破局——危与机

5月15日，美国商务部宣布，所有使用美国半导体生产设备、知识产权或者设计软件的非美国芯片制造商，在向华为出货芯片前都必须申请许可，但考虑到该项规定修改会给全球芯片制造商带来极大冲击，所以给了120天的宽限期。这意味着即使芯片不是美国生产制造，但是只要在生产线的某一个环节哪怕仅仅使用了美国设备，其芯片生产也要经过美国政府的同意。如果这个管制措施一旦成立，那么意味着海思半导体最大的供货商台积电将无法向华为制造提供芯片，华为的芯片产业链在短期内会受到打击。

回顾美国过去针对华为的一系列禁令：中国缺芯，美国通过芯片限令来掐脖子；中国搞定芯片，美国就通过芯片制造来阻止；中国搞定芯片制造，美国则将通过制造设备、材料以及软件来控制。因此，中国走出芯片困境，需要勇气和理性并存。

那么在半导体行业，中国卡脖子的地方在哪儿？为此我们需要梳理芯片产业链。

（1）产业链上游——芯片设计自主可控

回顾中国芯片的发展历程，我们会发现与芯片工艺相比，我们更擅长在芯片设计领域追赶。举例来说，20年前我国在无线调制解调芯片是一片空白，而到了今天华为已经有能力发布性能领先全球的5G调制解调器芯片了。从经济和社会角度分析这个问题，这是因为芯片设计可以走Fabless的商业模式，Fabless的商业模式允许芯片设计公司无需承担建造Fab的风险和巨额费用，因此芯片设计公司需要的资本量比较低，资产主要是设计IP等虚拟资产，换句话说少量资本即可撬动芯片设计公司去获取大量收入并带来回报。因此，芯片设计公司无需国家资本的大量资助就能做得有声有色，光靠社会力量也能把芯片设计这项事业做得很好。在手机芯片的研发设计领域，中国大致形成了“1+N”的格局，其构成简单来说，就是华为海思做大哥，带着一群如韦尔、圣邦、卓胜微、兆易创新等围绕着华为产业链做替补的小弟。

主攻手机核心SoC和基带芯片的华为海思，已经站在了全球Fabless设计领域的制高点上了。华为今年在中国SoC芯片的市场占有率已经达到了43.9%，甚至超过了由小米、OV以及一众二线厂家共同供养的高通骁龙，跃居中国第一。而去年发布的麒麟990 5G的跑分更是吊打同时期的高通骁龙855plus，与年末发布的骁龙865相差无几。

基带芯片，可以说是手机里最核心的部件之一。强如苹果，面对高通的基带专利，也不得不乖乖的交上保护费。而唯一能与高通一战的，就是海思的巴龙系列基带芯片。去年年初，华为发布巴龙5000，成为全球第一款单芯片多模5G基带芯片，并支持率先支持SA独立组网与NSA非独立组网。

在此之上，华为还将巴龙5000集成到了麒麟990 5G处理器中。在芯片上，更强的集成就意味着更小的面积、更低的功耗，而在麒麟990 5G之后发布的骁龙865却为了能够尽快上市，选择了外挂5G基带。这也难怪在5G手机出货量已经直逼40%的中国市场，高通的市场份额会被华为反超。

（2）产业链中游——芯片代工国内仍需培育

对于华为来说，无论是外购，还是自研芯片，大部分都是通过晶圆代工生产，再交由OSAT厂进行封装测试的，如果没有代工厂的支持，华为就算设计出令高通颤抖、英特尔落泪的高精尖芯片，但也可能会变成废纸。而这一块则集中在中国台湾地区，特别是台积电和日月光，负责大部分华为用芯片的制造和封测。代工厂主要负债半导体制造，其核心工艺是晶圆制造和晶圆加工，要比后面的封测环节难得多，此处的设备投资非常庞大。在建厂全部的投资中半导体设备投资占比67%，在这67%的投入中，晶圆制造设备占到了70%以上。因此Foundry（代工厂）模式的投资规模较大，资产较重，维持生产线正常运作费用较高；需要持续投入维持工艺水平，一旦落后追赶难度较大。所以总体而言，芯片制造的投资可谓天量级别，有人这么比喻，建两座最新的12寸晶圆厂相当于一个三峡大坝。因而，芯片代工也进入了淘汰赛，形成了“一超多强”的格局：中国台湾的台积电，占据市场51%份额，是当之无愧的头号玩家；韩国三星则占据19%份额，在强悍追赶；第三、四名的联电、格罗方德已经举手投降，表示不再研发14nm以下制程。排名第五的中芯国际是大陆最大最先进的代工厂，但只有不到6%的市场份额。过去由于台积电工艺制程领先，而且配合华为主动扩产，华为海思芯片长期都是由台积电代工，订单金额占到台积电收入的14%，仅次于苹果的23%。华为、台积电双方互相依赖的重要性，显而易见。但美国这次对华为的“精准打击”意味着台积电对华为的供货将受到阻碍，那么我们会问大陆是否有可以挑大梁的公司。答案是有的——中芯国际，但技术改进和研发资本投入仍然任重而道远。一方面中芯国际落后台积电2代的制程，另一方面为保障产能，需要有大额的资本开支，但2015-2019年中芯国际的资本开支总计大约100亿美金左右，还不到台积电一年支出。至此，中芯国际虽然仍不是台积电的对手，但是至少已经完成了优秀备胎的自我修养。但是，同样，受美国新规的限制，中芯国际恐怕后续如果要为华为代工芯片也需要获得美国的许可证。有人提出中芯国际是中国国内的企业，可以不用管美国的政策。但一旦，美国认为中芯国际违规，可能迫使美国应用材料、泛林半导体等远程锁死中芯国际的设备，使其变为无法工作的“废铁”。

（3）产业链下游——底层亟待突破

前面提到了半导体设备的重要性。美国设备企业2019年度的销售收入在全球半导体设备行业占49%，其中应用材料位居行业第一（应用材料、泛林），而我国在光刻机、离子注入机、量测设备、SOC 测试机、PECVD 等设备领域的国产化程度低，对美国设备品牌的依赖程度为 47%。美国最新针对华为的政策，在很大程度上就是落脚在半导体设备上的。即使华为大部分芯片都能自研完成，也必须交由晶圆代工厂，而无论是台积电，还是中芯国际，它们采用的半导体设备，有相当一部分都是来自于美国的，因此，要用这些设备为华为生产芯片的话，按照美国的说法，必须先经过其批准才行。这样的“长臂管辖权”具有很大的杀伤力。

同样在上游环节，半导体软件（主要包括EDA设计软件和 OPC、SMO 等光刻计算软件）被美国绝对垄断，本土品牌仍在培育期。在半导体材料领域，日本处于领导地位，美国企业在不少细分领域处于龙头地位，因半导体材料国产化处于起步阶段，美国及瓦森纳升级技术管控（2020年2月24日，日本媒体Japantime报道，包括美国、日本在内的瓦森纳安排Wassenaar Arrangement”42个成员国在2019年12月同意扩大出口管制范围，新增加的管制范围包括可用于军事目的的半导体基板制造技术和用于网络攻击的军事软件），仍将制约我国半导体行业的整体发展。

对于半导体软件，EDA软件的问题还是有解决方案的。一方面，可以通过一些技术措施，延续对原有软件的使用；另外，即使来自国外的先进软件彻底断供了，本土的产品也是可以用的，不过，其整体水平肯定低一些，如果用的话，在几年时间内，设计出芯片的整体性能恐怕是要打一些折扣了。不过，这也是在所难免的。

（4）破局与未来推演

卡脖子的点在于半导体设备，直接影响代工厂能否向华为供货。在短期内半导体设备无法自主可控，那么中国可能推出反制措施，但可能会比较克制，视美方的反应，而逐步加重，一次性把能打的牌都打完是不理智的。预计双方之间的会斗上几个来回。短期内可能不会有结果。

危机中也蕴含机遇，美国此次欲推出的断供政策将进一步促进华为供应链国产替代，这是国内半导体产业链十年难遇的大机遇，会加速制造、设备材料环节的国产替代机会。本轮新的管制协定对国内半导体制造和半导体设备也是一个很大的机会。据了解，华为对于国产化目标是，只要性能达到要求的国产供应商就会100%采用。

基于此，从美国企业的角度看，美国之前的禁令已经让一些美国芯片厂商及含有美国技术25%的芯片厂商不准向华为供货了，现在新规又迫使华为没法用自研芯片，那么这不等于美国忙活半天，为日韩欧及中国其他芯片厂商拉生意？因此，芯智讯认为，接下来美国可能会放开很多国产芯片可替代的美国芯片厂商，给他们发放许可，让这些厂商可以与华为做生意，并促使华为增加使用美系芯片。这样华为可以继续维持运转，但是却等于是废了华为的武功（无法用自研芯片），然后让其开始依赖美系芯片（指的是那些可以被替代，但是目前相比国内芯片仍然有一定的优势的美系芯片），从而使其产品失去技术领先性，失去市场的领先地位。

摘引文献：

1、谁来帮助华为：三大赛道的崛起与困境，2020

2、华为芯片产业链的变数，2020

3、美国升级管制措施之后，关于华为事件的终极推演，2020

4、中银证券—半导体设备、材料、软件点评，杨绍辉，2020

制造执行系统 – MES（欣创摩尔科技提供） 计算机在制造业的应用及计算机本身的发展与生产型态的演变，是息息相关的。过去的生产型态较为单纯，属于由上而下(Top Down)规划型态，计算机应用的重点在生产规划管理(MRP-Ⅱ)及一般事务处理，而现场作业管理仍停留在传统人工窗体作业型态。即使有所谓现场管制功能(Shop Floor Control - SFC)，也受制于传统大型/微型计算机及电子科技，多是由收集相关资料，再以批次方式输入处理，所提供之功能有限。 在工厂自动化(Factory Automation - FA)方面，过去多是强调在物流自动化(Material Flow Automation)，例如自动化生产设备，自动化检测仪器，自动化物流搬运储存设备等等。他们确实取代不少人工，解决了一些生产瓶颈，但也因相关作业配合不当，并没有充份发挥他们的功效，而有所谓 "自动化孤岛"之称(Islands of Automation)。 从一所提的问题，需要有一种现场信息流自动化系统(Frontline Data Automation)来解决，这类系统如果是运用在工厂制造现场，我们称之为制造执行系统-Manufacturing Execution System(MES)。在日本,他们称之为生产时点管理情报系统(Point of Production - POP)，取法可模拟商业自动化中的销售时点(Point of Sales - POS)，日本的命名颇为传神，因为无论 POP或 POS，其精神是一致、观念是相通的，都可说是一种由下而上(Bottom Up)实时掌握现场状况的情报管理系统。 MES 导入之前，公司MRP系统与生产现场之间透过人为方式沟通，使生产现场如同黑箱作业，无法掌握实时正确信息。而导入MES之后除了提供现场信息流自动化之外，它扮演承上启下的功能，达到计算机整合(Computer-IntegratedManufacturing - CIM)的境界。我们从MES这三个英文缩写，不难看出，它MRP(Manufacturing Resource Planning)或ERP(Enterprise Resource Planning)系统之间的互动关系，一个是上层的规划系统(Planning)，一个是下层实际的执行系统(Execution)。 工厂制造执行系统(Manufacturing Execution System, MES)恰好能填补这一空白。工厂制造执行系统MES是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。MES可以为用户提供一个快速反应、有d性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。适用于不同行业(家电、汽车、半导体、通讯、IT、医药)，能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。目前国外知名企业应用MES系统已经成为普遍现象，国内许多企业也逐渐开始采用这项技术来增强自身的核心竞争力。 返回 企业计划层与过程控制层之间的信息“断层”问题 我国制造业多年来采用的传统生产过程的特点是“由上而下”按计划生产。简单的说是从计划层到生产控制层：企业根据订单或市场等情况制定生产计划—生产计划到达生产现场—组织生产—产品派送。企业管理信息化建设的重点也大都放在计划层，以进行生产规划管理及一般事务处理。如ERP就是“位”于企业上层计划层，用于整合企业现有的生产资源，编制生产计划。在下层的生产控制层，企业主要采用自动化生产设备、自动化检测仪器、自动化物流搬运储存设备等解决具体生产(制程)的生产瓶颈，实现生产现场的自动化控制。 由于市场环境的变化和现代生产管理理念的不断更新，一个制造型企业能否良性运营，关键是使“计划”与“生产”密切配合，企业和车间管理人员可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，作出准确的判断和快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速修正。虽然ERP和现场自动化系统已经发展到了非常成熟的程度，但是由于ERP系统的服务对象是企业管理的上层，一般对车间层的管理流程不提供直接和详细的支持。而现场自动化系统的功能主要在于现场设备和工艺参数的监控，它可以向管理人员提供现场检测和统计数据，但是本身并非真正意义上的管理系统。所以，ERP系统和现场自动化系统之间出现了管理信息方面的“断层”，对于用户车间层面的调度和管理要求，它们往往显得束手无策或功能薄弱。 比如面对以下车间管理的典型问题，它们就难以给出完善的解决手段： 1、 出现用户产品投诉的时候，能否根据产品文字号码追溯这批产品的所有生产过程信息？能否立即查明它的：原料供应商、 *** 作机台、 *** 作人员、经过的工序、生产时间日期和关键的工艺参数？ 2、同一条生产线需要混合组装多种型号产品的时候，能否自动校验和 *** 作提示以防止工人部件装配错误、产品生产流程错误、产品混装和货品交接错误？ 3、过去12小时之内生产线上出现最多的5种产品缺陷是什么？次品数量各是多少？ 4、目前仓库以及前工序、中工序、后工序线上的每种产品数量各是多少？要分别供应给哪些供应商？何时能够及时交货？ 5、生产线和加工设备有多少时间在生产，多少时间在停转和空转？影响设备生产潜能的最主要原因是：设备故障？调度失误？材料供应不及时？工人培训不够？还是工艺指标不合理？ 6、 能否对产品的质量检测数据自动进行统计和分析，精确区分产品质量的随机波动与异常波动，将质量隐患消灭于萌芽之中？ 7、 能否废除人工报表，自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷代码？ MES的定位，是处于计划层和现场自动化系统之间的执行层，主要负责车间生产管理和调度执行。一个设计良好的MES系统可以在统一平台上集成诸如生产调度、产品跟踪、质量控制、设备故障分析、网络报表等管理功能，使用统一的数据库和通过网络联接可以同时为生产部门、质检部门、工艺部门、物流部门等提供车间管理信息服务。系统通过强调制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产，协助企业建立一体化和实时化的ERP/MES/SFC信息体系。 欣创摩尔----专业的针对大型制造企业的MES系统提供商 简介：福州欣创摩尔电子科技有限公司(TCM Electronic Technology Co.,Ltd)是一家面向全国，致力于加工制造流通领域产品开发和集成的高新技术企业，通过自有软硬件产品、电子信息产品、自动化产品的开发和集成，为大型制造企业、政府部门在生产、检测、仓储、流通、监管全过程导入先进的信息化、自动化产品，以提高管理效率、降低成本、提升品质。 在深圳、广州、东莞、厦门、泉州、福州、苏州、上海、杭州、宁波、武汉、南京、北京、绵阳等众多制造业聚集地，遍布着我们成功的MES系统实施案例。 欢迎来电咨询欣创摩尔MES系统和实施经验。 1、XC-MES制造执行系统： A、针对于SMT加工行业的MES系统： 上料防错与追溯系统：杜绝SMT错料、保证产品质量、减少停机时间、大幅提高生产效率，同时能够根据需要满足PCB总装、缺陷与维修、ROHS无铅工艺制造等不同级别的追溯需求； SMT行业MES系统功能模块：实现现场数据实时采集，实时监控产出、良率、QC检测、设备综合效率、SPC等关键数据指标，实现生产制程信息整合，帮助用户优化生产流程、提高企业整体效益； B、针对于LCD、LCM组装行业的MES系统： 能够满足从背光模组（LCM）组装到LCD成品下线段的组立、测试、包装、成品管理以及返修和重工等完整工艺的管控需求，具备制程数据采集、现场资讯及时处理、生产状况实时监控、现场资源追溯等功能特点； C、针对于电子组装制造、半导体芯片制造、五金、汽配加工行业的MES系统； 2、条码打印系统： 支持条码规则定义、条码模版设置外部导入数据的批次打印，打印历史纪录可查询。 3、生产现场数据采集系统： 现场监控平台（SMO）连接数据采集终端（DCT）或者RFID标签识别系统构建现场数据采集系统，支持RS485、RS232、Ethernet Network、CANBUS等通讯协议，适合多领域不同行业应用； 4、DCT资料收集器： 具备数据采集和信号控制功能，支持RS485、RS232和Ethernet Network通讯协议；可取代计算机作为产品代码信息的输入及信号的控制的手段。 5、SPC制程管理： 对制程能力数据利用统计的方法进行分析、监控制程的状态，此系统可整合至XC-MES系统； 6、WMS仓库管理系统： 用无线局域网或者高频或者超高频RFID方式，实现仓库作业流程化，仓库作业防呆和防错管理，同时提供和上层系统（ERP、MES等）和下位系统（WMS）的无缝集成。

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