美国迫使台积电断供?华为加派工程师入驻中芯国际,力推7nm工艺替代量产

美国迫使台积电断供?华为加派工程师入驻中芯国际,力推7nm工艺替代量产

近日,美国针对华为「全球芯片供应链」采取进一步限制措施,其中最核心的影响来自于芯片代工厂台积电的断供。台积电是目前全球最大的芯片代工厂商,同时也集最领先的芯片生产工艺。可以说,台积电的产能供应是芯片厂商在市场竞争中最为核心的竞争力之一。

昨日,针对断供和限制传闻,台积电在一季度报上正式回应,确实受到美国强大的压力,正在推演不能和华为合作后对于台积电的自身影响。

面对美国的层层逼近,华为并没有坐以待毙,而是积极寻找以及培养新的合作伙伴以补缺台积电的位置。

据业内人士曝料,华为工程师已经入驻中芯国际,与中芯国际共同开发 N+1 工艺(7nm 替代),加速其量产进程。

如果合作顺利,中芯国际或将为华为一解代工断供的「燃眉之急」;而对于中芯国际来说,华为极具分量的订单要求和技术入驻,将显著提升其代工市场份额,增加的营收以反哺研发,从而进一步提升制程工艺,以此在和台积电的竞合中获取更大话语权。


撰文 | 凡雪、吴昕

编辑 | 四月

前日,华为 2020 年一季度报,实现销售收入 1822 亿元,同比增长 1.4%,净利润同比下滑 7.5%,成为华为首度发布季报以来(2019 年 4 月),收入增速最低的一个季度。
创始人任正非透露,4 月份起华为手机销售开始增长,月销 2000 多万台,而新冠疫情激发了公司平板、笔记本电脑销售,同比 5-6 倍增长。
随着华为及其相关供应链企业复工率不断提升,手机、平板市场的回温无疑需要与之匹配的芯片产能。
而另一面,美国正在加大限制华为「全球芯片供应链」能力,直指其芯片代工厂台积电。台积电是目前全球最大的芯片代工厂商,同时也集最领先的芯片生产工艺,台积电的产能供应是芯片厂商在市场竞争中最为核心的竞争力之一。
某种程度上而言,台积电若是断供,则意味着华为产能的最大掣肘。


 一  
华为亲自入驻中芯国际

近日,据业内人士曝料,华为工程师已入驻中芯国际,加速其 N+1(7nm 替代工艺)制程研发。此外,有消息称,日月光集团将在今年三季度供应华为鲲鹏 920 服务器处理器。
这两天,频频爆出的新闻让华为寻找替代产能的战略逐渐明晰。
由于中芯国际、日月光分别是芯片制造、封测领域的代表企业,华为要想在第一季度收入指标下调的前提下,保持全年目标不变,其突出的手机业务和消费者业务肩负重任,而业务背后的芯片产能绝不能「掉链子」。
频频布局背后除了「硬核」的收入指标,更有华为目前在芯片中下游产业链受制于人的不得已。
当前华为最主要的芯片供应商就是台积电,今年两条重要 5G 芯片产品线:麒麟 820 和麒麟 990 都计划由台积电的 7nm 工艺代工,而据外媒消息,美国正在着手限制台积电为华为代工。
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麒麟 820 5G
早在 3 月份,路透社就援引知情人士消息称,美国政府内阁高级官员同意采取新措施,限制华为芯片全球供应链,可能包括关键的产业链厂商,以通过限制使用美国技术、零件的外国供应商来实现,台积电很有可能位列其中。
此外,美国方面还要求台积电在美国建设最新的芯片生产线,以满足美国本土芯片生产需求,目前台积电方面正在遭受着诸多压力和威胁。
昨日,台积电在一季度报上正式回应,受到美国强大的压力,正在推演和华为不能合作对于台积电自身的影响。
据业内人士分析,华为占台积电的所有订单当中约 15%-20% 左右,如果台积电最终不能给华为代工芯片,对于台积电订单的损失不会超过 15%。
虽然其它公司产品可以弥补,但对于台积电的利润仍有较大影响,因为 5nm 的制程当中,只有华为和苹果在进行,这块的成本将没有分担。
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台积电工厂
华为原本还可以寻求与三星合作,与三星一起联合研发芯片,并让三星帮助华为代工芯片。
但从目前的情况来看,vivo、谷歌都已经联合三星合作自研芯片,尤其是谷歌方面更是联合三星研发了最新的 5nm 芯片,而该款芯片已经成功流片(
谷歌首颗自研 SoC 芯片成功流片:5nm 制程 8 核设计,或明年落地 Pixel 5 手机
),这也意味着华为想要再寻求与三星合作的可能性接近于无,所以对于华为而言,中芯国际将会成为华为唯一的选择。
正如路透社引用贸易律师 Doug Jacobson 观点:规则调整对美国企业的负面影响将远大于华为,因为华为将发展自己的供应链,最终,华为会找到替代品。
中芯国际或许正是那个「替代品」,2019 年第四季度中芯国际 N+1 工艺完成流片,目前正处于客户产品验证阶段,预计 2020 年第四季度有限量产。
面对这样的进程表,华为显然等不及,为了进一步提高中芯国际 N+1 工艺的水平和良率,根据业内知名人士透露,华为已经派出了一批芯片工程师入驻中芯国际,与中芯国际共同开发 N+1 工艺。
由此可见,华为逐渐在加强与中芯国际合作,华为派遣工程师更是利益共同体更加深入的表现,一旦台积电对华为实施断供,华为也有反制的余地。


 二  
中芯速成「7nm」

事实上,华为派遣工程师入驻中芯国际,并非是二者首次合作。
今年 1 月,中芯国际就已夺得了华为海思的 14nm 代工订单,并且在芯片设计方面,2019 年底华为就已指示部分工程师不再为台积电设计芯片,转而为中芯国际设计芯片。
按照业内人士观点,中芯国际 14nm 在产能和良品率方面,均得到了华为的认可。
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中芯国际
中芯国际的诞生和台积电颇有渊源,这得从一场收购案谈起。
1997 年,中芯国际创始人张汝京申请从工作了 20 年的德州仪器提前退休,回到台湾后,创立当地第三家晶圆代工厂——世大半导体(下简称「世大」),仅仅三年,世大产能就已超过了当时行业老大台积电的三分之一,彼时台积电已经发展了 13 年。

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中芯国际创始人张汝京
传奇在三年后戛然而止,2000 年,台积电以 50 亿美元的天价直接完成对世大半导体的收购。
收购之后,失去对公司控制权的张汝京并未选择留在台积电工作,2000 年 4 月,带着 300 名工程师团队与技术,张汝京来到上海,创建了「中芯国际」。
发展至今,中芯国际历经三任「领导人」的更迭(分别是张汝京、邱慈云、梁孟松),香港、美国上市后,中芯国际扭亏为盈并逐渐扩大盈利规模,目前已经牢牢占据大陆晶圆代工产业市场份额的第二把交椅。
2019 年,中芯国际第一代晶体管三维化的 FinFET 技术 14nm 产品开始大规模生产,为 2019 年贡献了 1% 的收入。
目前,第一代 14nm 产能已达到 3000 片/月,生产良率较好,财报显示,第一代 FinFET 的产能爬坡快于预期,计划产能将于 2020 年底上量至 15000 片/月。
同时,中芯国际正在加紧第二代 FinFET N+1 的开发,计划 2020 年第四季度实现 FinFET N+1 小规模投产。
FinFET N+1 工艺与 14nm 工艺相比,性能提升了 20%,功耗降低了 57%,逻辑面积缩小了 63%,SoC 面积减少了 55%,是中芯国际对标竞争对手 7nm 工艺的「利器」。
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在中芯国际联席 CEO 梁孟松看来,虽然 FinFET N+1 工艺的性能可能稍逊于 7nm 工艺,但在成本、能耗方面 FinFET N+1 拥有较大优势,该工艺比较适合用于低成本芯片产品,可以将成本相对市场上的 7nm 减少大约 10%,因此是一个非常特殊的工艺节点。
与市场上的 7nm 相比,中芯国际 N+1 在功耗、稳定性方面非常相似,唯一的区别就是性能,N+1 的性能比 14nm 提高了约 20%,但市场基准提升幅度是 35%,所以有差距,但这也是唯一的差距。
中芯国际对 N+1 的目标是低成本应用,可以将成本相对市场上的 7nm 减少大约 10%,因此是一个非常特殊的工艺节点。
从中芯国际的表态看,N+1 更类似于台积电、三星的 10nm,或者有点像三星的 8nm,因为 20%的性能提升幅度远低于台积电预计的 30%、实际的 35%。
至于 N+2 工艺,与市场 7nm 更为接近,尤其是稳定性,但是性能仍然略逊一筹。


 三  
彼此相互成就

3 月 31 日,华为发布 2019 年年报,实现全球销售收入 8,588 亿元,同比增长 19.1%,净利润 627 亿元,智能手机发货量超过 2.4 亿台,值得注意的是,消费者业务一举跃升为第一大营收板块,实现销售收入 4,673 亿元,占据总营收 54%。
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华为年报
由此可见消费者业务在华为年报中的突出地位,为给消费者打造全场景智慧生活提供坚实保障,华为消费者业务积极构建全场景终端芯片。
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海思半
导体官网产品界面
目前台积电是华为最主要的芯片供应商,一旦台积电对华为进行断供,将对华为高端手机业务造成很大的打击,因为目前华为高端 5G 手机芯片依旧还得依赖于台积电。
不过由于中芯国际的 14nm 工艺已经能够满足华为 5G 通讯设备的性能需求,因此在华为通讯业务方面,并不会造成太大的影响。
另外,随着台积电、三星陆续导入 EUV 极紫外光刻,中芯国际也在加速推进。
2018 年 5 月,中芯国际曾下订单向荷兰 ASML 公司购买 EUV 光刻机,但美国政府千方百计阻止这笔交易,2019 年,美国国务卿蓬佩奥曾直接劝说荷兰首相,荷兰政府目前尚未颁发许可证,ASML 目前无法出货给中芯。
梁孟松曾明确表示,中芯国际无需 EUV 就能达成 7nm,当然后续的 5nm、3nm 是必须要有 EUV 的。
其实,台积电第一代 7nm 也没有用 EUV 而是继续传统 DUV,7nm+才有限导入 EUV,几十层光罩中只有几层使用。
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图源:BOO 聊通信
从中芯国际角度来看,虽然中芯国际目前已经完成了 14nm 的量产,并着眼于更为先进的 N+1 工艺,但不可否认的是,中芯国际在代工技术和台积电仍存在两代差距(台积电已能量产 5nm 芯片,而中芯国际刚刚完成 14nm 芯片量产)。
如今,有了华为技术加持之后,不仅可以在技术上获得指导(如此次派遣工程师),华为自身业务如手机便可以带动中芯国际不少销量产能。

4 月 21 日,市场数据调研机构 IDC 发布的《2019 年中国中高端价位段智能手机市场份额》显示,2019 年国内中高端手机市场份额的全部渠道中,华为占比为 56%,超过一半份额;此外,IDC 报告还显示,2019 年华为(含荣耀)智能手机市场份额达到 17.6%,稳居全球前二。

由此看出,无论国内国外,华为都是一个有份量的存在,在它的带动下,中芯国际晶圆代工市场份额或许也更加可期,加之晶圆代工领域,制程越先进,利润越高,更多的市场份额意味着可以更大力度反哺研发领域,提升制程工艺,以此形成良性循环。

或许,我们还可以将眼光放得更长远一些,根据天财资讯《电子元件:人工智能加速到来,芯片产业持续强势》研报统计,截至目前,国家产业基金对芯片产业链相关环节的投资中,制造环节占据整个投资额的 65%。

芯片制造环节重要性由此可见一般,而中芯国际作为大陆代工实力的代表,其已经量产的 14nm 工艺完全可以满足国内各个芯片设计公司的代工需求,此次联手华为将开始加速国内替代步伐、先进制程研发。美国迫使台积电断供?华为加派工程师入驻中芯国际,力推7nm工艺替代量产

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文章来源:机器之能

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