华为如何绕过美国芯片禁令

业内消息人士称,如果涉及美国设备或软件,美国禁止外国公司向华为技术出售芯片的禁令将破坏美国在全球半导体设备市场已经弱化的地位。

芯片制造商将把美国的设备从生产线上移开,以维持在全球最大半导体购买国中国的市场份额。

三星是继台积电之后全球最大的存储器和逻辑芯片制造商,三星已经建立了一条仅使用日本和欧洲芯片制造设备的顶级7纳米芯片小型生产线。

荷兰ASML公司是在7纳米芯片上生产微型晶体管所需的极紫外(EUV)光刻机的唯一供应商,这种芯片可以在一个指甲大小的硅片上容纳100亿个晶体管。日本Lasertec公司的芯片测试机每台售价4000万美元,被认为是市场上最好的。

据我5月20日在亚洲时报(Asia Times)报道,三星和华为正在考虑一项协议,根据该协议,这家韩国巨头将为华为5G设备制造先进芯片,华为实际上将把大量智能手机市场份额拱手让给三星。手机是三星的旗舰业务,但对华为的利润贡献相对较小,华为的核心业务仍然是电信设备。

禁止“不可接受的”

韩国对中国的出口几乎是对美国的两倍,而且韩国依赖中国来约束反复无常的朝鲜政权。据业内消息人士称,首尔对华盛顿表示,禁止向华为和其他中国公司销售美国设备制造的芯片是“不可接受的”。

与三星达成的协议为华为绕开美国商务部的禁令提供了一条途径,相关细节预计将于7月中旬公布。另一种解决办法(已在进行中)是一系列改善中国本土半导体设备行业的“曼哈顿计划”。中国半导体设备行业目前排名第四,仅次于美国、欧洲和日本。

华为有合同安装60万个5G移动宽带基站,由其海思子公司设计、台积电在台湾制造的专用芯片提供动力。这家中国公司可能有一年半的芯片库存。它或许能够用国产芯片填补基站的空白。

中国缺乏生产最先进的7纳米和更小芯片的能力,尽管其旗舰制造商半导体制造国际公司(SMIC)承诺在今年年底前实现7纳米生产。如果中芯国际向华为出售用美国设备制造的芯片,可能会受到美国的制裁,包括停止进一步的设备销售。

关键问题是中国能以多快的速度建立其国内芯片制造能力。当特朗普政府在2018年4月切断高通芯片对中国手机制造商中兴通讯的销售时,中兴通讯实际上已经关闭。

 

需要多长时间?

不过,到次年12月,华为已经发布了自己的高端手机用麒麟芯片,以及高性能服务器用的Ascend芯片。两者均由台积电制造。华为推出自己设计的产品的速度令美国政府感到惊讶,互联网上所有半导体聊天室都在讨论的一个问题是,中国还需要多长时间才能在半导体制造设备方面取得同样的成就。

美国公司如LAM Research和Applied Materials在复杂生产过程的几个部分仍占有最大的市场份额,但在制造的每个阶段,日本、欧洲和中国的设备制造商都提供可用的替代品。荷兰的ASML公司是芯片制造行业中唯一真正的垄断者,也就是EUV光刻机。

EE Times的一份报告就芯片制造过程的11个阶段对领先的设备供应商进行了排名。“尽管在没有美国设备的情况下,理论上建立一条半导体生产线是可行的,但日本、欧洲乃至中国国内的设备在许多领域并不领先。”

中国本土半导体设备公司之所以落后于美国竞争对手,是因为中国没有费心建设该行业。作为等离子蚀刻机的领头羊,Applied Materials预计今年将投入3.6亿美元的资本支出。

与其实力最接近的中国竞争对手——先进微加工设备公司,将花费前者的十分之一。在中国“2025年制造”的国内半导体制造计划中,国产设备被赋予了较低的优先地位,因为购买美国、日本和欧洲的机器比大量投资于国内替代品更便宜。

 

招募专家

美国商务部禁止外国制造商向华为销售芯片(如果是用美国设备生产的话)改变了一切。

预计美国芯片销售将受到限制,中国已经招募了近十分之一的台湾芯片工程师。《日经》2019年12月3日报道:“据台湾《商业周刊》报道,已有3000多名半导体工程师离开台湾,前往大陆公司任职。台湾经济研究所(Taiwan Institute of Economic Research)的分析师表示,这一数字似乎是准确的。这相当于台湾约4万名从事半导体研发的工程师中的近十分之一。”

由于人工智能在生产过程中的应用,制造世界级半导体设备的学习曲线可能会急剧陡峭,而中国在这一领域拥有强大甚至领先的地位。知识产权不是芯片制造的障碍;问题在于,这涉及到数百个不同的过程,而每一个过程都需要极高的精确度。但是人工智能可以加快速度。

据LAM子公司Coventor的首席技术官David Fried说:“该设备有传感器,可以分析工具操作的数据,监控晶圆工艺。例如,传感器和数据日志正在收集晶圆到哪个chamber、机器人手臂在哪个时间点的位置等信息。

“所有的数据都必须进入一个系统,以便实时收集和分析。这只是一件设备。在工厂里,有很多这样的设备,还有很多其他设备和不同的流程。这是一个巨大的大数据挑战,你真正想开始做的是学习这些数据。”

已经过时了

目前尚不清楚中国能以多快的速度在国内制造出替代美国设备的产品,但它拥有来自台湾的全球最好的芯片工程师,以及在最先进的工业研究方法方面的专长。大数据模拟可以将工业实验的速度提高100倍,并降低成本。

 

台积电是世界上最先进的芯片制造商,美国政府对台积电宣布斥资120亿美元在亚利桑那州兴建一家制造厂的计划表示欢迎,认为这是美国高科技产品回流的重要一步。行业分析师认为,台积电在美国制造芯片的承诺充其量也只是试探性的。

新工厂每月只生产2万片晶圆,仅为苹果要求的一半,还不足以挑战台湾本土产业。此外,台积电将于2024年开始生产的5纳米芯片在工厂开业时就已经过时。台积电正在台湾投资3纳米产能。

从美国国家安全的角度来看,台湾一家敏感军事用途的芯片制造商并不安全。台湾与大陆的密切接触,台湾与大陆的密切接触为大陆渗透台积电的任何工厂创造了广泛的机会。

美国的共识认为,特朗普政府宣称对使用美国设备制造的芯片进行域外控制,至少会暂时取得成功。《华尔街日报》编辑本周写道:

“其他国家可能面临更艰难的选择。东南亚地区依赖华为业务的代工厂可能会对受制于美国治外法权的规定感到不满,其中一个风险是,这些国家的政府被推到离北京更近的地方。华为还将加快努力,利用自己的专有技术制造芯片,并实现更快的技术飞跃。

一些人质疑美国能否在一个分散在世界各地的复杂行业实施销售禁令。然而,美国对伊朗制裁的成功,凸显了华盛顿在高度优先考虑的情况下监控全球交易的能力。由于美国在半导体领域的领先地位可以追溯到20世纪,美国法律仍然是最精密微芯片的守门人,华盛顿可能会阻止中国在技术上与美国平起平坐——就目前而言。”

今年早些时候,国防部介入,阻止了政府5月份通过的商务部提案。美国的卓越地位面临着巨大的风险。美国在半导体制造业的领导地位在光刻技术(生产过程中最困难的部分)已经成为过去,而且在其他领域的领导地位正在下滑。

芯片禁令给了世界规避美国的巨大动力,加大了音乐停止时美国而非中国将无处可坐的风险。(注:此处应为抢椅子游戏)。

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