創(chuàng)新領(lǐng)域被卡了脖子,或者受制于人,,或者受制于我們自己的技術(shù)短板,。

上海市科學(xué)學(xué)研究所所長石謙研究員認(rèn)為,習(xí)近平總書記關(guān)于很多“卡脖子”技術(shù)根源問題的論斷十分深刻,。改革開放以來,我國產(chǎn)業(yè)鏈積極融入全球產(chǎn)業(yè)鏈,,取得了巨大的經(jīng)濟成就,,然而在創(chuàng)新鏈布局方面相對滯后,存在原始創(chuàng)新不足這塊短板,。

“我們不必為此否定過去,,因為這是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的歷史階段所決定的?!笔t解釋道,,過去很長一段時間,我國處于全球產(chǎn)業(yè)鏈的中下游,,在科技領(lǐng)域以跟跑為主,,所以在創(chuàng)新鏈的上游投入較少。如今,,我國一些前沿領(lǐng)域開始進(jìn)入并跑,、領(lǐng)跑階段,為了在國際競爭合作中占據(jù)主動地位,,我們必須把原始創(chuàng)新能力提升擺在更加突出的位置,。

美國接連制裁華為背景下,加快發(fā)展自有核心技術(shù)的重要性突顯,。8月4日,,國務(wù)院印發(fā)《新時期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》強調(diào)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的核心,是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵力量,。有消息稱,,對于第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,政府將給予更高的優(yōu)先權(quán),,直到真正實現(xiàn)我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的獨立自主。

據(jù)央視財經(jīng)8月19日援引國務(wù)院發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,,中國芯片自給率要在2025年達(dá)到70%,,而2019年我國芯片自給率僅為30%左右,。

除了國家政策和資本的支持之外,我國企業(yè)也開始加大對半導(dǎo)體的研發(fā)投入,。中芯國際5月15日發(fā)布公告稱,旗下14納米及以下產(chǎn)能平臺中芯南方將獲得注資,,注冊資本由35億美元增加至65億美元,;阿里通過收購兩家芯片企業(yè)和投資五家芯片企業(yè)進(jìn)軍芯片領(lǐng)域……在各界的共同努力下,中國集成電路產(chǎn)業(yè)正迅速發(fā)展,。

在復(fù)旦大學(xué)中國研究院院長張維為教授看來,,中國與美國的芯片生產(chǎn)的確有一定差距,,但并非所有領(lǐng)域。他指出,,在國防安全領(lǐng)域里,,中國使用的幾乎都是國產(chǎn)芯片,例如北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),、太湖之光超算計算機,、殲-20高性能飛機、嫦娥四號的芯片和系統(tǒng)等,?!跋鄬Χ裕袊酒踉谏虡I(yè)應(yīng)用的芯片,,例如手機芯片等,。”張維為說,。

而現(xiàn)在,,得益于中國廣闊的市場和應(yīng)用領(lǐng)域,中國商業(yè)芯片行業(yè)正展現(xiàn)出很強的發(fā)展動能和潛力,。最為關(guān)鍵的是,,在外部環(huán)境倒逼和內(nèi)部技術(shù)提升的共同作用下,國產(chǎn)芯片加速試錯,、改造,、提升,已經(jīng)從“不可用”向“基本可用”,、再到“好用”轉(zhuǎn)變,。

過去,只有航空航天、超級計算機,、高鐵,、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等使用“中國芯”;現(xiàn)在,,手機,、筆記本電腦、智能穿戴設(shè)備等,,也已經(jīng)部分使用國產(chǎn)芯片,。

實踐證明,關(guān)鍵核心技術(shù)是買不來,、討不來的,。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中,,才能從根本上保障國家經(jīng)濟安全,、國防安全和其他安全。

眼下,,中國芯片產(chǎn)業(yè)正在進(jìn)行一場沒有硝煙的戰(zhàn)爭,。這一仗的勝負(fù),要放在十年乃至更長時間來評估,。

我們不要懷疑華為戰(zhàn)勝困難的決心,,而且也不要低估了中國科學(xué)家的能力和韌勁。對于華為來說,,這毫無疑問是痛苦而艱難的時刻,但這或許也將成為華為,,乃至整個中國芯片產(chǎn)業(yè)涅槃的開端,。


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