华为再次被制裁 中国“芯”何时不闹心？

宋伟

当地时间5月15日，美国商务部下属的工业和安全局（BIS）宣布了一项新的规定——要求厂商将使用了美国的技术或设计的半导体芯片出口给华为时，必须得到美国政府的出口许可证，即使是在美国以外生產的厂商也不例外。这意味着美国再度升级了对华为的制裁，一时间华为被推向舆论的风口浪尖，中国“芯”也成为大家讨论的重点。

时隔一年 华为再次被制裁

这不是华为第一次被美国制裁，早在一年前美国便开始了对华为的制裁。2019年5月16日，美国商务部下属的工业和安全局（BIS）将华为及其非美国附属68家公司纳入“实体清单”。在去年受到制裁的时候，华为并没有像当初中兴那样“立即休克”，反而通过全面启用“备胎”以及之前对于关键器件的大量备货，扛住了美国方面的制裁。一年的制裁时间里，美国并没有击垮华为，华为的各项业务反而顶住了压力，保持了增长。根据华为公布的2019年年报显示，华为全年营收8588亿元，同比增长19.1%，净利润627亿元，同比增长5.6%。智能手机出货2.4亿台，同比增长超过16%。不过面对新一轮的制裁，华为面临的压力似乎更重，它将如何跨过这个坎呢？

这一次被完全“卡住脖子”

为什么大家都说这一次制裁的情况很严重？我们从源头捋一捋。原先美国对于华为的出口管制主要是限制美国厂商向华为提供基于美国技术的产品和服务，同时限制美国本土以外的厂商向华为提供含有源自美国技术超过25%的产品和服务，这里有“25%”的“安全区”，所以之前这对华为海思麒麟相关芯片的生产没有带来太大影响。不过这一次，美国工业和安全局（BIS）针对华为修改了《出口管理条例》中的直接产品规则，华为及其关联公司设计或生产的半导体只要是利用了美国商业控制清单上的软件和技术生产的直接产品都将受到限制。同时，华为及其关联公司即使是利用美国境外某些美国半导体设备生产的直接产品也都将受到限制。可以说美国这一次是完全的制裁，根本不管之前类似“25%”的尺度，这也意味着华为几乎被彻底“卡住脖子”70为什么这样说？通俗点来讲，美国这次的新规一是禁止华为使用美国软件做设计，二是限制在美国以外的代工厂使用美国生产的半导体设备为华为生产芯片。尽管美国表示需要许可证才能进行生产但基本不可能拿到许可证。

依此深挖的话就不得不提芯片制造流程，一般芯片制造都会经过IC设计、晶圆制造、晶圆加工、切割封装、测试等环节，其中晶圆加工中又会经过诸如Clean、炉管、涂光阻、曝光、软/硬烤、显影、去光阻、蚀刻、掺杂、退火、镀铜等工序。华为海思是IC设计企业，而IC设计企业在设计芯片时一般要用到EDA软件，EDA软件涵盖了IC设计、布线、验证和仿真等所有方面，它是集成电路设计必需、也是最重要的软件工具。目前全球EDA产业形成了Synopsys、Cadence和MentorGraphics三巨头垄断的格局，这三大EDA企业占全球市场的份额超过60%，这些EDA公司除了卖license以外，还可提供IP授权（硬核和软核）。除了华为海思，其他大多数厂商都在使用这三大巨头的EDA相关软件，而根据美国新规，华为及其关联公司设计的芯片只要是用了美系厂商的EDA软件来直接设计那么都将会受到限制。

此外，华为海思是Fabless厂商（只设计，不制造芯片），即使其设计的芯片没有用任何美国的软件和技术，也还是需要通过台积电等芯片代工厂来生产。而芯片代工厂如果使用了美国的半导体设备来生产华为的芯片，那么也将受到美国的限制。另外，台积电7nm EUV制程所采用的荷兰ASML光刻机也使用了来自美国的技术（比如光源）或产品，所以未来台积电断供华为也不是没有可能。

华为的后路以及国产能替代吗？

虽然形势很严峻，但是华为也不是没有后路。目前美国商务部针对华为的新规尚未正式实施，并且即便新规正式实施，美国也留下了120天的缓冲期。根据新规，美国商务部称，“为了防止对于使用美国半导体制造设备的外国制造厂造成直接不利的经济影响，这些设备在规则生效日期之前已根据华为设计规范启动了项目的任何生产步骤，只要这些外国生产的物品在生效之日起120天内重新出口、从国外出口或转移（在国内），就不受这些新的许可要求的约束。”也就是说在美国新规正式实施之后，台积电等晶圆代工厂已经根据华为设计规范启动的生产项目，只要这些生产的芯片在新规正式生效120天内交付给华为都不需要向美国申请许可证。这也意味着即使美国新规正式实施，华为也还有120天的缓冲期，华为可利用120天的时间加快备货，维持足够长时间的生存。5月25日据中国台湾媒体报道，目前台积电正在协调高通、AMD等厂商的订单，以拿出生产线给华为。

除了一定的缓冲期，从去年的情况来看，美国往往会给华为发放所谓为期90天的“临时通用执照”，允许华为继续购买美国商品，并且制裁期间会多次延期，这次或许120天缓冲期后也会出现峰回路转的情况。从这方面来看，华为面临的压力暂时没那么大。从长远来看，此次华为事件再次给我们敲响警钟——如果未来没有峰回路转的余地，华为怎么办？国产能否替代？

这里我们以华为海思芯片来大致梳理一下。首先在EDA软件方面，由于EDA软件一般有相对较长时间（比如一年）的授权，所以美国将华为列入实体清单之后，理论上华为目前仍然可使用美系EDA软件来设计芯片，只是后期更新或者授权到期之后得不到支持。另外，目前我国本土EDA企业主要有华大九天、芯禾科技、广立微电子、博达微科技等七家。其中华大九天号称全球唯一能够提供全流程FPD设计解决方案的供应商，获得了大部分知名面板厂的市场份额，而从华大九天董事长刘伟平在2019年举办的第二届中国研究生创“芯”大赛高峰论坛上的演讲也可以推断出，华大九天“个别工具能支持14nm、7nm、5nm”。

晶圆制造方面，我们在这个领域除了台积电，还有中芯国际、华力微电子、华虹宏力等公司，其中中芯国际已经成功掌握FinFET技术，并量产14nm芯片（华为麒麟710A便是由中芯国际代工），其第二代FinFET（12nm工艺）正在稳步推进。不过据中芯国际CEO梁孟松的说法，目前中芯国际无需EUV光刻机也能实现7nm工艺的生产，但是之后的5nm、3nm工艺的芯片制造则必须使用EUV光刻机。这又引出另一个问题：光刻机和蚀刻机能实现国产替代吗？光刻和蚀刻是芯片制造过程中的关键技术，目前光刻机基本被荷兰的ASML公司垄断，而国内光刻技术的发展仍停留在90nm水平（代表厂商是上海微电子），不过我们在蚀刻技术上的进步可观，目前中微半导体已完全自主研发出5nm的蚀刻机，据《第一财经》去年12月的报道，中微蚀刻机已通过台积电5nm工艺的验证，即将进入大规模生产。最后在封测方面，据Trendforce统计，截至去年第三季度，全球封装市场份额前四名分别是中国台湾的日月光（23%）、美国安靠（29%）、中国长电科技（17%）、中国台湾的矽品（13%），其中大陆的封测三强（长电科技、通富微电、华天科技）占30%左右，因此在封测方面我们不用担心。

综合来看，从理论上来说，我们在芯片制造上能够满足国产替代，只不过在制程工艺上或许会落后2-3代。如果我们在光刻技术上没有大的突破，或许我们会在很长时间内停留在7nm或者5nm时代，而从更长远的时间来看，这显然是不利的，值得我们警醒。

国产当自强 教育、投入是关键

就在我们整理这篇文章的时候，5月22日，美国在“实体清单”上又新增了24个中国机构及个人。其实我们不仅应该关注华为，更应该在种种制裁事件中重视我们自身科技水平的发展，特别是芯片行业。如今外部环境面临很大的不确定性，可能我们身边那些熟悉的厂商一不小心就会成为下一个被制裁的对象，所谓打铁还需自身硬，只有我们自身更加强大才不会被处处“卡住脖子”。

当然，我们也欣喜地看到近年来国家政策层面加大了对国产芯片的投入，比如2014年成立国家集成电路产业投资基金（简称“大基金”）就在很大程度上解决了半导体行业的资金短缺问题，目前中芯国际、华大九天等厂商都得到了大基金的支持。除了资金，其实我们更缺的还有人才，这既需要吸引更多华人工程师回国，还应该加大对教育的投入，着重培养更多相关人才。现阶段面对制裁，我们可能会面临一些困难，但我们更应该向前看，更应该认识到这是对中国半导体的一场考验，相信经过每个半导体人的不断努力，我们终将能成功走上自己的半导体之路。