为生存而战,华为甚至储备未封装测试的半成品芯片,说明两个问题

为生存而战,华为甚至储备未封装测试的半成品芯片,说明两个问题,第1张

9月15日是美针对华为的极限遏制策略的最终执行时间,这天后,从理论上讲,几乎所有芯片企业都无法向华为供货。

华为旗下海思的高端麒麟芯片将失去台积电的生产代工能力,从联发 科技 MediaTek获取5G移动处理器的通道也基本被堵住。除了手机消费电子需要的移动CPU芯片,来自其他芯片企业的Wi-Fi芯片、射频和显示驱动芯片、存储芯片以及其他组件都在华为的产品体系发挥关键作用,未来两年的5G基站配件显得比消费电子所需要的元件更加重要。

加大库存!华为目前甚至不计成本,付出极高代价积极备货,就是为了生存,赢得珍贵的时间和空间。为此,有消息传出:为了赶上美设定的最后期限,一些芯片供应商甚至向华为输送未经测试或组装的半成品以及晶圆。

封装测试是芯片制造过程的最后终结环节,一般会占据芯片成本的20%以上,且充满不可知的变数,华为冒着成本无法计量的风险肯接收这样的半成品,已显无需多言的悲壮。

这大概也说明了两点:

1、时间可以换取空间,极致的库存策略会多一些应对手段,会多几分转机。

2、我们的半导体产业链,涉及EDA工具、材料、设计能力、设备、封装测试,除了设计能力,目前可以实现自主可控的,可以形成依赖的的当属芯片的封装测试。

随着行业竞争的加剧和封装测试工艺的日渐成熟,集成电路封装测试环节的技术,逐渐转移到封装测试的工艺制程、 生产管理、设备制造和原材料技术中,专业的封装测试公司开始出现,封测行业率先从产业中独立出来。

半导体测试贯穿设计、制造、封装、应用全过程。从最初形成满足特定功能需求的芯片设计,经过晶圆制造、封装环节,在最终形成合格产品前,需要检测产品是否符合各种规范。按生产流程分类。半导体测试可以按生产流程可以分为三类:验证测试、晶圆测试、封装检测。

半导体检测是产品良率和成本管理的重要环节,在半导体制造过程有着举足轻重的地位。为了降低测试成本和提高产品良率, 测试环节的技术升级也处在半导体产业链中的核心地位,比如台积电,不仅仅是全球晶圆代工的龙头企业,也是晶圆级封装的引领者,并且在加码封装技术的进步

摩尔定律预测,芯片上的元器件数目每隔18个月会增加一倍,单位元器件的材料成本和制造成本会成倍降低,但芯片的复杂化将使测试成本不断增加。 根据ITRS的数据,单位晶体管的测试成本在2012年前后与制造成本持平,并在2014 年之后完成超越,占据芯片总成本的35-55%。另外,随着芯片制程不断突破物理极 限,集成度也越来越高,测试环节对产品良率的监控将会愈发重要。

尤其是后摩尔时代,制程趋近极限的时刻,封装和测试成了半导体产业链里彰显实力,不可缺少的一环。

华为接收这样的未经测试的芯片作为储备,可谓是冒了极大的风险,当然这是特殊情况的特殊策略,也说明了: 封装测试在华为供应链体系中,不受美系技术制约,可控程度可依赖度是很高的。

2020年2月25日,在华为全球直播的行业数字化转型大会上,华为企业BG副总裁孙福友说,业务连续性管理(Business Continuity Management,简称BCM)是每一个希望基业长青企业都需要考虑的战略问题。

业务连续性管理,是一项综合管理流程,它使企业认识到潜在的危机和相关影响,制订响应、业务和连续性的恢复计划,其总体目标是为了提高企业的风险防范能力。这是华为花费数千万美金从美系 科技 公司IBM那里学习来的法宝。

业务连续性管理主要针对在上游不能保证供货的极端情况下,依然能够实现业务的持续性,是识别对企业的潜在威胁,以及这些威胁一旦发生可能对业务运行带来的影响的一整套管理过程

任老讲过: 走向自由王国的关键是管理

华为的BCM策略最近几年的内容主要包括:

1)前期大量存货, 在 2018 年中兴通讯被美国列入拒绝清单之后,华为就已经开始做相应的准备;首先是做大量元器件的备货,华为的经营活动现金流净额长期领先于净利润,且走势保持一致,2019年花费了1,674亿元人民币(234.5亿美元)储备芯片,组件和材料,比2018年增长了73%。这里面主要增加的又是原材料,原材料占存货的比例达到了近年的峰值 37.5%。

2)供应链切换, 华为自立业之初就开始储备BCM(Business Continuity Management)计划,就具体落实而言包括非美系技术或厂商的切换和自主研发。

现在是华为存亡时刻,库存的力度和决心超乎一般人想象是正常的,那种危机感从开始就流淌在华为的血液里。

芯片封装测试在传统的印象里一般有着“人力密集”、“技术含量较低”和“利润率较低”的标签,半导体业发展初期,马来西亚、中国大陆及中国台湾的比较成本优势突出,且当地政府大力支持和鼓励集成电路产业发展,因此全球集成电路产业的封装测试环节,大量向这些地区转移。但随着摩尔定律走进“深水区”以及芯片设计和制造愈发复杂以后,先进封装技术的重要性也越来越凸显。

当前大陆地区半导体产业在封测行业整体实力不俗,市场占有率也可圈可点,龙头企业长电 科技 、通富微电、华天 科技 、晶方 科技 市场规模不断提升,对比台湾地区公司,大陆封测行业整体增长潜力已不落下风,台湾地区知名IC设计公司联发科、联咏、瑞昱等企业已经将本地封测订单逐步转向大陆同业公司。

封测行业呈现出台湾地区、美国、大陆地区三足鼎立之态,其中长电 科技 、通富微电、华天 科技 已通过资本并购运作,市场占有率跻身全球前十(长电 科技 市场规模位列全球第三),先进封装技术水平和海外龙头企业基本同步,BGA、WLP、SiP等先进封装技术均能顺利量产。华天 科技 已经表示已具备基于5nm芯片的封测能力:这是一个喜人的消息。

封测行业美国市场份额一般,前十大封测厂商中,仅有Amkor公司一家,应该说贸易战对封测整体行业影响较小,从短中长期而言,Amkor 公司业务取代的可能性较高。

库存策略是以时间换空间的策略,华为背后是强大的祖国,是正在奋勇追赶世界水平的整个产业。变数依然很多,尤其是在时间的考验面前:

1、我们的芯片供应链格局随着持续投入的加大,正在破茧,某些设备例如刻蚀机、某些环节例如封装测试已经具备世界的先进水平,具备替代的能力。

2、美的遏制策略下,它们自己的半导体供应商的库存有扩大的趋势,美系技术不被信任的破坏性效应也已经开始显现,它们能承受多久?

3、其他国家和地区的半导体厂商,会忍耐到什么程度?

华为创始人任正非最近讲到,“求生的欲望使我们振奋起来,寻找自救的道路。我们仍然要坚持自强、开放的道路不变。你要真正强大起来,就要向一切人学习,包括自己的敌人。”

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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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