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。”

为了更好地应对这次危机,华为目前开启了全球扫货模式。据悉,华为及其供应商正在夜以继日地加紧备货,争取在9月15日之前,备足够多的关键芯片的元器件。

这一次,备的货不仅仅是用于智能手机。而是华为全系列产品,比如5G基站芯片、笔记本CPU、智慧屏、无线耳机等产品所涉及的元器件。

凌晨四点,华为跟供应商召开电话会议的频次日益增多,而且采购计划也经常改变。让人感觉目前华为处于一个比较混乱的阶段,因为节奏被打乱,涉及的产品太多,需要协调的事情太多。

即使这样,分析师称,明年华为的手机出货量或将下降75%;这还只是华为手机这一块业务;实际上,明年华为整体的业务都将会遭到大幅下降。

台积电、联发科、瑞昱等半导体厂商都已经明确9月14日之后,不能再给华为供货了。更不要说高通、英特尔、德州等美系半导体企业。更严重的是芯片设计环节EDA软件提供商新思等、IP授权商ARM、手机 *** 作系统供应商安卓也都宣布与华为暂停合作。

华为目前在半导体领域的处境说难听一点是,四面楚歌。因为华为本身及其主要供应商几乎不可能在短期内摆脱美国技术。

而供应商一致的回复是,9月14日后,将完全严格遵守与全球贸易有关的法规,不会在未得到允许的情况给华为提供服务。

国内的企业,也在抓紧时间攻关。比如与华为合作的北京大学电子学系彭练矛院士和张志勇教授团队,突破材料的束缚,在 碳基芯片 的研究上实现了突破, 自主研发出性能超越同等栅长硅基CMOS技术的碳纳米管阵列,纯度高达99.99995%。根据业界的目前公开的信息来看 北大团队这项成果已超越主要竞争对手MIT麻省理工学院,处于世界领先地位。 碳基材料 有哪些优点呢?

基材料相比硅基材料 半导体特性更优 ,特别是在 高迁移率、纳米尺寸、柔性、通透性、生物可兼容性方面 。这些优异特性意味着碳基集成电路将 具备高速率、高能效的优势

相比硅基晶体管,碳纳米管晶体管具有5~10倍的速度和能耗优势,适合用于高端电子学应用、高频器件应用、光通讯电路应用、柔性薄膜电子学应用。

基于硅基材料的半导体芯片,极限制程只能在2nm到1.5nm。 而基于“ 碳基”为原材料的半导体芯片,其制程可以在1nm以下。

可以简单理解为,基于碳基材料的芯片,可以做得更小、性能更高、能耗更低。同规格的碳基芯片综合性能最大可以是硅基芯片的10倍。比如90nm的碳基芯片,其性能或将等同于28nm硅基芯片。

根据北大团队的计划,将在两年内实现90nm碳基芯片的 实验室研发

1、实验室研发,并非量产,要商业化量产估计时间会更长。

2、90nm碳基芯片其性能只相当于目前28nm硅基芯片。

3、同样需要用到EDA软件和光刻机。

大家看到这里可能会觉得还是挺没劲的,其实并不然。碳基材料芯片一旦突破后,在制程比较落后的情况下,也能造出高性能的芯片。试想两年后90nm的碳基问世,紧跟着就是45nm,28nm制程工艺的碳基芯片。 打造一条28nm制程工艺产线的难度比7nm要简单得多。

最后总结,碳基材料虽已证明其特性优于硅基材料,但最终要形成商业化的芯片,还有很长的路要走,同样也脱离不了EDA、IP核、光刻机。碳基材料也经历过很长一段时间的发展了,从1991年被发现至今,碳纳米管技术一直在前进。我国这块目前发展处于前列,随着硅基材料的物理极限逐步逼近,碳基材料或将成为未来芯片材料的更优之选。


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