暗潮洶涌
9月25日，Arm中國在深圳舉辦的媒體溝通會上表示：華為和海思是Arm長期的合作伙伴，經(jīng)過實體名單之后，已經(jīng)理清，不論是之前的V8架構(gòu)還是以后的V9架構(gòu)，都是基于英國的技術(shù)，Arm與華為和海思的合作，不會受到目前形勢的影響。
除了Arm公開宣布對華為的支持，美國時間24日，高通公司首席執(zhí)行官史蒂夫·莫倫科夫表示，高通非常看好中國在5G領(lǐng)域的領(lǐng)先勢頭，希望繼續(xù)加強與中國伙伴在移動通信領(lǐng)域的戰(zhàn)略合作，共同推動全球5G部署和技術(shù)創(chuàng)新。
今年5月，華為被美國列入“實體名單”，禁止華為在未經(jīng)美國政府批準的情況下從美國企業(yè)獲得元器件和相關(guān)技術(shù)，谷歌、高通、Arm等企業(yè)相繼宣布中止與華為的部分業(yè)務(wù)往來。但近日Arm、高通兩大世界級芯片商又相繼發(fā)聲對華為表示支持，無疑讓華為面臨的處境變得緩和不少。
5月17日，針對美國的壓制，華為海思總裁何庭波的一封“華為總裁凌晨致員工信”讓國人激情澎湃。原來華為在多年前就做出了極限生存的假設(shè)：有一天所有美國的先進芯片和技術(shù)將不可獲得。為了應(yīng)對這個假設(shè)，華為一直在潛心打造“備胎”。這讓大眾明白和了解到華為的高瞻遠矚，居安思危，蟄伏十多年的海思也進入大眾視野。
崛起歷程
任正非曾在2012實驗室指出：“我們在價值平衡上，即使做成功了，（芯片）暫時沒有用，也還是要繼續(xù)做下去。一旦公司出現(xiàn)戰(zhàn)略性的漏洞，我們不是幾百億美金的損失，而是幾千億美金的損失。我們公司積累了這么多的財富，這些財富可能就是因為那一個點，讓別人卡住，最后死掉。……這是公司的戰(zhàn)略旗幟，不能動掉的。”因此，上世紀90年代，在華為還在通信設(shè)備行業(yè)為生存而努力之時，任正非就已經(jīng)意識到芯片的重要性。在1991年，華為就成立了自己的ASIC設(shè)計中心，專門負責(zé)設(shè)計「專用集成電路」（Application－specificintegratedcircuit，ASIC）。
到了2004年，有了一定底氣的華為，在ASIC設(shè)計中心的基礎(chǔ)上，成立了深圳市海思半導(dǎo)體有限公司，也就是——華為海思。海思的英文名是HI－SILICON（HUAWEI－SILICON的縮寫）。因為硅是制造半導(dǎo)體芯片的關(guān)鍵材料，所以硅這個詞也就成了半導(dǎo)體的代名詞。在當(dāng)時的海思主要是為華為的通信設(shè)備研發(fā)芯片，2005年華為就研發(fā)出自己的通信基片，在這個過程中華為也積累了技術(shù)研發(fā)實力和在通信領(lǐng)域芯片的基礎(chǔ)。
到2009年，海思推出第一款手機應(yīng)用處理器——K3V1。這款處理器原本打算賣給山寨機市場與聯(lián)發(fā)科等芯片廠商競爭，華為自身的手機并沒有使用，但因為產(chǎn)品不夠成熟，其研發(fā)成功之時已經(jīng)與當(dāng)時主流芯片形成了足足一代多的性能落差，所以并沒有獲得成功。
在2012年，華為手機芯片首次實現(xiàn)商用，華為K3V2芯片開始使用在自家手機上。但同樣，這款芯片的性能也并不突出，推出后也并沒有產(chǎn)生良好的市場反饋。“平心而論，K3V2雖然是麒麟芯片當(dāng)時較為成熟的一款產(chǎn)品，但相比同時期高通的旗艦處理器仍有明顯差距。”華為高級副總裁艾偉曾這樣表示。
2013年底，華為海思推出麒麟910，這是華為海思第一款手機SoC芯片，但是因為性能和兼容性等方面的原因，并沒有得到市場的認可。
所以時間直到2014年9月，應(yīng)用了麒麟925芯片的MATE7在市場上大獲成功，此時華為麒麟芯片才真正成熟。華為海思生產(chǎn)的手機芯片從這時開始才真正大放光彩。新版的麒麟芯片在華為榮耀多款手機以及P7等手機中開始放量使用。從2004年到2014年，華為海思花了整整十年的時間才開始躋身手機芯片領(lǐng)域主流。
此時，華為海思手機芯片終于趕上了華為手機的發(fā)展步伐。中國手機聯(lián)盟秘書長、芯片媒體集微網(wǎng)的創(chuàng)始人王艷輝曾提出這樣的觀點：前三年（從海思手機芯片首次實現(xiàn)商用到麒麟925芯片的成功）是華為手機拖著麒麟芯片走，后面則反了過來。的確如此，麒麟芯片自麒麟925之后便開始了迅速發(fā)展，后來海思接連推出了為大家所熟知的麒麟930、麒麟960、麒麟970等，產(chǎn)品性能越來越令人稱贊，到目前已經(jīng)推出了麒麟9905G芯片。華為最近宣稱這款麒麟9905G芯片性能已經(jīng)超過蘋果的A13芯片。
艱難困苦
從華為海思在手機芯片領(lǐng)域的發(fā)展歷程來看，經(jīng)歷了十余年的努力研發(fā)和投入，華為海思才在手機芯片領(lǐng)域獲得市場承認，再到如今能夠與蘋果、高通、三星等在手機芯片領(lǐng)域深耕多年的廠商相爭，這背后所需的付出可想而知。
發(fā)展自己的手機芯片技術(shù)需要投入大量資金，而作為需要掙錢的企業(yè)，直接采用國外的技術(shù)必定相對投入少很多，所以許多手機公司會放棄自主研發(fā)這條道路。而華為卻能夠一直堅持走這條必定艱難的道路如此長的時間，正是因為華為意識到獨立自主掌握核心技術(shù)的重要性。
眾所周知，半導(dǎo)體屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，需要大量資金的投入。華為海思的手機芯片能夠發(fā)展起來，很大程度上得益于它背靠華為。一方面是因為海思長時間以來得到了華為持續(xù)性不吝嗇的大量研發(fā)投入，而另外一個重要原因是海思研發(fā)的手機芯片能夠在自家華為手機上使用，不需要其他市場的反饋，自家芯片和移動端的捆綁策略讓兩方都能夠有更大的壓力和責(zé)任，同時也能相輔相成、不斷迭代技術(shù)。
手機芯片的研發(fā)不僅需要投入大量資金，同時也具有很大的風(fēng)險，困難重重。盡管小米在芯片領(lǐng)域的投入已經(jīng)超幾十億，但繼小米發(fā)布澎湃處理器S1后，時隔近兩年的時間澎湃S2依舊沒有發(fā)布的消息，同時用戶對于已發(fā)布處理器的反饋也并不理想，澎湃處理器在研發(fā)方面依舊有很多的不足和缺陷。同樣，芯片巨頭英特爾今年4月份宣布退出手機5G基帶芯片業(yè)務(wù)，英特爾公司首席執(zhí)行官司睿博（BobSwan）表示：“我們對于5G和網(wǎng)絡(luò)‘云化’的機遇感到興奮，但對于智能手機調(diào)制解調(diào)器業(yè)務(wù)而言，顯然已經(jīng)沒有明確的盈利和獲取回報的路徑。”即便是投入巨額資金，每一步發(fā)展策略和方向的選擇也會對后續(xù)產(chǎn)生極大影響，很可能血本無歸。由此可見，華為在芯片研發(fā)這條道路上堅持到現(xiàn)在屬實不易。
亮眼成績
華為海思為大眾熟知，源于華為手機的緣故，但事實上華為海思對于芯片的研發(fā)并不限于手機。在安防領(lǐng)域，海思芯片打敗了德州儀器、博通等，占據(jù)超七成的市場份額；在機頂盒市場，海思打敗意法半導(dǎo)體和高通等，僅次于博通；同樣，電視芯片領(lǐng)域華為海思所占中國電視芯片市場的份額超過五成。
而在手機芯片領(lǐng)域，中國信息通信研究院副總工程師史德年在行業(yè)峰會上曾表示，智能手機核心芯片的國產(chǎn)化率從2014年的11．9％增長到了2018年的23．6％，增長了一倍。同時根據(jù)國金證券研究創(chuàng)新中心的數(shù)據(jù)顯示，由下圖中2018年各主要廠商市場份額可以看出，23．6％的國產(chǎn)化率是由華為海思和紫光展銳兩家廠商貢獻，最主要還是華為海思。在2018年第四季度，由于華為推出了麒麟980芯片，同時華為持續(xù)拉高其海思手機芯片的自用比重，使得海思在第四季度的市場份額出現(xiàn)明顯增長達到了23％的份額。
正是由于華為海思在多個芯片領(lǐng)域取得的突破，根據(jù)ICInsights發(fā)布的報告顯示，在2019年第一季度全球前25強半導(dǎo)體公司中華為海思表現(xiàn)突出，營收達17．55億美元，同比增長41％，排名自去年同期的第25位到今年的14位，同時在全球前15大半導(dǎo)體廠商中業(yè)績增幅最大。
根據(jù)臺灣研究機構(gòu)DIGITIMESResearch發(fā)布的2018年全球前十大無晶圓廠IC設(shè)計公司排行榜單顯示，華為海思位居第五名，前三名廠商分別為新博通、高通、英偉達，第四名為聯(lián)發(fā)科，其中海思在2018年相較2017年的營收增速達到34．2％，同樣位居第一。
由此可見，華為海思近幾年保持較快速發(fā)展，營收規(guī)模不斷增加，市場份額也有逐步擴大趨勢，保持著良好的發(fā)展勢頭。不過，亮眼的成績并不意味著華為海思的手機芯片生產(chǎn)不受國外勢力的影響和阻礙。
前路漫漫
芯片的生產(chǎn)由于技術(shù)的復(fù)雜性，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度專業(yè)化，目前市場產(chǎn)業(yè)鏈主要分為芯片設(shè)計、芯片制造和芯片封裝、測試，然后再到下游應(yīng)用。芯片生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈如下圖所示。
由于產(chǎn)業(yè)鏈的特點，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的商業(yè)模式主要分為兩種，即IDM（IntegratedDeviceManufacture，集成器件制造）模式和垂直分工模式（主要包括Fabless（無晶圓制造的設(shè)計公司）＋Foundry（晶圓代工廠）＋OSAT（封裝測試企業(yè)））。
IDM模式即企業(yè)布局整條芯片產(chǎn)業(yè)鏈，從最初的芯片設(shè)計，到芯片制造，再到芯片封裝測試，最終給市場提供完整的元器件，企業(yè)全部包攬，獨自完成。這種模式在芯片行業(yè)發(fā)展之初廣為流行，但隨著產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，追逐摩爾定律所需要的資金隨著工藝節(jié)點的提升會呈倍數(shù)甚至指數(shù)級增長，越來越多的芯片廠商發(fā)現(xiàn)缺乏足夠的生產(chǎn)規(guī)模將入不敷出，于是這種模式隨著市場的擴大發(fā)展逐漸消退。目前全球僅剩一家純IDM廠商即Intel。
而張忠謀創(chuàng)建的世界上第一家純做芯片制造的工廠（foundry）——臺積電（TSMC）的發(fā)展則對芯片行業(yè)的商業(yè)模式產(chǎn)生了顛覆性影響，使芯片行業(yè)產(chǎn)生了純設(shè)計公司（fabless）＋純芯片代工廠（foundry）的商業(yè)模式。這種模式成功解放了一大批中小型芯片公司，讓它們能夠省下大量的工藝研發(fā)投入，從而專注于芯片設(shè)計，很大程度上提高了芯片的研發(fā)效率，從而促進了芯片產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。
毫無疑問，華為海思是垂直分工模式中的一家從事芯片設(shè)計的半導(dǎo)體公司。華為海思的芯片固然已經(jīng)實力不錯，但要實現(xiàn)技術(shù)的完全獨立自主不受國外勢力的遏制并非易事，以下內(nèi)容將從芯片產(chǎn)業(yè)鏈角度分析華為海思目前可能受國外政策或企業(yè)決策影響的環(huán)節(jié)。
芯片設(shè)計
華為海思專注于芯片設(shè)計領(lǐng)域且取得了卓越成果，但華為海思的芯片設(shè)計也并非能完全獨立自主。
像全世界很多企業(yè)如蘋果、高通等一樣，華為也購買了ARM的授權(quán)。ARM的商業(yè)模式就是出售IP（IntellectualProperty，知識產(chǎn)權(quán)）授權(quán)，收取一次性技術(shù)授權(quán)費用和版稅提成。華為的芯片設(shè)計均需要向ARM公司獲取授權(quán)。盡管華為已經(jīng)獲得最新ArmV8架構(gòu)／指令集層級的永久授權(quán)，擁有在ArmV8架構(gòu)上獨立開發(fā)32／64位處理器的基礎(chǔ)條件，但若ARM終止架構(gòu)升級后對華為的授權(quán)，可能會導(dǎo)致華為在技術(shù)方面相對落后于其他企業(yè)。同時，對于現(xiàn)在的市場格局來說，許多軟件都是基于ARM指令集的，已經(jīng)形成生態(tài)，華為若脫離生態(tài)生產(chǎn)芯片也是很難融入市場的。
而對于設(shè)計芯片使用的EDA軟件工具，目前行業(yè)已被國外公司高度壟斷，據(jù)公開資料顯示，前3家EDA公司（Synopsys、Cadence及Mentor）壟斷了中國本土芯片設(shè)計95％以上的市場。即便目前國內(nèi)的EDA廠商同樣發(fā)展迅速，但這些廠商中目前依然存在缺乏全面支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力、產(chǎn)品不全、與先進工藝結(jié)合存在不足等問題。因此從短期內(nèi)來看，華為海思的芯片設(shè)計使用工具依舊需要依賴于國外公司。
芯片制造
華為海思專注于芯片設(shè)計，芯片的制造以及封裝測試要依靠這些領(lǐng)域的高度專業(yè)化企業(yè)來完成。
臺積電是現(xiàn)今芯片代工領(lǐng)域最大的企業(yè)，根據(jù)ICInsights數(shù)據(jù)顯示，臺積電所占市場份額達到54．39％，第二名的三星僅占14．4％，而國內(nèi)發(fā)展最好的企業(yè)中芯國際排名第五，其市場份額僅占據(jù)5．34％。臺積電目前的地位對于華為來說具有不可替代性。國內(nèi)企業(yè)中芯國際目前的技術(shù)和臺積電尚有很大差距，例如臺積電已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)7納米芯片的量產(chǎn)，而中芯國際只能完成14納米級，12納米工藝才剛進入客戶導(dǎo)入階段，即如果華為選擇讓中芯國際代工高端芯片，相當(dāng)于時間退后了幾年。
即便臺積電已經(jīng)兩次回應(yīng)會繼續(xù)供貨于華為，不過依然存在風(fēng)險。美國政府的規(guī)定是無論制造地是否在美國，所有銷售給華為的產(chǎn)品當(dāng)中，涵蓋硬件、軟件等的美國技術(shù)含量不能超過25％。但是由于進行生產(chǎn)的機臺設(shè)備單價高且以美商居多，如果把這些都算進去可能會超過25％。同時，雖然臺積電是臺灣本土企業(yè)，但荷資和美資控股達八成以上，臺積電可能會受美國施壓的影響。
在芯片的生產(chǎn)原料方面，例如對于二氧化硅的提純，用于做太陽能發(fā)電的低純度硅我們可以做到出口，但對于能達到電子級別的極高純度材料則幾乎完全依賴進口。在芯片生產(chǎn)設(shè)備方面，例如芯片生產(chǎn)中一個很重要的設(shè)備就是光刻機，然而在全球范圍內(nèi)生產(chǎn)光刻機的企業(yè)極少，而荷蘭的ASML公司在行業(yè)中占據(jù)絕對的霸主地位，這對于想要獨立自主實現(xiàn)芯片生產(chǎn)的中國企業(yè)來說同樣是一個難以逾越的瓶頸。
芯片封裝、測試
而相比于設(shè)計和制造，封裝測試是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)門檻最低的環(huán)節(jié)。在封裝測試方面，由于封測的技術(shù)含量相對較低，國內(nèi)企業(yè)也是最早以此為切入點進入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)封測企業(yè)近些年獲得了良好發(fā)展，目前技術(shù)實力和銷售已進入世界第一梯隊。2018年國內(nèi)企業(yè)巨頭長電科技、華天科技、通富微電在全球行業(yè)中分別排名第三、第六、第七。因此，在這個領(lǐng)域，目前國內(nèi)的企業(yè)發(fā)展程度基本能夠支撐國內(nèi)芯片封測需求。
展望
至暗時刻也許就是曙光之時。美國的壓制，或許能讓國產(chǎn)芯片受到更多的重視，也會給國產(chǎn)芯片更多被市場接納的機會，同時促使國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)不再習(xí)慣于依賴國外技術(shù)而奮力發(fā)展自身核心技術(shù)。倘若能夠投入足夠多的資源，吸引更多的一流人才進入這個領(lǐng)域，伴隨著時間的發(fā)展，國產(chǎn)芯片的發(fā)展?jié)摿o窮。
中國的芯片產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)獨立自主，的確依舊有很長的路要走。ASML的成功并非一蹴而就，而是經(jīng)過西方無數(shù)寡頭和財團的鼎力支持和投資才形成如今的行業(yè)地位。英特爾能夠維持IDM模式的原因也是在于它較為單一的產(chǎn)品線（幾乎只生產(chǎn)CPU）。大部分半導(dǎo)體企業(yè)，基本沒有能力形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，這就導(dǎo)致大多數(shù)半導(dǎo)體企業(yè)習(xí)慣了分工合作的生產(chǎn)鏈條并對其產(chǎn)生強烈的依賴性。對于中國的芯片產(chǎn)業(yè)同樣如此，雖然在各分工領(lǐng)域中國的芯片企業(yè)并不算完全空白，但中國芯片目前仍強烈依賴于全球化的分工合作，在實現(xiàn)獨立自主道路上任重道遠。
對于華為來說，投入大量資源自研芯片，未雨綢繆，預(yù)防被國外技術(shù)卡脖子無疑是一個正確的決定。目前對于海思，對于國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)，對于國家，在發(fā)展國產(chǎn)芯片的道路上我們?nèi)杂泻荛L的路要堅持，我們不僅需要掌握更多的核心技術(shù)，還需要更多的本國芯片企業(yè)，更需要構(gòu)建更完整的芯片生態(tài)。我們需要更多的華為海思，需要更多具有社會責(zé)任意識的企業(yè)來共同構(gòu)建良好的國內(nèi)行業(yè)生態(tài)環(huán)境。發(fā)展科技沒有捷徑，我國的科技發(fā)展相較西方國家起步晚，唯有踏踏實實付出和投入，才能讓我們更加接近建設(shè)世界科技強國的夢想。