三星为华为代工 5G 芯片的可能性有多大

三星为华为代工 5G 芯片的可能性有多大

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前言

美商务部当地时间 5 月 15 日发布声明称,全面限制华为购买采用美国软件和技术生产的半导体,这意味着全世界所有采用美国技术和设备的公司,只要帮助华为生产产品,就必须得到美国政府的批准。在美国禁令的步步紧逼之下,华为先进制程芯片货源也日益严峻起来。

悲观地讲,这次的制裁对华为来说属于根本性打击,在手机端芯片应用上,今年 9 月即将发布的 5nm 制程的麒麟 1000 系列很大可能成为未来一段时间华为最后一款旗舰级芯片。而所幸的是,目前只有手机端的芯片需要如此精密的制程,如电视、基站等其它芯片受到影响略小一些。

三星为华为代工 5G 芯片的可能性

此前,有消息传出华为利用最后 120 天的窗口期,紧急向台积电追加 7 亿美元订单,产品涵盖 5nm 及 7nm 制程,而台积电方面则加紧为华为赶工芯片,只是这些说法存在着很大的不确定性,台积电也在上周的股东大会上表示:希望不会受到影响,如果无法向华为出售芯片,将尽快填补订单缺口(苹果、高通被曝均向台积电追加了订单)。
除了台积电,华为这段时间一直被传与其他可能的供应商接洽,比如《日本经济新闻》曾报道「华为欲规避制裁通过联发科采购台积电芯片」。对此,联发科技官方微博发表声明如下:

台积电、联发科事件过去之后,业界又开始传言三星将为华为 5G 基站芯片代工,这其中的关键问题不是谁与谁联手,而是:是否存在一条“去美国化”的芯片生产线以及这条生产线是否可以生产先进制程的芯片(目前普遍需要的是 7nm 和 5nm 制程)?

6 月 14 日,据 Asia Times 报道,在美国颁布禁止向华为出售芯片的禁令之后,不少芯片制造商已经把美国设备从生产线上移除,以便能够维持其在芯片购买大国——中国的市场份额,这其中也包括三星。

三星是继台积电之后全球最大的存储器和芯片制造商,据知情人士称,三星已经建立了一条仅使用日本和欧洲芯片制造设备的 7nm 芯片小型生产线

Asia Times 也曾在 5 月 30 日报道过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的 5G 设备生产先进制程的芯片,而华为实际上会将其在智能手机市场上的大量份额让给三星,报道认为,相比于华为的核心电信设备业务,其智能手机部门的利润率较低。

然而,从华为公布的《2019 年年度报告》显示,2019 年,华为的销售收入为 8588 亿元人民币,其中消费者业务销售收入为 4673 亿元,占总销售收入的 54.4%。在华为消费者业务线中,手机产品是这其中最重要的一环,是华为现金流的关键来源之一。

在华为财报会上,轮值董事长徐直军也表示,“在 2019 年,我们来自于 5G 的收入只有 30 多亿美金,这和华为整体收入相比占比非常小。”因此也就不难分析出,华为至少在目前还不打算将消费者业务出让给三星。业界人士也表示“出让手机市场份额”的说法可信度不高。

此外,台积电和韩国三星公司是世界上唯一可以生产且可以量产 7nm 芯片的制造商,三星、台积电确实有可能打造出一条不含美系半导体设备的生产线,但是想在短短几个月时间内打造出这样一条能生产 7nm 甚至是更先进制程的不含美系设备的芯片生产线,并不现实。

同时,在台积电的股东大会上,刘德音也明确表态:“大国对抗有很多产品限制,台积电会遵守相关法规法律限制。台积电也在用很多美国设备,短期不会改变。”这也传递出了台积电短期不会舍弃美国设备重组新的生产线的讯息。

基于以上,有中国分析师表示,华为与三星达成交易的可能性为五成。

代工什么时候是个头

之所以会有以上猜测,主要是因为华为在被美国禁令掣肘后,一直没有找到完美的解决方案。无论是找三星代工还是台积电代工生产芯片,生产线上都有大量的美系设备,都并非长久之计。那么,为什么多年来,我国企业明知芯片极为重要,但却一直依赖国外设备而没有真正走上自研之路呢?

根据 SEMI 2018 年的数据显示,全球前五大设备厂商占据了全球半导体设备市场 65% 的市场份额。其中,美国应用材料(AMAT)公司以 17.27% 市场份额排名第一,美国泛林集团(Lam Research,又称拉姆研究)以 13.45% 的市场份额排名第四,美国科天(KLA-Tencor)以 5.19% 的份额排名第五,三家合计占了全球 36.31% 的市场份额。

在光刻机上,目前全球只有荷兰 ASML 公司的 NXE:3400C 光刻机能生产出 5nm 和 7nm 先进制程芯片。今年早些时候,荷兰 ASML 公司向中芯国际交付了一台光刻机,这台光刻机于 3 月 6 日正式抵达我国深圳,但另外一台能够支持 7nm 芯片生产的 EUV 光刻机却迟迟未能交付(有消息表示受到了美国方面的干扰),也就是说,生产芯片最重要的这些设备均出自其他国家,这让国内芯片代工厂的处境比较艰难,这或许也可以解释为什么台积电选择赴美建厂,这可以拉近其和设备供应商之间的距离。

在上述公司中,ASML 在光刻机设备方面形成寡头垄断。应用材料、东京电子和泛林集团是提供等离子体刻蚀和薄膜沉积等工艺设备的三强,科天半导体是检测设备的龙头企业。

其次,芯片研发很烧钱。半导体是一个极其烧钱的行业,每一次纳米工艺的进步,成本都以几何倍增长。圆晶的成本随着制程工艺的演进不断提升,比如 13nm 制程有六层金属,5nm 最少有 14 层金属。产品原材料费用的几何倍增长,也让很多企业望而却步,放弃自研生产转而进口。

这是中芯国际在准备科创板上市过程提交的公开材料。中芯国际表示,目前 14 纳米制程技术处于产能和产量稳步爬升阶段,报告期内产品毛利率为正。而 28 纳米产品毛利率为负,主要原因有二:一方面是行业供求关系影响下,2018 年和 2019 年全球 28 纳米制程市场出现产能过剩,28nm 晶圆代工平均单价于 2018 年较 2017 年有所下滑,2019 年较 2018 年有所上升,但仍低于 2017 年的平均单价;另一方面是受到折旧压力影响。

为追赶先进技术制程,中芯国际近三年来持续加大研发投入。在其他晶圆代工厂研发费用占营收不到 10% 的情况下,中芯国际的研发费用比率从 2017 年的 17% 提升至 2019 年的 22%。其中,14 纳米及以下制程研发项目在过去三年的研发支出明显加大,分别录得 10.86 亿元、28.48 亿元及 33.18 亿元,占总研发比别为 30.36%、63.71% 及 69.94%。

如果对照这张制程工艺的量产时间表,不难猜测其他芯片供应商在研究先进制程上的研发投入也是相当巨大的。

5G 发展的前半程,美国失了先机

在美国的这一系列操作中,「自身 5G 发展滞后而又不希望其他国家的供应商插手」成为了其打击华为的原因之一。

当全球都在如火如荼发展 5G 技术时,美国并没有走在前列。2019 年 7 月,美国《华尔街日报》作家乔安娜·斯特恩曾前往美国多个城市体验当时的 5G 水平。斯特恩利用手机对美国四大通信运营商(Verizon、AT&T、T-Mobile 和 Sprint)进行了测试,除个别运营商的速度真的很快之外,斯特恩发现,一旦在美国连上 5G 信号,最好不要动,也别进室内,因为这些都会影响手机接收 5G 信号。

而造成美国 5G 技术水平落后的原因,主要有以下几点:

第一、美国迎接 5G 的方式『与众不同』。频谱部署非常关键,全球基本采用两种方法部署 5G,第一种方法是中低频部署,具体来说,主要是在 3GHz 和 4GHz 频段。第二种方法是高频部署,即在 24GHz 到 300GHz 之间的频段。传统上,无线服务的最佳区域被认为是低频段或中频段,即 600 MHz 和 3 GHz 之间,因为它们发出的信号很远、用电少且覆盖面广。而美国却『孤身一人』专注于高频频谱的 5G 技术开发,最终导致开发成本过高,互操性差,难以与其他国家 5G 技术接轨。

第二、美国通信运营商部署能力不足。相比于美国,我国三大通信运营商在 5G 上的发力要更加迅猛。中国移动于 2018 年底进行了 5G 外场测试,2019 年试商用,2020 年实现正式商业服务;中国联通于 2020 年推出 5G 商业服务但逐步推广,与 4G 长期共存;中国电信于 2017 至 2018 年在户外进行 5G 测试,2019 年商业试用,2020 年 5G 进行规模化推广,并与 4G 共存一段时间。截至 2020 年 2 月,全球超过 50% 的 5G 站点在中国,超过 50% 以上的终端模组在中国,超过 50% 以上的 5G 用户在中国。国内三大运营商在超过 4000 个组织中推进 5G 相关行业信息化解决方案试点或商用。反观美国:

  • AT&T 于 2018 年 12 月,在 12 个城市宣布发布 5G 业务;2019 年 6 月,AT&T 宣布提供 5G 移动智能手机服务;截至 2019 年 10 月,AT&T 已经在美国 20 个城市发布 5G。
  • Verizon 于 2018 年 10 月,在 4 个城市发布 5G 家庭宽带;2019 年 4 月,在 2 个城市提供 5G 智能手机业务;2019 年 10 月,在 13 个城市发布 5G,在 13 个 NFL 球场基于毫米波建设 5G 网络。
  • Sprint 于 2019 年 5 月,5G 在 4 个城市商用;到 2019 年 10 月,在 9 个城市发布 2.6GHz 网络部署。
  • T-Mobile 于 2019 年 6 月,在 6 城市发布基于毫米波的 5G 网络。

因为地广人稀,美国四大运营商的网络覆盖图在美国中西部地区有着巨大的无网空白。运营商铺设基站的投入回报比太低,因此私营运营商不愿在人烟稀少的山区或者荒野部署 5G 基站,这也成为了美国 5G 网络覆盖率低的主要原因之一。

第三、美国在 5G 标准的制定上与全球割裂。根据研究和咨询公司 Strategy Analytics 的最新报告,华为在端到端 5G 标准方面的总体贡献比世界上任何其他公司都高。据 Light Reading 2019 年报道称,Sprint、AT&T 和 FirstNet 的高管甚至没有参加在中国深圳举行的 3GPP 标准制定会议。业界人士和政府官员表示,标准制定会议制定了 5G 协议和技术规范,让不同公司的设备能够顺利地协同工作。而在 5G 技术标准制定会议上,华为获得了更大的话语权,美国的工程师们则保持沉默甚至缺席的行为,让美国处于不利地位。

华为在 5G 领域的开疆扩土,让美国意识到了危机,这也让美国决定搞起技术封锁。

北京时间 6 月 16 日,美国商务部确定允许美国公司与华为讨论制定下一代 5G 网络的技术标准。去年 5 月,美国商务部以国家安全为由,将华为等中国公司列入『实体管制清单』,美国部分工程师也停止与华为共同讨论制定 5G 技术标准,这项限制让美国科技公司无法确定能与华为共享哪些技术和信息。考虑到华为在 5G 标准制定中的重要位置以及目前的技术实力,本次规则有所变动更大程度上是美国的自救,防止在 5G 的发展中被完全关在门外。

参考文章

  1. Commerce Addresses Huawei’s Efforts to Undermine Entity List
  2. 2019年全球光刻机市场分析
  3. 2019年中国光刻机行业市场现状、行业格局及发展趋势分析

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最后更新于:2020-06-20 21:58:36

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