中美科技戰旋渦之中的華爲芯片戰爭

時間 2020-05-22

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做者：宗恩
發自 SiFou Office
責編：徐9、芒果果安全

前情提要： 網絡

美國商務部當地時間 5 月 15 日發佈聲明稱，將全面限制華爲購買採用美國軟件和技術生產的半導體，包括那些處於美國之外，但被列爲美國商務管制清單中的生產設備。芯片代工廠要爲華爲和海思生產代工前，都須要得到美國政府的許可證。less

但美國商務部考慮到該措施可能會對晶圓代工廠帶來巨大的經濟影響，所以設定了 120 天的緩衝期，以下降該規定變動可能帶來的衝擊。工具

就在美國宣佈對華爲封鎖措施的當天，臺積電也正式宣佈將在美國的承諾支持之下，在將來的 9 年內斥資 120 億美圓，在美國本土興建一個 5 nm 晶圓廠。測試

一樣在這一天的晚間，國內半導體龍頭中芯國際在港交所披露公告稱，國家大基金二期與上海集成電路基金二期贊成分別向附屬公司中芯南方注資 15 億美圓、7.5 億美圓，匯率換算後，中芯國際將得到大基金近 160 億注資。人工智能

此舉被視爲我國應對美國芯片管制策略的一項大舉措。spa

以後有關臺積電和華爲新訂單的事情在媒體層面經歷了三度反轉。設計

先是中國臺灣《經濟日報》消息稱，華爲已對臺積電緊急追加 7 億美圓大單。3d

隨後，國內媒體轉發日本經濟新聞援引多個消息來源稱，臺積電已經中止接收來自華爲的新訂單，以響應美國針對華爲公司的出口管制新規。blog

再一小時後，路透社發佈採訪臺積電新聞發言人的最新報道，臺積電方面表示，「關於客戶訂單的消息將不會公開，將遵照美國相關法律法規，中止接受華爲訂單的相關報道『純屬市場傳言』。」

緊接着財聯社報道，臺積電迴應稱其不會披露訂單細節，並指出，日經報道「純屬市場傳言」。

爲何選擇「制裁」華爲

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美國這次制裁爲什麼單獨點名華爲？又爲什麼着重強調封鎖採用美國軟件和技術生產的半導體？美國司法部長威廉·巴爾前段時間的一次演講中能夠找到這個兩個問題的答案。

財經會議資訊 2 月 6 日報道，美國司法部長威廉·巴爾應華盛頓智庫「戰略與國際研究中心」邀請，參加了「中國行動計劃會議」，並作了主題演講。

美國司法部長威廉·巴爾

巴爾在演講中解釋了美國爲何必須「絞殺「華爲，他說的打擊華爲的根源，和對伊貿易徹底無關，甚至說是由於網絡安全都不徹底對，他說：

一、毫無疑問，中國的技術攻勢對美國構成了史無前例的挑戰，使咱們國家的風險空前高漲。自 19 世紀以來，美國在創新和技術方面一直處於世界領先地位。正是美國的科技實力使咱們繁榮和安全。咱們的生活水平、咱們爲年輕人和子孫後代擴大的經濟機會以及咱們的國家安全都取決於咱們持續的技術領導地位。

二、5G 技術處於正在造成的將來技術和工業世界的中心。本質上，通訊網絡再也不僅僅用於通訊。它們正在演變成下一代互聯網、工業互聯網，以及依賴於這一基礎設施的下一代工業系統的中樞神經系統。

三、據估計，到 2025 年，以 5G 爲動力的工業互聯網可能創造 23 萬億美圓的新經濟機會。若是中國繼續在 5G 領域獨佔鰲頭，他們將可以主導一系列依賴 5G 平臺並與之交織的新興技術帶來的機遇。

四、中國領先會讓美國失去制裁的權力！從國家安全的角度來看，若是工業互聯網依賴於中國的技術，中國將有能力切斷各國與其消費者和工業所依賴的技術和設備之間的聯繫。與咱們將屈服於中國主導權這個史無前例的槓桿影響相比，美國今天使用的經濟制裁力量將顯得蒼白無力。

五、隨着5G領域的深刻發展，咱們將看到的不只僅是智能家居、智能恆溫器，還有智能農場、智能工廠、智能重型建築項目、智能交通系統等，以及一系列新興技術。除了人工智能，咱們還將與5G和工業互聯網交織在一塊兒並依賴它們，例如機器人技術、物聯網、自動駕駛車輛、3D打印、納米技術、生物技術、材料科學、儲能和量子計算。

六、中國已經搶灘登錄，如今 5G 領域處於領先地位。5G 是一項基礎設施業務。它依賴於無線接入網、無線局域網和各類設備。華爲如今是除北美之外全部大陸的領先供應商。美國沒有設備供應商。中國的主要競爭對手是芬蘭的諾基亞公司，市場份額 17%，以及瑞典公司愛立信公司，佔 14%。

七、5G 依賴於一系列技術，包括半導體、光纖、稀土和材料。中國已經開始將全部這些元素國產化，因此如今它將再也不依賴外國供應商。

八、將來 5 年內，5G 全球版圖和應用主導地位格局將成。問題是，在這個時間窗內，美國和咱們的盟國是否可以與華爲展開足夠的競爭，以保持和佔領足夠的市場份額，從而維持足夠長期和強勁的競爭地位，避免將主導權拱手讓給中國。時間窗很短，咱們和咱們的盟友必須迅速採起行動。

以上八點猶如八支利劍，箭頭直指華爲。《華盛頓郵報》的評論更加一針見血：「特朗普面臨的最棘手問題，就是如何阻止中國的華爲和中興主導全球數字基礎設施。」

制裁針對芯片

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目前我國是全球芯片消費量最大的國家之一，2018 年中國進口芯片 3120 億美圓，而全球芯片市場規模約爲 4688 億美圓，中國進口額度佔了全球 66.6% 的市場，粗略加上中國本身生產的芯片，至關於中國消費了全球 70% 以上的芯片。

需求大產量小是當下的現狀，清華大學微納電子學系主任、微電子所所長魏少軍表示：「2018年中國生產的芯片從全球市場來看，大約只佔 7.9%，即約莫只有 370 億美圓左右的產值。」

近日華爲海思入選爲全球前十大半導體企業，其推出的芯片除了手機芯片以外，還包括電源管理芯片、網通處理器等衆多芯片。但華爲只是半導體芯片行業中的 Fabless ，芯片製造能力缺失無疑成爲了華爲的阿克琉斯之踵。

在半導體芯片行業，企業的模式主要分三種：

一、有的公司，從設計，到製造、封裝測試以及投向消費市場一條龍全包，被稱爲IDM (Integrated Design and Manufacture)公司，例如英特爾 Intel。
二、有的公司，只作設計這塊，是沒有fab（工廠）的，一般就叫作Fabless（無工廠），例如ARM、AMD、高通、華爲海思等。

三、而還有的公司，只作代工，只有fab，不作設計，稱爲Foundry（代工廠），例如臺積電等。

像華爲的麒麟 990、麒麟 820 和麒麟 985 等芯片都是由臺積電採用 7nm 及更先進工藝生產，而麒麟 710F 等中低端芯片以及電源管理芯片等其餘芯片倒是採用技術較爲落後的製造工藝，這些芯片均可以由中芯國際生產。

芯片製造廠商中芯國際生產的大多都是一些中低端芯片，去年實現了14nm 芯片的量產，但對於這個數字以上的芯片卻無能爲力。

當下華爲面對的不只是芯片代工廠的合做受阻，設計芯片的高端軟件沒法使用的問題也難以越過，條文中「全面限制華爲購買採用美國軟件和技術生產的半導體」明確表示要扼殺華爲繼續使用美國生產的高端芯片設計軟件。

而目前 IC 設計的 EDA 工具仍基本由 Cadence、Synopsys、Mentor 三家美國公司壟斷，短時間難以徹底替代。

若是臺積電代工環節受到限制，華爲高端芯片的生產很快會陷入停滯。短時間來看，華爲可能會加大與三星的合做，爭取讓三星成爲臺積電的替代。由於世界上目前僅有三家公司有能力承擔這項工做，除去臺積電和美國公司因特爾，三星所在國韓國目前尚未公佈針對華爲「芯片管制」禁令。

韓國也可能憑藉其在存儲器、顯示器、成像和移動處理器等關鍵器件中的強大供應能力和擴產能力取代美國，從而成爲全球半導體的領導者。

這裏簡單介紹下華爲芯片的歷程：

1991年，華爲成立了本身的 ASIC 設計中心，專門負責設計ASIC。
2004年，華爲在ASIC設計中心的基礎上，成立了海思半導體有限公司。

2009年，華爲海思推出了第一款面向公開市場的手機終端處理器 K3 。由於產品還不成熟，因此並無得到成功。

在2012年，華爲海思推出 K3V2 處理器，這顆處理器選擇了臺積電 40nm 工藝製程，總體功耗高，兼容性差。

2013年末，華爲海思推出了麒麟 910。這是他們的第一款SoC。麒麟 990、麒麟 820 和麒麟 985等芯片的推出不斷刷新的外界對華爲芯片能力的印象。

2020 年 5 月 7 日，並首次進入全球半導體 TOP 10 榜單。

「……（芯片）暫時沒有用，也仍是要繼續作下去。一旦公司出現戰略性的漏洞，咱們不是幾百億美金的損失，而是幾千億美金的損失。咱們公司積累了這麼多的財富，這些財富可能就是由於那一個點，讓別人卡住，最後死掉。……這是公司的戰略旗幟，不能動掉的。」

難道除了臺積電就沒有別的公司能夠爲華爲代工？

有能力代工就必須擁有 7nm 及以上製造能力的光刻機，也就是極紫外線（EUV）光刻機，而這樣的光刻機全世界就只有荷蘭的 ASML 一家公司有能力製造。

ASML EUV 光刻機

ASML 製造的光刻機都賣給了誰？據 ASML 發佈的 2019 年財報顯示，2019 年 ASML 共賣出了 26 臺極紫外線（EUV）光刻機，有一半的光刻機賣給了臺積電，剩餘的一半賣給了美國的英特爾和韓國的三星。

2020 年一季度 ASML 公司得到了 73 臺光刻機訂單，在這 73 臺光刻機訂單中，大部分也是賣給了臺積電，其次是三星和英特爾。

之因此 ASML 生產的 EUV 光刻機都被這三家企業「壟斷」，是由於這三家企業既是 ASML 的客戶，也是 ASML 的股東。ASML 雖然是一家荷蘭公司，可是背後卻有歐美、韓國財團的資本存在，ASML 經過與大客戶利益捆綁，間接的壟斷了整個高端光刻機市場。

咱們是否有可能購買到 ASML 的 EUV 光刻機？

咱們把視角轉移到向ASML購買光刻機的思路上。

2018 年時中芯國際曾花 1.2 億美圓從荷蘭 ASML 訂購了一臺 EUV 光刻機，按照合同 ASML 應該在 2019 年末向中芯國際交貨的，可是由於受到阻撓，直到如今爲止，ASML仍然沒有完成交貨。

外界猜想發貨延遲多是由於美國方面使用《瓦森納協定》向荷蘭施壓，拒絕向 ASML 發放新的出口許可證。

捷克曾擬向中國出口「無源雷達設備」時，美國直接出面干涉向捷克施加壓力，成功迫使捷克中止這項交易。

《瓦森納協定》又稱瓦森納安排機制，全稱爲《關於常規武器和兩用物品及技術出口控制的瓦森納協定》目前共有包括美國、日本、英國、俄羅斯、荷蘭等42個成員國。儘管「瓦森納安排」規定成員國自行決定是否發放敏感產品和技術的出口許可證，並在自願基礎上向「安排」其餘成員國通報有關信息。但「安排」實上徹底受美國控制。而中國（大陸）就在「被禁運」國家之列。

不過在 5 月 14 日荷蘭 ASML 公司與江蘇無錫簽約，擴大光刻機在無錫的服務基地。從而爲 ASML 在中國售出的光刻機進行技術服務。

此舉彷佛暗示 EUV 光刻機將可能在近段時間交貨中芯國際。

中國是否能夠本身製造光刻機？

在 EUV 光刻機以前芯片製造商一直都是使用 DUV 光刻機，它的波長是 193nm，光源是ArF（氟化氬）準分子激光器，可是到了 7nm 這個節點已是 DUV 光刻的極限。

在上世紀 90 年代後半期，你們都在尋找取代 193nm 光刻光源的技術但願能夠向 7nm 邁進，提出了包括 157nm 光源、電子束投射、離子投射、X 射線和 EUV，接下來就是艱苦的探索與實驗。

當初由 Intel 和美國能源部牽頭，集合了摩托羅拉、AMD 等公司還有美國的三大國家實驗室組成 EUV LLC，ASML 也被邀請進入成爲 EUV LLC 的一份子。在 1997 到 2003 年間，EUV LLC的幾百位科學家發表了大量論文，證實了 EUV 光刻機的可行性，而後 EUV LLC 解散。

全球首臺 EUV 光刻機原型

接下來 ASML 在 2006 年推出了 EUV 光刻機的原型，2007 年建造了 10000 平方米的無塵工做室，在 2010 年造出了第一臺研發用樣機 NXE3100，到了 2015 年終於造出了可量產的樣機，而在這研發過程當中，其中 Intel、三星、臺積電這三家公司進行了鼎力支持。

ASML 的 EUV 光刻機集成了全球數百家公司的技術，擁有超過 8000 多個零部件，其中大部分零件很是複雜。80% 部件來自於歐美各個國家，這些發達國家互通有無，將最早進的技術及材料賣給荷蘭，才能促成 EUV 光刻機的誕生。

用上海微電子董事長賀榮明的話來形容 EUV 光刻機工做的難度：「至關於兩架大飛機從起飛到降落，始終齊頭並進，一架飛機上伸出一把刀，在另外一架飛機的米粒上刻字，不能刻壞了。」

說到上海微電子它是當之無愧的國內光刻機生產商龍頭，但它目前技術節點僅爲 90 nm，且多以激光成像技術爲主，2021 年計劃交付的首臺國產光刻機還僅是 28 nm，這與荷蘭 ASML 還有着至關大的差距，粗略估計技術相差在二十年以上。

面對打壓，華爲如何應對

此次禁令有 120 天的緩衝期。華爲當下最緊迫的是要利用好這珍貴的 120 天，作好囤貨和替代計劃，特別是那些關鍵產品，好比高端旗艦手機和 5G 基站要用的芯片。

對於一些能被國產替代的部件，華爲則能夠調整策略，加大對國產芯片的使用比例。信達證券電子行業首席分析師方競在一次分享稱：「好比不少電源芯片、手機處理器的 PMU，原本是海思本身作，接下來會加大聖邦這類企業的佔比。」

一家國內半導體企業董事長在接受 AI 財經社採訪時表示：「120 天時間華爲能夠思考不少問題。有一條路是，華爲不作海思，和小米同樣買高通的芯片作手機。另外一條路是將海思分拆出來，分紅不一樣部分賣掉。不過華爲大機率不會這麼作，它有現金流，就硬抗一段時間。120 天仍是有不少變數。」

針對是否要割捨海思求生，業內有不少種聲音。華爲戰略顧問在一個行業電話會議中表示，如今談拆分海思太遙遠了。方競則認爲，雖然整個海思剝離的可能性很是小，但觀察華爲，近期持續有華爲子公司的法人變更，說明華爲也想作內部的調整。「最悲觀的狀況下，就是華爲海思變爲 IP 公司，保留核心的 IP 受權業務，而研發人員就化整爲零，去支持其餘國產芯片公司。」

潘多拉魔盒開啓

半導體是全球化最完全的產業，「牽一髮而動全身」。若是這一管制措施真的實施了，勢必將引起全球的混亂。而美國也難獨善其身。

來自波士頓諮詢的研究稱：

將來三到五年內，若是美國繼續現行的對華貿易政策，美國半導體公司可能會損失 8% 的全球份額和 16% 的收入。若是美國徹底禁止半導體公司向中國客戶銷售，美國公司可能會損失 18% 的全球份額和 37% 的收入。

在兩個月前的 3 月 31 日，華爲公司輪值董事長徐直軍公開表示：「潘多拉盒子一旦打開，對全球化的產業生態多是毀滅性的連鎖破壞，毀掉的可能將不止華爲一家企業。我指望這條信息是假的，不然後患無窮。全球產業鏈任何一個玩家都很難獨善其身。」

距離禁令正式實施還有 100 多天，若是這一管制措施真的實施了，勢必將引起全球的混亂。

第1、芯片做爲全球化最完全的產業，能生產出它須要彙集幾十個國家及地區的共同努力。限制任何使用美國技術的芯片產品向華爲銷售，意味着剝奪了價值鏈上衆多參與者從華爲獲取回報的權利，必然引起衆怒；

第2、若是一個國家以政治力量來扼殺另外一個國家的一個企業，顯然也給了該企業所在國政府以反制的理由。

第3、全球化已經讓各方的利益交織在一塊兒，爭鬥兩國兩敗俱傷的同時會產生不可控的連鎖反應。

華爲郭平公開表示，雖然美國持續封殺華爲，但華爲不會走向封閉和孤立主義，會堅持全球化、多元化的戰略。他還呼籲產業界共同努力，維護市場公平性，確保全球統一的標準體系和分工協做的全球供應鏈體系。