广告

华为绕开美国生产芯片的成功几率有多大?

2020-06-03 网络整理 阅读:
随着美国制裁的不断升级,“求生存”成了华为当下的关键词。纵观整个半导体产业,终究脱离不了三个步骤:设计、制造、封测。在电子设计软件EDA工具仍被美国限制的当下,华为如何才能活下去?

随着美国制裁的不断升级,“求生存”成了华为当下的关键词1byednc

在“2018华为核心供应商大会”上,华为官方披露了2018年华为核心供应商,值得注意的是,在92家核心供应商名单中,美国有33家供应商排名第一。1byednc

从供应商名单发现,华为在集成电路、光电器件和传感器上均采购了美国元器件,射频芯片、基带芯片、通信芯片等也有从美企采购。除此之外,芯片设计中离不开的EDA软件也需要美国企业供应。1byednc

1byednc

按照芯片产业发展模式划分,华为属于Fabless(无晶圆制造设计)类别,属于芯片供应链中游,对产业上下游需求较大。华为不具备在芯片设计软件、关键芯片设计制造等能力。1byednc

纵观整个半导体产业,终究脱离不了三个步骤:设计、制造、封测。1byednc

在电子设计软件EDA工具仍被美国限制的当下,华为如何才能活下去?1byednc

华为能绕开美国生产芯片吗?

不能1byednc

“求生存是华为现在的主题词。”5月18日,华为轮值董事长郭平面向全球媒体和分析师回应称。1byednc

换言之,华为将受到多大影响,这取决于其在生产过程中对美国技术的依赖。1byednc

一方面,华为海思正在提高华为手机的国产化比例:据拆解报告,华为Mate 30 5G中国产零部件占比达41.8%,提高了16.5个百分点,美国元件占比从11.2%降低、到1.5%。1byednc

另一方面,海思芯片的生产还需要依赖于美国的设计软件和半导体设备,美国在这两个领域高度垄断。1byednc

在半导体设备领域,高壁垒使市场份额高度集中,而国内自足率低、需求缺口极大,当前在中端设备实现突破,初步产业链成套布局,但高端产品仍是攻克难题。1byednc

从分布看,全球前十大集成电路装备公司基本上被美国、日本、欧洲企业占据。在全球前五大设备厂商当中,美国应用材料公司以17.72%市场份额排名第一,美国泛林半导体以13.4%的市场份额排名第四,两家合计占了全球31.12%的市场份额。1byednc

1byednc

从自给率来看,2018年,中国半导体设备市场规模达到131.1亿美元,但据中国电子专用设备工业协会统计,2018 年国产半导体设备销售额预计为109 亿元,自给率仅约为12%。除去LED、面板、光伏等设备,实际上国内集成电路设备的国内自给率仅有5%左右。1byednc

信达电子分析师方竞解读称,对软件影响相对有限,由于美国EDA公司在去年已和华为停止了合作,并切断了升级,现在海思在采用老版本EDA做产品设计,不受限制。同时华为前期和意法半导体的芯片设计合作,也一定程度上可以通过外包方式,解决EDA难题。1byednc

电子设计软件EDA工具的重要性

EDA软件工具涵盖了IC设计、布线、验证和仿真等所有方面。EDA是集成电路设计必需、也是最重要的软件工具,EDA产业是IC设计最上游、最高端的产业。1byednc

EDA是集成电路产业链相对产值较小但又极其重要的关键环节,具有“体量小、集中度高”的特点。1byednc

东兴证券研究所数据显示,全球EDA70%的市场份额都由EDA三巨头Synopsys、Cadence和西门子旗下的Mentor Graphics占据。其中,Synopsys是全球最大的EDA企业,2018年的市场份额已达到32.1%;Cadence仅次于Synopsys,2018年市场占有率为22.0%;Mentor Graphics在被收购之前也能保持超过10%的市场占有率。1byednc

在中国市场,集中度更高,EDA销售额的95%由以上三家瓜分。1byednc

1byednc

1byednc

华为所用EDA软件三大厂商均有涉及,分别应用在前端、验证、PCB环节当中。1byednc

1byednc

探究三巨头成功存在三要素:一、持续并购重组,二、高研发投入,三、美国政府的支持。1byednc

目前,本土EDA企业有华大九天、芯禾科技、广立微电子、博达微科技、概伦电子、蓝海微科技、奥卡思微电等七家。1byednc

对于国内企业来说,在工具的完整性方面与三强相比,有明显的差距。1byednc

总结国内EDA软件厂商目前存在的差距主要有三个方面;1byednc

  1. 产品不齐全(很难离开三大巨头公司的平台 )
  2. 研发投入不足(本土EDA公司和研究单位工作的工程师只有300人左右对比,Synopsys有5000工程师多从事EDA的研发,本土EDA企业龙头华大九天过去十年间所投入研发资金也只有几个亿,而Synopsys 2018近一年的研发投入约为10.8亿美元)
  3. 缺乏与先进工艺的结合

三大EDA公司在新工艺开发阶段与全球领先的晶圆制造厂进行全方位合作,国内EDA厂商只能在工艺开发完以后拿到部分数据,难以针对先进工艺设计、改良EDA软件。1byednc

FPGA

华为的强项在于IC设计,其中以海思为首的手机处理器已经达到国内最高水平,以巴龙5000基带芯片已经完成SA/NSA认证,在安防领域和服务器领域,华为都有产品涉及,国内市场份额不断增高。1byednc

但是,华为在FPGA芯片设计上能力较弱,为了满足5G基站的需求,华为在2019年开始用ASIC专用芯片替代FPGA,但是,受制于功耗和灵活调试,这其实也是一种无奈之举。目前,具体ASCI芯片制程工艺暂不明确。1byednc

当前,FPGA芯片市场还是由美国的Xilinx和Altera所占据,两者的市场份额在全球超过百分之九十。1byednc

华为自己做不了FPGA芯片研究,只能把希望寄托于国内的专业厂商,其中以紫光国微为首的企业在通信FPGA领域有所布局。1byednc

在紫光国微公布的2019年财报里,关于FPGA芯片有这样一段描述,FPGA芯片产品已经实现系列化和规模化,主要应用于5G基站等场景,下游客户为通信设备制造商,其中华为为目标企业。 目前公司基于28nm工艺的新一代FPGA产品的研发进展顺利。1byednc

可以看出,华为目前正在寻求国内FPGA厂商的帮助,虽然短期内国内FPGA厂商很难追赶上像美国赛灵思这样的行业巨头,但替代方案已经在路上。1byednc

射频芯片

射频芯片是直接影响手机信号好坏的关键元器件,此前,华为P40在外媒拆机中仅存的几颗美国芯片就是射频前端芯片。1byednc

除了应用在手机终端,射频元件也大幅应用在5G通信设备。1byednc

目前美国在该领域处于垄断地位,美国的博通、思佳讯、科沃,再加上日本的村田几乎承包了全球整个市场份额。1byednc

在整个射频前端芯片/模组的产业链中,中国在其中的参与程度目前仍然很低。华为还是只能通过使用美国企业存货,或者外购日本村田的射频产品完成出货。1byednc

值得欣慰的是,目前以卓胜微、唯捷创芯为代表的国内企业开始发力,已经在一些功能模块上完成突破,但总体还是差之甚远。1byednc

存储

存储领域分为内存芯片(DRAM)和 闪存芯片 (NAND),目前国内产品的市场占有率都几乎为0,还是高度依赖包括三星、海力士、美光在内的国外企业。1byednc

目前,国内几家厂商正在存储领域寻求突破,2018年7月,合肥长鑫正式投片,产品规格为8Gb LPDDR4。1byednc

2019年9月,长鑫存储DRAM项目正式首次投片,正式量产10nm内存1byednc

紫光国微旗下的西安紫光国芯目前最新DDR4芯片已经小批量产。1byednc

芯片代工

不可否认,代工这一环节短期内实现“去美化”目标难度极大。华为一直受制于美国技术标准限制,经过台积电内部评估,14nm工艺已经不能为华为代工,这也促成华为将14nm产品代工向国内转移,中芯国际也于近日实现华为麒麟710A芯片量产,采用14nm工艺。1byednc

目前,中芯国际并不具备7nm等更为先进的制造工艺,而且14nm客户订单单一,与国外先进代工厂差距明显。1byednc

芯片封测

芯片封测环节全球排名前三的企业分别是日月光、美国安靠、江苏长电。1byednc

国内封测厂商三强为长电科技、通富微电、华天科技,全球市占率达 23%,技术实力上能够承接国产转单。1byednc

1byednc

目前,华为已经将一部分封测订单转给国内长电科技、华天科技在内的企业。1byednc

国产EDA公司的机遇

我国当前仅有清华大学、复旦大学、浙江大学、北京航空航天大学、电子科技大学、西安电子科技大学、福州大学等少数学校从事EDA方向的研究和人才培养。尤其是清华大学计算机系在1970年代就开始相关研究,为我国国产熊猫EDA工具(华大前身)、华大九天EDA工具的研发做出了很大的贡献,而且培养了大量的EDA算法人才。1byednc

值得欣喜的是,国内EDA的研发力量近几年也有长足的进步。2017年6月在集成电路计算机辅助设计领域的旗舰会议--第54届设计自动会议(ACM/IEEE Design Automation Conference 2017)上,福州大学陈建利老师的论文Toward Optimal Legalization for Mixed-Cell-Height Circuit Designs获得最佳论文奖(作者:Jianli Chen, Ziran Zhu, Wenxing Zhu, Yao-wen Chang)。这是54年来中国大陆作者第一次以第一单位/第一作者获得该会议最佳论文奖。1byednc

国产EDA工具目前还主要以点工具为主,只有华大九天有模拟IC设计的全流程工具。但是,也不乏亮点。在过去的几年,华大九天的Xtime物理设计时序优化与Sign-off工具和解决方案,得到了业界一线工程师的一致好评,已经成功打入全球一流芯片设计公司中,成为数字全流程中的重要一环。而且,华大九天是全球是全球唯一可提供液晶平板显示全流程EDA设计解决方案的提供商,国内市场占有率超过90%。1byednc

此困境之下,国产EDA工具将进入国内Fabless的视野,取得扩大市场份额的契机,进而获得与拥有先进制程的晶圆厂合作机会,国产EDA元年或将就此开启。1byednc

责编:Demi Xia1byednc

(综合整理自: 投中网、TechWeb、东兴证券《中美科技战系列报告之四:电子设计软件EDA是美国限制华为封喉之剑》、前瞻产业研究院资料、知乎用户Forever snow)1byednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 印度抵制“中国造”被打脸,中国手机发售就被抢光 上周,一款中国手机在印度网上平台开售后,短短几分钟内就被抢购一空。印度行业专家认为,这种“抵制中国造”的情绪撑不了几周,因为印度消费者会发现,他们目前并没有其他选择。
  • 中兴量产7nm芯片是误读?目前到底什么水平? 6月20日,中兴紧急发布官方澄清声明,声称“近期多个自媒体针对中兴通讯7nm芯片规模量产,5nm芯片开始导入的信息存在误读,部分报导与事实不符,对公司正常经营造成了困扰和影响。”这到底是怎么一回事呢?中兴是在自相矛盾吗?中兴到底有没有5G芯片的能力?
  • 华为海思员工成香饽饽,小米、展锐狂挖墙脚 面对美国的贸易制裁,有业内人士表示,华为IC芯片设计部门或将出现人才流失现象。目前,一些中国IC设计公司和猎头公司正努力从海思挖人。
  • 关于电源完整性的一课 我们正试图在无线电通讯监控系统中添加一个远距数据输入和显示单元,该系统最近进行了修改,以利用新的8位微处理器技术。我们找到了看似完美的解决方案…但一切不像“想的那么简单”…
  • 中国重新开发MATLAB要多久? 随着哈工大、哈工程MATLAB被禁用的持续发酵,有关MATLAB国产替代的话题成了业内人士的关注焦点。众所周知,想要解决软件依赖问题,最重要的就是要加快替代软件开发,同时规范商用软件市场,让国产软件有发展空间和用武之地。那么开发出国产的MATLAB到底需要多久呢?
  • 三星为何放弃自研CPU?从Exynos 990与对手的差距说起… 想必很多同学也已经听说了,这次 Exynos 990 相比竞争对手依然有差距的事实。这里我将 AnandTech 的一些评论和测试做了综合,分享给各位。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了