武汉弘芯项目烂尾背后:武汉合肥半导体产业优势对比与风口的思考

武汉弘芯项目烂尾背后:武汉合肥半导体产业优势对比与风口的思考,第1张

自中兴、华为事件发生后集成电路的地位不断提升, 社会 与资本对集成电路产业的认识也不断加深。发展集成电路产业的初衷确实是为了实现国产替代、自主可控,虽然这种思路没错但格局着实有点狭隘。当然如果将中国集成电路产业放到实现国家战略安全的地位,对产业的认识也会更深刻一些。

顶层设计的确瞄向了国家战略安全这一方向,但落脚到这个产业中,产业和资本的高度还是无法达成统一,因为各自的诉求不同。以中微公司创始人尹志尧为代表的产业从业者固然可以做到十年磨一剑,将刻蚀设备做到全球一线水平,但狂热资本的不断涌入,更多的是看到科创板、注册制等的实施带来的短期套利空间,毕竟相比以往如今上市的门槛和难度大幅降低。

集成电路是一个技术密集型、知识密集型和资本密集型的产业,如果放到国产替代和国家安全的角度还是一个政策密集型的产业,如果将这四种重要的要素实现深度整合,当然是最理想的状态,但如果这四种要素中任何一个对集成电路产业的理解与认知出现偏差甚至误区,则会出现很大的问题,20年前的"汉芯一号"造假事件如此,武汉弘芯项目烂尾也是如此。

武汉弘芯一开始就对这个行业的理解有所误区,比如一开始就定下的不切实际的目标。武汉弘芯项目原计划投资1280亿元,主要投资目标是建成一条月产能3万片的14nm逻辑工艺生产线、月产能3万片的7nm及以下逻辑工艺生产线以及相应的晶圆级先进封装生产线,但在2017年国内最好的晶圆代工厂中芯国际刚搞定28nm HKMG工艺不久,直到2019年才在梁孟松的带领下搞定了14nm FinFET工艺。

2017年全球晶圆厂中有能力量产14nm及以下FinFET工艺的也就台积电、英特尔、三星和格芯,其中台积电和三星将技术节点推进到10nm,格芯是12nm,英特尔是14nm++ FinFET工艺,与格芯的12nm相当:

行业龙头也刚推进到14-10nm,武汉弘芯一开始就要上马14nm,就当是国内集成电路的产业基础,可能吗?

2017年国内技术达不到,资本目的不纯,政府对集成电路产业认知较浅,武汉弘芯项目如何推进?

可惜了蒋尚义的一腔热血。

武汉的集成电路产业基础还是相当薄弱,更没法与江苏和上海这两个产业集聚地相比,将之比喻为荒漠中的绿洲也不为过。

按申万行业分类,目前在A股上市的湖北半导体企业有盈方微和台基股份两家,其中台基股份主要从事大功率半导体器件的生产与销售,是一家功率半导体企业。但盈方微在湖北荆州,台基股份在湖北襄阳,均不在武汉。

在新三板上挂牌的湖北半导体企业是思存 科技 (839113.OC),公司主要研发与销售多种类别的Wi-Fi模块及相关解决方案。公司在技术上得到高通的支持, 2019年营收与净利润分别达到2.50亿元和0.08亿元,业务规模与盈利能力较弱。

东芯通信(430670)是位于合肥市的一家从事LTE基带芯片研发、销售及提供解决方案的供应商,但目前由于4G网络已经成为过去,公司业绩也一落千丈,2019年营收仅有0.15亿元,净利润亏损0.12亿元,已经连续四年亏损。

过去的终究要过去。

在光模块及光芯片领域武汉具有一定优势,光迅 科技 、华工 科技 具有较强的技术实力,其中光迅 科技 是国内少有的业务涉及光芯片、光器件和光模块产业链的企业,而且公司依靠大股东烽火集团旗下的烽火 科技 ,产品可以很好的切入终端。但是在目前火热的高通量光模块领域公司相比中际旭创和新易盛有所滞后,相比已经研发出1000G光模块的华为以及Finisar等国外巨头差距更是明显:

合肥与武汉在存储器领域的竞争优势相当明显。武汉长江存储在3D NAND领域已经形成一定规模,技术上4月份推出的X2-6070是业内首款128层QLC规格的3D NAND,拥有业内已知型号产品中最高单位面积存储密度、最高I/O传输速度和最高单颗NAND闪存芯片容量的存储器件。技术上与海力士、三星、铠侠等差距也就1-2代,如果公司能及时推出196层甚至256层3D NAND,技术上的差距已经相当小了。另外武汉新芯(XMC)除了Nor Flash等存储器件,自有晶圆厂也可以为客户提供55nm制程的低功耗逻辑和射频等工艺。

在DRAM领域合肥长鑫实现了重大突破,公司现有产品主要有DDR4内存芯片、LPDDR4X和DDR4模组,而且在中低端消费电子领域实现商业化。不过目前三星、海力士等已经将技术延伸到DDR5,在技术上还有一代的差距。

在半导体设备领域领域,武汉精测电子和合肥芯碁微是具有代表性的企业。精测电子是从事TFT-LCD/OLED等平面显示信号测试技术研发、开发、生产与销售的企业,在平面显示信号测试领域位于国内领先水平。不过公司目前将业务向半导体检测延伸,未来公司有望形成平面显示+集成电路检测双主业格局。

合肥芯碁微主要从事以微纳直写光刻技术为核心的直接成像设备及直写光刻设备研发、制造及销售,但目前公司的直写光刻机主要用于PCB,在平面显示领域有一定布局。由于技术自身局限,合肥芯碁微的直接成像技术还不能很好的应用于硅基半导体器件深亚微米节点的制造。

综上所述,从目前集成电路产业布局来看,除了长江存储和合肥长鑫的存储器件,武汉和合肥的集成电路产业发展水平总体逊于江苏和上海,但以光迅 科技 为代表的光模块企业、以精测电子、合肥芯碁微为代表的设备制造企业在个别领域具有一定规模。

除了合肥长鑫,合肥的集成电路产业亮点不多,但如果从产业链布局来看,合肥的产业基础要略好于武汉。

集成电路产业链主要分为设计、制造和封测,目前武汉和合肥在设计领域存在明显短板。武汉昊昱微电子是从事功率半导体及模拟半导体设计的企业,公司基于CMOS、BiCMOS、BCDMOS等工艺开发了HYM533低功耗8位四路DAC、音频功放IC等器件;合肥比较具有代表性的设计企业有合肥芯谷微电子、合肥恒烁半导体等设计企业,而且这些企业由"最牛风投机构"合肥市政府投资,部分设计企业颇具特色,但相比圣邦股份、兆易创新等企业,差距太明显。

在封测领域合肥的基础要好得多,而武汉则一片空白。封测领域合肥目前拥有合肥合晶和合肥速芯两家封测企业,其中成立于2000年的合肥合晶覆盖TO、SOT和DIP封装技术;成立于2018年12月的合肥速芯是集成电路行业咨询公司摩尔精英旗下封测企业,拥有QFN、BGA、SiP等封装技术:

当然合肥速芯的竞争力还来自于摩尔精英在集成电路行业中的资源整合能力,这一点可能是合肥合晶所不拥有的。

在制造领域武汉和合肥均有晶圆厂,其中合肥长鑫和长江存储各有一座300mm晶圆厂,主要是这两家企业均采用了IDM模式,这也是三星和海力士等存储器龙头的典型模式。除此以外PowerChip和XMC(武汉新芯)分别在合肥和武汉拥有一座300mm晶圆厂,产能较小,而且主要以成熟节点为主。

合肥集成电路产业的优势是打通了设计、制造和封测,武汉虽然有武汉新芯这样的晶圆代工厂,但封测还有短板。

当然在光模块等领域武汉有独特的竞争优势。

有人曾将中国半导体投资者归纳为无知者无畏型、无耻者无畏型和既无知又无耻型三类,其中无知者无畏型主要是地方政府,出于各种目的往往会出现"义和团"式的"造芯运动",典型代表就是武汉弘芯这个烂尾项目。无耻者无畏型主要是产业内企业"杠杆"式的"堵芯",怀着撞大运的心理借着主业的成功赌博式发展集成电路这个副业。既无知又无耻型就是那些暴躁狂热的资本,他们对产业规律视而不见,搞跨界投机式的"骗芯"。

一级市场如此,二级市场同样炒作投机之风盛行,最典型的就是中芯国际上市前后的炒作以及半导体板块的暴涨暴跌,让一众投资者吃了闷瘪。

集成电路行业是一个大投资、重积累、长周期、慢回报和高风险的行业,科创板和注册制的推出只是解决了一个资本顺利退出的通道,但产业本身特征是无法在资本加持下能改变的,如果只是抱着投机甚至赌或骗的心态闷头扎入集成电路行业,可能自己怎么没的都不知道。

65nm制程的SoC芯片设计及流片成本2850万美元,16nm的设计及流片费用高达1.06亿美元,足可以让很多中小型设计企业倒闭好多次了。

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林力早

如果芯片持续断供,华为还能撑多久?

近来,针对此问题,一些媒体人处于急功近利的状态,开始了自我安慰,提出了华为芯片取得了4项重大突破!

自从2018年M国对国内 科技 公司发起ZHI裁以来,特别是以华为、中兴、海康、大疆等为代表的 科技 型企业,尤为感到了zhi裁大棒之下的压力。针对华为发起的大棒,一个比一个狠,从来没有一次放松过。举一国之力,动用国家Wu Qi,针对一个公司进行zhi裁,华为承受着特别“优厚”的待遇。

由于没有芯片可以供应使用,6月12日,数据研究机构Counter Point Research公布,2021年第一季度,全球智能手机和功能手机出货量情况,数据显示华为手机市场份额仅为4%,同比下降88%,全球排名从全球第二位降至第六位。

华为主要业务处于ICT领域,若没有芯片支持,大部分业务都不能开展,好在国内芯片设计、制造、封测水平有一定底子,中低端芯片大部分可以在国内找到替代产品,实现自给自足。但对于华为的手机业务,特别是手机cpu采用的是7nm工艺,甚至是5nm、3nm工艺,国内目前无法实现国产替代量产,所以说手机缺芯是华为面临的最棘手的问题。

据有关报道,截止目前,华为芯片解决方案传来4项重大突破:

第一项,来自国产芯片的好消息:今年量产28nm,明年量产14nm。环球网在6月22日发表《温晓君谈14nm芯片量产:曙光就在眼前》一文,文章指出专家温晓君预测,国产14nm芯片明年底可以实现量产。这个结论且不说是不是温晓君说的,还是环球网根据温专家的聊天内容自己推测的。

随后,环球网就对《温晓君谈14nm芯片量产:曙光就在眼前》一文,进行了修改,删除了“明年年底可实现国产14纳米芯片量产”的消息。

第一时间看到这则新闻报道时,我就更加怀疑,这个速度出乎所有人的意料。半导体行业和其他领域不一样,涉及的领域众多,而且关系紧密的精密装备、材料、化学等领域,国内技术积累并不领先,也不深厚。而且涉及到的先进制程半导体工艺、工艺整合等技术,国内并没有技术积累、经验积累,即使能实现先进制程工艺,也不一定能有很高的成品率或合格率,这样会导致芯片成本增高。

所以说, 国产芯片年内量产28nm,明年量产14nm的说法,是国人的急功近利,是自媒体人的自我安慰。退一步讲,即使能等到明年量产14nm,华为手机麒麟芯片采用的7nm工艺,以及正在设计的5nm、3nm制程一样还是不能国产替代。

第二项,华为爆出芯片叠加专利,利用两个低制程工艺芯片叠加可以实现1+1>2的效果。

具体地说,两个代表不同性能的14nm芯片,被组合以形成与7nm芯片性能相当的处理器。简要概括为:华为海思利用多个芯片,形成主从芯片,主芯片通过电信号触发从芯片同时工作(利用电信号上升沿或下降沿触发),使主从芯片在同一时间调度处理同一任务。

对该专利的解读,就是通过特殊设计,华为可以将两块14nm芯片叠加在一起,直接将性能提升到之前的两倍水平,与7nm技术相当。

然而,专利毕竟只是一份技术性文档,也可能是超前预判性专利,技术是否已经实现仍需考证。更何况, 两个芯片叠加在一起,不仅封装体积变得更加庞大,能耗增倍,而且散热问题也随之而来。 况且,如今国内没有哪个公司可以量产14nm芯片,华为的该项专利难以应用,更难以在手机CPU上应用。

所以说,华为公布的这项双芯叠加专利,有些“远水解不了近渴”,或许在某些方面有一些应用场景,但在华为急需的手机业务芯片方面,暂时不能适用。

第三项,高通取得向华为供货许可证书,开始向华为供货4G芯片。

早在2020年11月份,高通公司发言人就正式宣布,高通已获得向华为供应部分产品的许可证,其中主要包括部分4G产品。而5G产品,高通仍没有取得供货许可,至于什么时候才能拿到许可证,目前还是未知数。在华为鸿蒙OS 2系统发布会上,华为发布的最新平板MatePad pro采用了高通骁龙870处理器,这也进一步证实高通向华为供货许可真实性。

虽然高通公司获得授予华为4G芯片许可证,可以帮助华为走出芯片库存耗尽后,无核可用的极端困境,但5g手机已经进入大规模普及期,而高通公司4G芯片的帮助,只能帮助华为手机恢复部分低端市场的预期份额。而5G芯片产品才是华为所真正需要的,处在5G时代,华为不可能倒退回去大规模发布4G产品,这样不仅没有市场响应,也会逐渐丢失用户。Mei国想抵制的就是国内的5G技术,打ya华为5G,即使M国自己不能在5G领先,但领先的5G技术相关公司都掌握在M国手中,而且是捞钱的摇钱树。

目前,除高通公司外,英特尔、skyworks、AMD等芯片厂商已获得向华为供货许可。但真正具有竞争力的技术仍然是强力限制。在华为芯片的供应商中,最为关键的还是中国台湾的半导体公司——台积电。如今的台湾,是半导体技术的聚集地,台积电是台湾半导体技术公司的领头羊,掌握着最为尖端的半导体先进制程工艺技术。台积电此前也是华为麒麟高端芯片OEM的首选供应商。M国禁令生效后,由于台积电使用了M国技术,且不能打造出不含有mei国技术的半导体技术生产线,因此台积电切断了对华为的供应。

俗话说,恶性打压,伤敌一千自损八百。在强压之下,华为承受了巨大损失,而M国国内也有撑不住的时候。随着全球半导体产业供应链被M国破坏,全球芯片紧缺的问题越发明显,M国先放开了自己国内部分半导体巨头公司的禁令,据外媒报道,M国也放开了台积电向华为供货的许可,但仅限28nm及其以上制程的产品。据悉,华为物联网产品的SOC芯片,如电视、摄像头、机顶盒等,均采用28nm以上的工艺。

目前,具有高端芯片供货渠道的台积电、三星等都被限制向华为供货,M国一边打ya华为,顺带收割台积电、三星等半导体巨头,以逼迫先进半导体技术向M国本土转移,从而对世界先进半导体技术形成 科技 霸权。

对于华为急需的5G芯片,14nm、7nm、5nm等先进制程芯片,目前没有公司能够获得供货许可,华为仅靠手中的一些库存,用一颗少一颗,手机出货量备受限制。所以说, 高通等公司获得许可向华为供货,也只能解决低端手机或平板芯片问题。

第四项,华为在武汉自建首家晶圆厂,预计2022年量产。

早前,华为消费者业务BG“余承东”就表示华为当初仅仅有芯片设计而没有进入芯片制造领域很遗憾。如今终于得偿所愿,华为将在湖北武汉建立首家晶圆厂,预计2022年起分阶段投产,消息人士透露,华为的工厂最初仅用于生产光通信芯片和模块,以实现半导体自给自足。据悉,华为去年率先发布了,业界首款800G可调超高速光收发模块,力争在有限的背景下实现光器件核心芯片的国产化。此外,华为国内光电相关产品的研发主要设在武汉,华为武汉研究所拥有近万名研发人员,主要从事发光通信相关设备、光芯片、 汽车 激光雷达等方面的研究、生产。

为何是在武汉?很简单,武汉是中国光谷所在地,光通信在武汉有产业聚集优势。目前,国内光通信产业聚集地主要有武汉、成都、苏州、深圳等地,“芯屏端网”是武汉最为重要的几大产业,其中“网”指通信,在武汉特别指光通信,武汉聚集了光迅、烽火通信、长飞、华工正源等光通信头部企业。同时,长江存储、武汉新芯等Fab大厂也处在武汉,吸引聚集了大量上下游配套企业。所以 光通信芯片晶圆厂选在武汉有较大产业、地理优势。

但请注意了,这是将用于生产光通信芯片及模块的晶圆厂。目前华为武汉研究所海思部分主要从事光通信相关领域业务,可确定的有光收发模块、 汽车 激光雷达、光通信相关自动化设备(如贴装、耦合等)、芯片封测等业务。目前来看武汉海思还没有光芯片Fab厂区,且光芯片主要包含有源光芯片、无源光芯片两类,与手机CPU芯片工艺制程相差较大。光芯片领域,是国内在半导体芯片中自产率最大的一类芯片,尽管良率暂时没有国外厂商高。有源光芯片主要有激光器LD、LED类芯片,如DFB、VCSEL、FP等类型;无源光芯片主要指无源光器件的芯片,如PLC类型的AWG芯片、滤光片、光学镀膜、MEMS芯片等。

光通信芯片对半导体工艺中光刻机的最小特征尺寸要求并不高,工艺占比较多的反而是沉积、溅射等和镀膜相关工艺,该类型工艺对材料和工艺参数较为敏感,所以说与手机CPU芯片工艺制程相差较大。同时,光芯片对光学性能指标要求更高,对电学指标要求相对少一些,特别是无源光芯片。目前华为已经发布了96线激光雷达产品,主要应用于 汽车 领域,基于MEMS方案,已用于阿尔法极狐等车型。此外,华为光通信中所用的MCS,也已实现自制,需大量应用MEMS芯片。所以华为很有必要自己量产芯片,如MEMS芯片、VCSEL激光器等芯片。

综上来看, 华为在武汉建的晶圆厂,主要用于光通信产品生产能力建设,与手机等cpu芯片技术相差较远,仍是远水解不了近渴,这与媒体报道的以后生产手机芯片是打擦边球。

如今看来,华为依然可以很淡定的做到把自己能做的做到最好,而一些自媒体人却坐不住了,每天在为华为想点子如何突破芯片困境。

国产明年14nm量产、芯片叠加技术、高通获得供货许可证、海思建晶圆厂,华为的这些突破仍摆脱不了台积电的技术,对于华为来说都是“远水解不了近渴”,芯片问题仍棘手!

正如任总所说:星光不问赶路人,发扬“南泥湾”精神,加油奋斗……任总曾说年轻人特别要做好专注,不要把自己的精力分散在多个领域,人的精力是有限的,分散了难以有所建树。不能像我这样,把精力分散在码字、码代码上,这样做科研的时间就变少了,难以有所建树。码字确实不易,请多多点赞支持!

星光不问赶路人,

时光不负有心人。

本是青灯不归客,

却因浊酒留风尘。

美军上将马丁·邓普西说过:“ 要让打胜仗的思想成为一种信仰;没有退路就是胜利之路。 ”华为也一样别无选择,只有前进的义无反顾。

华为芯片取得突破,要靠国内芯片领域整体水平的提升,华为只有依靠现有的芯片存量熬到活下去,消费者业务战略整体转移,关注另一个万亿市场——智能 汽车 ,是一条前途光明的大道。

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