<p>就在几天前，华为消费者业务CEO余承东公开表示，海思麒麟高端芯片Kirin990和Kirin1000系列已成绝唱，这一切的源头都是因为美国的一纸禁令。那么，是什么让特朗普有底气签署这样的禁令？最关键的是华为如何破局？</p><p>今天我们就来探讨一下这三个问题。</p><p class="image-package"><img class="uploaded-img" src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/582890-d24bfa9e40bb7667.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" width="auto" height="auto"/></p><p>现在半导体领域是“一超多强”的格局，美国拥有世界上最大的半导体市场，其半导体行业产值占全世界总产值的47%，是当之无愧的老大。除了美国，韩国三星、海力士的存储芯片占了65%；从80年代起，欧洲的英飞凌、意法半导体、恩智浦，一直都是模拟芯片领域的佼佼者；信越、日立等日本公司，几乎垄断了半导体的上游材料，比如高端光刻胶等；中国台湾则在芯片代工领域独步天下，台积电和联电占据了越60%的市场，日月光等公司还抢下芯片封装测试一半的份额；中国则依托庞大的下游应用市场，近年在芯片设计领域快速发展，华为海思挤进芯片设计前十，设计规模跟上位居世界第二。
</p><p class="image-package"><img class="uploaded-img" src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/582890-042773bdb022df18.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" width="auto" height="auto"/></p><p>从表面上看，储存芯片有韩国，芯片生产代工有中国台湾，模拟芯片有欧洲，再加上华为拥有芯片设计能力，似乎抛开美国攒一台手机也并不是什么难事。现实情况却比这个要复杂得多，抛开政治因素，其他国家或地区能在半导体领域有所建树，背后多多少少都有美国人的影子，或者说是得到美国的认可。</p><p>以台积电为例，台积电最开始的专利技术来自IBM授权，英特尔不光给订单，还对芯片加工的几百道工序，进行手把手指导，美国则通过资本市场，掌握了台积电80%的股份。</p><p>谁的拳头大，谁就有话语权。这是亘古不变的真理，在半导体领域也一样，美国及其盟友日本，拥有三张王牌，分别是设备、材料和设计软件，管控任何一样，都可以让你停工歇菜。</p><p>一、设备：</p><p class="image-package">目前，全球前五大半导体设备厂，其中三家是美国企业，日本的东京电子、荷兰的阿斯麦，好巧不巧，都是喝美国奶长大的，这五家公司加起来，占了全球半导体设备近60%的营收，2019年超过了500亿美元。<img class="uploaded-img" src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/582890-56f4801dd3ebcee2.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" width="auto" height="auto"/></p><p>芯片加工的核心设备包括光刻机、刻蚀机、化学抛光机、离子注入机，以及检测设备等，几乎都被这五家公司垄断，或者说是被美国垄断。</p><p>而美国能实现垄断，除了时间积累上的优势外，还要归功于其高超的工艺技术。</p><p>就荷兰的光刻机来说，其技术核心是极紫外光源，EUV，全球最先进的EUV研发是由美国主导的，由英特尔和美国能源部牵头组件EUV LLC联盟，成员包括摩托罗拉、AMD、IBM，以及能源部下面的三大国家实验室，可以说为了研发EUV，美国把家底都掏出来了。</p><p>在深紫外光DUV时代，日本尼康也是光刻机巨头，但是由于美国视日本半导体为对手，尼康没有拿到EUV的入场券，从此没落。阿斯麦非常懂事，保证55%的零部件会从美国进口，同时接受美国的定期审查。于是阿斯麦成为天选之子，在高端EUV光刻机领域一家独大。</p><p>投桃报李，美国同意阿斯麦收购几家美国公司，包括掩膜技术龙头、紫外光源龙头等，进一步巩固其行业老大的地位，同时，阿斯麦也深深烙下美国的印记。</p><p>二、材料：</p><p>2019年，日本占领了全球半导体材料66%的份额，19种主要材料中，有14种份额超过50%，有好几种核心材料，甚至达到了70%以上。美国不是不想吃下这块肥肉，主要是材料这块，还真得日本人来做，因为半导体材料的“纯度”、“配方”，都需要专注和坚持，在一个捏饭团都能成传奇的国度，最不缺的恰恰是极致的专注和耐心的坚持。</p><p>以硅片为例，半导体硅片纯度要求是11个9，什么概念，相当于两个足球场的面积里，只有一粒沙大小的杂质。如果杂质过多，将直接影响良品率，半导体材料成本极高，上千道工序，每一步的废品率都要做到万分之一，甚至十万分之一，才能保证不亏本。</p><p>在材料生产过程中，为了保证高纯度，就必须使用大量精密测量仪器，能够检测十亿分之一的杂质含量，这就需要其他基础学科的协助，比如光学、化学、物理学等。除此之外，人员的经验，即业内常说的“know-how”，也是至关重要的。</p><p>做到99.99%，努努力是可以实现的，但是如果要做到十个九以上，所付出的努力可能是四个九的百倍千倍，而且可能要花费数年才有可能实现。</p><p>控制住设备和材料，代工厂连议价权都很弱，想要对抗美国的禁令，几乎不可能。美国可以轻易的断了你的粮，甚至砸了你的锅。</p><p>三、设计软件：</p><p>美国除了拿住了生产制造的上游，芯片设计的上游，也牢牢握在美国人手中。</p><p class="image-package">芯片的设计是一件非常复杂的事情，一块芯片动不动就是数以亿计的晶体管，如果要靠人工来完成，根本不可能。所以，设计芯片就必须要用到电子设计自动化软件，也就是EDA来辅助。<img class="uploaded-img" src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/582890-a2e0c3fda560f4df.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" width="auto" height="auto"/></p><p>EDA的核心是知识产权库，即IP库，IP库将经常使用的功能标准化、模块化，设计公司只需要调用即可，不需要重新设计，大大减少了设计难度。2019年，全球芯片IP市场前三强，EDA就占了两个，仅次于ARM。</p><p>除此之外，EDA的仿真功能也是必不可少的，芯片一次流片成本并不低，普通芯片1平方毫米都要十多万人民币，高端芯片一次流片费用更是可能高端数百万美元。</p><p>尴尬的是，我国最大的EDA厂商，华大九天在全球EDA市场仅占1%左右的份额，而美国控制的三大厂商，新思科技、楷登电子、明导科技，则占据了80%以上的市场。</p><p>四、如何破局</p><p>美日在半导体领域曾有一战，美国对日本半导体发起攻击：政治封锁、商业打压、关税逼迫，无所不用其极，同今天对付中国高科技公司的手段如出一辙。但是，美国并没有如愿以偿，虽然日本半导体受到重创，但是日本以退为进，在半导体材料上面，做到了美国人都无法企及的高度。</p><p>寻根探源，是过去30年日本在基础科学领域的突破，日本在三大自然科学领域获得16项诺贝尔奖，其中6个属于化学领域，这才是日本对抗美国的基础。</p><p>任正非曾感叹：过去国家发展工业，主要方法就是砸钱，但是，用钱砸芯片不行，得将钱砸数学家、物理学家、化学家......。只有基础学科突破了，才能赢取下一个时代。</p><p>目前，华为已经有所行动了，前段时间公布的“南泥湾计划”，就是专门研究去美国化的技术方案，并且加速推进不含美国技术的笔电和智慧屏业务。</p><p>抗日战争时期，军队在南泥湾开展的大规模生产活动，目的在于克服经济困难，实现生产自给，坚持持久抗战。如今华为开启半导体的南泥湾计划，剑指半导体全产业链，从基础学科开始，建立中国自己的半导体产业链，工程浩大，非华为一家之力能完成，只能说，前途是光明的，道路是曲折的。</p><p class="image-package">[<img class="uploaded-img" src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/582890-9f12d78320a1435c.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" width="auto" height="auto"/></p><p>
</p><p>参考资料：</p><p>[1] 陈帅/刘芮，远川研究生，谁扼住了华为：美日半导体霸权的三张牌</p><p>[2] 时代周报，麒麟绝版催生B计划 华为挺进“南泥湾”</p><p>
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