華為“塔山計劃”被辟謠:去美國化45/28nm生產(chǎn)線可行嗎?
8月12日,有微博博主爆料稱,華為已在內(nèi)部正式啟動“塔山計劃”,并且已經(jīng)開始與國內(nèi)相關(guān)企業(yè)合作,預(yù)備建設(shè)一條完全沒有美國技術(shù)的45nm的芯片生產(chǎn)線,該條生產(chǎn)線預(yù)計年內(nèi)建成。同時還在探索合作建立28nm的自主技術(shù)芯片生產(chǎn)線。但是這個消息很快被華為海思內(nèi)部人士辟謠。
(塔山阻擊戰(zhàn),是解放戰(zhàn)爭時期,中國人民解放軍東北野戰(zhàn)軍第4、第11縱隊等部在遼沈戰(zhàn)役中,為保障主力奪取錦州,于遼寧省錦州西南塔山地區(qū)對增援錦州的國民黨軍所進行的防御作戰(zhàn)。)
華為開啟半導(dǎo)體“塔山計劃”,去美化的45nm產(chǎn)線年內(nèi)建成?
據(jù)網(wǎng)上流傳的資料顯示,這項計劃的戰(zhàn)略目標非常明確,即要突破包括EDA設(shè)計、材料、材料的生產(chǎn)制造、工藝、設(shè)計、半導(dǎo)體制造、芯片封測等在內(nèi)的各個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),實現(xiàn)半導(dǎo)體技術(shù)的全面自主可控。
據(jù)網(wǎng)上流傳出的資料顯示,第一批入圍計劃的公司有16家。第一批入選公司清單包括上海微電子、沈陽芯源(芯源微)、盛美、北方華創(chuàng)、中微、沈陽拓荊、沈陽中科(中科儀)、成都南科、華海清科、北京中科信、上海凱世通(萬業(yè)企業(yè))、中科飛測、上海睿勵、上海精測(精測電子)、科益虹源、中科晶源。
雖然,這個傳聞似乎是有板有眼,而且還列出了詳細的合作企業(yè)的名單,也都是知名的國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商以及關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)鍵零部件供應(yīng)商,但是這則傳聞并不靠譜。
當然,這里說的“不靠譜”,并不是說華為聯(lián)合國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商,不可能打造出一條完全沒有美國技術(shù)的45nm的芯片生產(chǎn)線,而是說,想要打造出這樣一條產(chǎn)線的難度很高,需要很長的時間,現(xiàn)在已經(jīng)是8月了,想要在年內(nèi)建成是不可能的。
而根據(jù)澎湃新聞報道,華為海思相關(guān)人士否認了該消息,稱內(nèi)部沒聽說“塔山計劃”,周圍同事均表示不知情。
另外,我們也采訪了一些在名單上的企業(yè),多家企業(yè)也均表示對此事不知情。
目前,該爆料博主也已刪除微博。
打造去美化45/28nm產(chǎn)線是否可行?
我們且不論華為內(nèi)部是否真的有打造不含美系技術(shù)的半導(dǎo)體產(chǎn)線的“塔山計劃”,我們來分析下華為打造一條不含美系技術(shù)的45nm產(chǎn)線的可能性。
在今年5月15日,美國針對華為升級了禁令,禁止華為使用美國的軟件和技術(shù)來設(shè)計芯片,同時禁止芯片代工廠使用美系設(shè)備為華為代工芯片。因此,華為要想繼續(xù)實現(xiàn)自研芯片的生產(chǎn),那么就必須要有不含美系設(shè)備的產(chǎn)線。
雖然華為目前可以采用第三方的芯片來替代自研芯片,以此來維持正常運轉(zhuǎn),但是自研芯片制造受限,無疑等于是廢了“內(nèi)功”,所以華為自身完全有打造不含美系技術(shù)的半導(dǎo)體產(chǎn)線的需求。
相對于目前手機處理器即將進入5nm制程工藝,但是在物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)、新型存儲等眾多市場,28nm仍是比較主流的制程工藝節(jié)點。而且28nm以下的40/45/65nm也有著較大的市場。
從全球第一大晶圓代工廠臺積電的2020年第二季度的營收占比來看,目前28nm占比仍有14%。而其28nm及以上制程工藝的總體占比更是高達45%。
但是不管怎樣,要想打造一條不含美系技術(shù)的半導(dǎo)體產(chǎn)線,并不是一件簡單的事,即使是相對落后的45nm工藝產(chǎn)線,也是有著很大的挑戰(zhàn)。
目前美系半導(dǎo)體設(shè)備廠商在整個半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)有著舉足輕重的地位。
在全球前五大設(shè)備廠商當中,美國應(yīng)用材料(AMA)公司以17.72%市場份額排名第一,美國泛林集團(Lam Research,又稱拉姆研究)以13.4%的市場份額排名第四,美國科磊(KLA-Tencor)以5.19%的份額排名第五,三家合計占了全球36.31%的市場份額。此外,美國泰瑞達則排名第八。
從半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié)所涉及的各類關(guān)鍵設(shè)備來看,美國的四大半導(dǎo)體設(shè)備廠商應(yīng)用材料、泛林集團、科磊和泰瑞達覆蓋了除光刻機、涂膠顯影設(shè)備之外的絕大多數(shù)半導(dǎo)體設(shè)備。
而除了這四大美國的半導(dǎo)體廠商之外,在2019年前十五大半導(dǎo)體設(shè)備廠商的排名當中,還有八家是來自日本的半導(dǎo)體廠商,這也足見日本半導(dǎo)體設(shè)備廠商的整體實力之強。
但是,眾所周知,日本政府一向是唯美國馬首是瞻,同樣,日本半導(dǎo)體設(shè)備廠商也很難會冒著觸怒美國政府的風險來提供設(shè)備幫助華為建不含美系設(shè)備的半導(dǎo)體生產(chǎn)線。
比如,福建晉華和華為相繼被美國列入“實體清單”之后,日本的東京電子就曾直接表示:“那些被禁止與應(yīng)用材料和泛林做生意的中國客戶,我們也不會跟他們有業(yè)務(wù)往來。”
顯然,華為如果真的要自建或者希望國內(nèi)的某晶圓廠配合打造不含美系設(shè)備的半導(dǎo)體產(chǎn)線,無法依靠在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域同樣比較強勢的日系半導(dǎo)體設(shè)備廠商。這也意味著華為打造不含美系設(shè)備的半導(dǎo)體產(chǎn)線,只能依靠國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商。
雖然目前國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商在刻蝕機、PVD、CVD、清洗機、氧化/退火設(shè)備等方面,已經(jīng)可以進行一些國產(chǎn)替代(主要還是集中在28nm及以上制程),但與國外仍有一定差距,即使是打造一條45nm的半導(dǎo)體生產(chǎn)線,要想完全避開美國的半導(dǎo)體設(shè)備也并非易事。
要知道半導(dǎo)體制造需要七大類的生產(chǎn)設(shè)備,包括:擴散爐、光刻機、刻蝕機、離子注入機、薄膜沉積設(shè)備(包括PECVD、LPCVD、ALD等)、化學機械拋光機、清洗機等。如果細分來看,再加上其他相關(guān)的測試設(shè)備,整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能要用到幾十種不同類型的設(shè)備。只要其中一種設(shè)備無法實現(xiàn)去美化,那么打造去美化的產(chǎn)線就無法實現(xiàn)。
而且需要指出的是,即使是國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備或者是歐洲廠商的半導(dǎo)體設(shè)備,其中如果某些零部件或者系統(tǒng)軟件是來源于美國的,那么其設(shè)備可能就無法被用來為華為制造芯片。比如荷蘭ASML的光刻機的光源系統(tǒng)主要就來自于美國的Cymer,雖然其已被ASML收購,但是該部門的研發(fā)仍然是在美國。
也就是說,這個去美化的生產(chǎn)線,不僅僅是要求半導(dǎo)體設(shè)備的供應(yīng)商不能是美系廠商,而且所有設(shè)備當中的器件和軟件來源也應(yīng)該是非美系的。這也意味著,整個半導(dǎo)體產(chǎn)線需要實現(xiàn)100%的“去美化”。顯然,這是極為困難的。
即使國內(nèi)有很多半導(dǎo)體設(shè)備廠商的設(shè)備都可以被用于45nm、28nm甚至是先進工藝制程的產(chǎn)線,但是要想被用來為華為制造芯片,還需要排除掉來自美國的零部件和技術(shù),這也對國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商提出了新的挑戰(zhàn)。
所以,即便是打造一條比較落后的45nm、28nm工藝的不含美系技術(shù)的半導(dǎo)體產(chǎn)線,也依然是困難重重,短期內(nèi)是不太可能實現(xiàn)的,可能需要數(shù)年時間。
但是對于華為來說,如果要保住核心競爭力—;—;自研芯片,那么自建或者聯(lián)合國內(nèi)晶圓廠打造不含美系技術(shù)的產(chǎn)線則是勢在必行。
華為自建產(chǎn)線將面臨半導(dǎo)體材料來源問題
另外還有一個問題,雖然美國今年5月升級的針對華為的禁令并未提及半導(dǎo)體材料,但是,如果華為是準備自建產(chǎn)線,即使打造出了一條100%不含美系技術(shù)的產(chǎn)線,那么也還是需要解決半導(dǎo)體材料的來源問題,因為華為在去年5月就已經(jīng)被美國列入實體清單,所以華為自建的產(chǎn)線也只能使用源自美國的技術(shù)低于25%的半導(dǎo)體材料。
而在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域,日本和美國企業(yè)的擁有絕對的話語權(quán)。根據(jù)SEMI的推測,日本企業(yè)在全球半導(dǎo)體材料市場上所占的份額達到約52%,而北美和歐洲分別占15%左右。
其中,日本的半導(dǎo)體材料行業(yè)在全球占有絕對優(yōu)勢,在硅片、光刻膠、高純度氫氟酸、鍵合引線、模壓樹脂及引線框架等重要材料方面占有很高份額。美國廠商在CMP拋光液、電子特氣等方面,占據(jù)較高市場份額。相比之下,國產(chǎn)廠商在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域更為薄弱。
因此,從這個角度來看,現(xiàn)階段,華為希望通過自建不含美系技術(shù)的半導(dǎo)體產(chǎn)線來恢復(fù)芯片制造的難度,要遠高于聯(lián)合國產(chǎn)晶圓代工廠來打造不含美系技術(shù)的產(chǎn)線來恢復(fù)芯片生產(chǎn)的難度(至少從目前美國方面的禁令來看,第三方晶圓廠利用不含美系技術(shù)的生產(chǎn)線,是可以使用美系半導(dǎo)體材料來為華為制造芯片的)。
在此前的中國信息化百人會2020年峰會上,華為消費者業(yè)務(wù)CEO余承東在宣布華為將全方位扎根半導(dǎo)體,突破物理學材料學的基礎(chǔ)研究和精密制造的同時,也呼吁產(chǎn)業(yè)界要“關(guān)注EDA以及IP領(lǐng)域,關(guān)鍵算法、設(shè)計能力,還有包括12寸晶圓、光掩膜、EUV光源、沉浸式系統(tǒng)、透鏡等在內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備和材料領(lǐng)域”。