華為芯片斷供 “卡脖子”倒逼攻堅

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(yùn)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(jì)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(qiáng)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(jī)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。”2020華為開發(fā)者大會上，華為消費(fèi)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)。”

正是由于沒有獨(dú)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?

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(jī)，到汽車、無人機(jī)，再到人工智能、腦機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)，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(jī)為例，中國1978年開發(fā)5微米制程半自動光刻機(jī)，此后，電子工業(yè)部45所、上海光機(jī)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(jī)。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。”

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(fèi)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(jī)會，危、機(jī)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(qiáng)，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(jī)會，沒有選擇就是最正確的選擇。”王成錄說。

9月1日，華為心聲社區(qū)對外公布了題為《不要浪費(fèi)一場危機(jī)的機(jī)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(qiáng)大的海思。”

芯片這一劫數(shù)，渡得過是“機(jī)”，過不了則“危”。此前，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(jī)器件國產(chǎn)率不到 30%，而今年發(fā)布的 P40旗艦機(jī)，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(jī)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(jī)芯片麒麟710A，并應(yīng)用在榮耀Play 4T手機(jī)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(bǔ)齊，踏踏實實堅持做下去。”

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(jì)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(jì)社會發(fā)展的歷史階段所決定的。”石謙解釋道，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(qiáng)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(dú)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(jī)、殲-20高性能飛機(jī)、嫦娥四號的芯片和系統(tǒng)等。“相對而言，中國芯片弱在商業(yè)應(yīng)用的芯片，例如手機(jī)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(qiáng)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(jī)、高鐵、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等使用“中國芯”;現(xiàn)在，手機(jī)、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(jì)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。

關(guān)鍵詞： 華為芯片 中國芯片產(chǎn)業(yè)