華為的麒麟芯片需要臺積電代工,華為自己建廠生產有多大困難?

高山流水7777777

對半導體領域很瞭解,可以回答下這個問題。

華為自己建廠生產麒麟芯片,在現階段是不可能的。大陸地區目前都無法生產。本質上,這涉及到半導體制程工藝的問題,大陸目前還比較落後。

華為的麒麟 970 芯片,工藝製程是 10nm,這在當下的手機芯片中,是非常先進的製程。我們手機裡的芯片,其製程工藝可以說是決定了芯片的性能。

10nm 製程的芯片,相比 20nm、32 nm 這些落後製程,性能更強,功耗卻反而降低了。高通、蘋果發佈新的旗艦級手機芯片,其性能提升也和芯片製程的進步離不開關係。


顯微鏡下的處理器表面▼


和華為麒麟 970 同時期競爭的手機芯片,是高通的驍龍 835 ,用的也是最先進的 10nm 製程。如果華為不在麒麟 970 上使用 10nm 製程工藝,就無法和競爭對手抗衡。

而從下圖中,我們可以看到目前最先進的 10nm 製程,壟斷在英特爾、三星和臺積電手中。(下圖中的 TSMC 就是臺積電)



本質上,最先進的半導體生產工藝,是壟斷在美國、韓國、中國臺灣省手中。

美國的英特爾不做芯片代工業務,只給自己生產芯片。所以華為想要生產 10nm 工藝芯片,只有找三星或者臺積電幫忙。


為什麼大陸無法生產 10nm 最先進工藝的芯片?


這個芯片的生產,最關鍵是需要光刻機。光刻機所屬的半導體加工業,基本都是被荷蘭ASML 壟斷。

ASML,一家提供半導體制造設備的供應商,在大眾眼裡是名不見經傳的公司,但對於從事半導體行業的朋友而言,這是一家不折不扣的行業壟斷巨頭。

下圖是 ASML 的光刻機,可用於生產芯片,每一臺都是天價▼


能生產 10nm 工藝的英特爾、三星和臺積電,這三家芯片生產商都是從 ASML 進口高端的光刻機,才能生產 10nm 的芯片。

大陸的芯片生產商,比如中芯國際等晶圓廠,其光刻機主要也是來自 ASML。 但是由於瓦森納協議的限制,ASML 不賣給大陸能生產 10nm 芯片的高端光刻機,只賣中低端的光刻機,因此大陸目前只能生產工藝落後的芯片。

像美國的英特爾和韓國的三星,即使沒有製造高端光刻機的能力,但仍能從荷蘭ASML進口,生產最先進的手機芯片。

大陸想要發展自己的半導體產業,就一定要能自己生產高端光刻機,我相信這一天不會太遠到來。



陸家嘴文青

花錢太多,沒有人,買不到設備,還做不出來,就這麼簡單。

先來看幾條新聞吧:

  • 南韓媒體etnews2017年3月報導,三星計劃投資 69.8 億美元擴充先進製程,除追加 10 nm預算,也計劃開設 7 nm新產線

  • 三星電子2016年8月宣佈,計劃在未來7年花費330億美元建設晶圓廠,該公司計劃在韓國華城建造8條半導體生產線。

  • 臺積電(TSMC)3月28日宣佈,已與南京市政府簽署協議,將投資30億美元(約合人民幣195億元)在南京建立一座12英寸晶圓工廠及一個設計服務中心,生產16nm製程。

知道建晶圓廠多麼花錢了吧,這只是第一步也是最簡單的一步,後面還有設備和人才呢?你能招到合適的人才嗎?你能買到先進的設備嗎?你知道國內最大的晶圓代工廠中芯國際(SMIC)嗎?華為芯片是臺積電代工的對吧,那就以上面臺積電的例子來說好了,先扔30億美元蓋廠房,假使一切順利而且馬上蓋好投產,這個生產的也是16nm的,怎麼跟別人競爭?更關鍵的是自己蓋連16nm的都量產不了,因為沒有人和設備。

人就不說了,都集中在Intel、臺積電和三星半導體了,你只能跟他們去搶人還要開比他們高的薪水,能不能搶過來還不好說。

再說設備,晶圓廠生產芯片需要光刻機,高端光刻機主要有兩家一家是尼康(就是賣相機那個)一家是荷蘭的ASML,這兩家裡ASML也是佔據了大部分份額。想生產芯片就要向ASML買設備,而晶圓製造領域最領先的三家公司Intel、臺積電、三星都是這家公司的股東,你能從他們手中搶到先進設備?明顯不能。

半導體的產業分工不需要自己生產芯片

上面也提到了,海思是一家只負責芯片設計的fabless廠家, 要想生產好的芯片必須要跟上下游緊密合作,選擇晶圓製程就是非常重要的一點,現在手機已經進化到10nm了,如果製程落後就毫無競爭力了,甚至會有“一核有難,九核圍觀”的現象。


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總的來說,困難很大,因為國內技術還不到位,現在是被國外壟斷的。

下面來詳細介紹下這個事情。

先簡要科普一下芯片的本質。

芯片又稱微電路(microcircuit)、微芯片(microchip)、集成電路,其英語叫integrated circuit, IC。一般指內含集成電路的硅片,體積很小,大概指甲大小。通常是計算機或智能手機等的一部分。

再來說華為為什麼要用麒麟970芯片。

麒麟970芯片是華為海思推出的一款採用了10nm工藝的新一代芯片。10nm是指芯片的工藝製作流程已經達到了10納米級別的精細程度。

這意味著華為使用這種芯片的手機或者平板,就會有更多的空間,可以設計更大的電池或更纖薄的機身。

同時,我們要看到,蘋果等手機霸主發佈新的旗艦級手機芯片,其性能提升也和芯片製程的進步離不開關係。

這裡要提到,華為麒麟 970 真正的對手,是高通的驍龍 835。它用的也是最先進的 10nm 製程。如果華為不在麒麟 970 上使用 10nm 製程工藝,就會被對手戰勝。

再來說製造芯片工藝的事情。

目前,最先進的半導體生產工藝,壟斷在美國的英特爾、韓國的三星、中國臺灣的臺積電手中。

而美國的英特爾不做芯片代工業務,只滿足自己的需要。所以華為想要生產 10nm 工藝芯片,只有找三星或者臺積電幫忙。

另外,芯片生產的核心是光刻機,光刻機所屬的半導體加工業,基本都是被荷蘭ASML 壟斷。

ASML,可以說是這個行業不太出名的壟斷巨頭。ASML 的光刻機,用於生產芯片,不過其造價太高。而且由於瓦森納協議的限制,ASML 不能賣給大陸能生產 10nm 芯片的高端光刻機。

所謂,《瓦森納協定》又稱瓦森納安排機制,全稱為《關於常規武器和兩用物品及技術出口控制的瓦森納安排》 目前不包括中國。這個協定很大程度上,受美國控制。

所以即使中國有心購買,也買不到。

於是,就目前而言,華為要自己建廠有很大困難,但在國家層面,已經開始有所考慮,隨著十九大的召開,國家正考慮把包括高端芯片技術在內的一些基礎但核心的技術,納入技術攻關進程。


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為啥不自己生產,歸其原因是成本太高啦,另外製造門檻也很高。

世界上,三星,臺積電,英特爾等為數不多的公司掌握核心機密技術,他們都經過幾十年的技術積累,華為若想自己製造,沒有十年的研發投入很難量產。

我覺得,一個是成本問題,一個是製造的研發費用。還有時間,時間是最寶貴的,等到華為自己可以量產CPU 的時候可能錯過很多機會。

即使華為有意願自己生產CPU 我估計他的做法是,先用代工的同時自己建生產線同時研發製造技術,等到自己的技術積累到可以實現批量量產後再自己生產,這需要很多時間,不是說做就能實現的。

商業都是追求利益的,沒有利益的投資我相信一個企業不會隨隨便便做,與投資的。

芯片生產不僅是一個高技術門檻行業,更是一個高投入行業。一臺頂級光刻機一億歐元一臺,一年產銷不過十八臺。一個廠的投資要幾十億美元。關鍵是,從建廠到量產要五年,到收回投資要十幾年,以華為目前的資金能力根本無法自己投資。目前芯片生產行業,只有美國的廠是完全企業投資。臺灣的臺積電,臺聯電最早都是政府投資,韓國三星本身就是國家級企業,投資芯片廠還馬馬虎虎。海力士是韓國兩大國家級企業SK和現代的聯合投資。歐洲意法半導體是意大利和法國兩個國家投資。目前中國最先進的芯片製造企業中芯國際也是國家投資的,未來華為也會在中芯的芯片廠生產一部分芯片。

一條芯片生產線,特別是高世代的線,投入非常大。而且在生產的過程中,能否把產能填滿,能否把良品率提的很高,對成本是決定性的。假如華為投入巨資搞了一條14nm的生產線,並把研發人員都搞到位,生產自己的麒麟芯片,就算年產1億枚,但對這條線的產能是根本填不滿的。那麼能夠用上這條線的芯片設計公司,目前看,也就是蘋果,高通和MTK,但作為競爭對手,會把業務放給華為?即使不考慮良品率,浪費的產能就會使華為單個芯片的價格要翻幾倍,遠遠高過讓臺積電代工了,有什麼意義呢?!不是一個正確的商業邏輯了。現在全球化,講究分工,做自己擅長的事情才是最佳選擇!

不是華為沒錢,也不是沒技術,關鍵是芬蘭ASML願不願意賣光刻設備給你。inter是ASML大股東,西方封鎖我們芯片業發展路人皆知。大陸的華為,臺灣的臺積電在芯片業可以說實在難得,臺積電作為代工廠在芯片業相對滋潤,華為找最大對手之一的三星不靠譜,找美國人inter陰死你,只有臺積電相對保險。

全世界能自己設計自己製造的公司我看了看大概就只有英特爾跟三星兩家。生產芯片投入巨大,以最近剛投產的廈門聯芯來看,一條12寸的生產線就需要幾十億美金,而且後續投入運營的維護費用和運營成本非常高,大多數公司付不起這個錢。別說華為多有錢,再有錢也經不住這麼砸。而且實話說華為的芯片其實也算不上數量非常多,他的芯片僅供自產自銷。跟高通,聯發科相比,數量還是有些差距。

三星之所以又設計又自己生產是因為他還接代工,蘋果的CPU、高通的CPU很多都是由三星代工的。不得不說三星是真的強,設計水平一流,生產也是世界頂尖的。

英特爾雖然移動端沒趕上好時代,但桌面處理器、服務器處理器等仍然被他霸佔著絕大部分市場。市場都是他的,為了使處理器性能更好,英特爾一直堅持自己設計自己生產。

集成電路行業是高投入高回報的行業,各個環節投入都是天文數字,所以經過幾十年的發展,集成電路行業已經形成了設計、生產、封裝等一整條的產業鏈,有人負責生產,有人負責代工,有人負責封裝測試。

華為在國內絕對第一的水平,去年我看的數據,華為海思已經到的設計公司全球第十的位置了。

芯片設計是由華為完成,但是臺積電是專門生產芯片的。

就例如蘋果,自己設計芯片,但是生產也是交給臺積電和三星來做,這樣做的好處是

1.不用單獨建設生產線,有利於節省成本

2.不用投入物力人力研發芯片生產技術,直接利用臺積電的方案

3.目前芯片代工廠據我所知只有三星和臺積電是比較厲害的,三星也是挖了臺積電的牆角才能把芯片製造做成今天這個成績。臺積電始終是最厲害的芯片代工廠

1,買不到14nm以下的光雕機,2,芯片製造業投入巨大,3,即使你買到光雕機,投入幾百億,但是你沒技術,國內缺這方面人才,你也挖不倒人,人家跟你華為一樣簽有保密協議,4,即使你完成前面3項,但是你沒產能,光你自己麒麟芯片那一點產量還不夠交水電費,intel,博通,高通,蘋果,amd,這幾家巨頭的芯片絕對是不會給你生產的,說的不對請指正。

首先,世界上能夠生產22nm以下製程芯片的廠商,貌似也就三家吧,三星,intel,還有就是臺灣的臺積電!他們能夠自研更先進的光刻設備,而且是對外技術封鎖的!中國的幾個芯片製造企業,和intel合作,美國也要要求運來的設備,最起碼要和intel的設備差兩代!華為是沒有能力自己製造主流芯片的!沒有設備!包括蘋果和高通也一樣!只能找人代工生產!

臺積電 專門生產cpu,代工生產,設備和技術都比較高。所以也可以明白為什麼蘋果的cpu也是臺積電生產了,但是三星也在為蘋果生產cpu,但是14納米工藝時候臺積電從三星嘴裡搶到了很多蘋果的訂單,有這樣的一個生產商,和流程化的專業生產線,而華為只需要提供設計和方案架構就行了,這是一舉兩得的事情,靈活性也比較高。並且臺積電也不會成為他的競爭對手。只因為臺積電專注這個領域,並定位了自己的客戶群,這比華為自己開生產線來得更便宜,更方便。品控也更好管理。這叫專業的事情,交給專業的人來做。


藍瘦香菇9527

華為自己生產芯片基本不可能,芯片產業的趨勢越來越集中,三十年前有幾十家能有自己生產芯片的企業,二十年前只有一半了,現在只有十來家能生產了,未來只有少數幾家能生產,臺積電三星英特爾和大陸靠政府支持的一兩家,這幾十年間倒閉的芯片工廠不計其數,每家工廠的倒閉伴隨的都是鉅虧,日本和歐洲的芯片製造產業基本以全線奔潰,日本,歐洲的芯片設計公司訂單基本都在臺積電,美國的芯片製造只有英特爾,設計公司訂單也在臺積電,有家格羅方德是中東土豪收購amd成立,有ibm給芯片製造部門再加送十五億美元,已經投資數百億美元生產芯片,但近年來也年年虧損,三星把它最新的技術賣給它還是不行,有傳聞這家公司要賣了。臺積電靠著對行業的專業對客戶的絕對保密忠誠,獲得了和客戶的聯合研發,相互學習穩定提升工藝的優勢提升業績利潤等,前六七年的在28nm的一戰成名,使其獲得大量的利潤得以有資格進入下代工廠的投資,英特爾的凌動處理器有些也是臺積電生產的。三星靠著韓國政府的支持加上自身的戰略成功在半導體近幾年也站穩了腳跟,單單一個內存項目,三星就讓同行鉅虧四百億美元以上,自己現在一家獨大,這兩年利潤爆漲,終於在今年超過英特爾成為世界第一芯片公司。

現在的三家芯片巨頭,臺積電三星和英特爾,每家每年的設備投資都在一百億美元左右,已經持續了很多年,累積的投資都在千億美元以上。現存的芯片製造企業想活下去都很難了,格羅方德有錢有技術有背景支持都虧損連連快混不下去了。

芯片製造難度遠超過芯片設計,兩百多項關鍵工藝難點,一座工廠投資就在四五十億美元,下代工廠投資額在120億美元以上,而且一座工廠的產量還不是很大。一般要想立足沒有十座八座都不行。一個像日本或者歐盟這樣大的經濟體都不能保障芯片的生產,華為想自己生產只有理論上的可能性。


傻瓜凱

為什麼要自己建廠生產啊?成本太高好不好。一個上規模的芯片廠要投資上百億,然後每兩三年又花上百億升級新制程。結果就為了生產自己的麒麟芯片?那他手機不是要賣幾萬一部才能收回成本。


JK157128556

典型的華為黑吧你?文章是那裡這裡抄一點,那裡弄一點拼湊起來的?我質疑你其中一些問題: 1:華為是一家通訊設備製造企業,你按照一家芯片製造企業的標準來和華為量身做什麼?神經病吧你。2:華為海思是無晶圓生產設計公司(和高通,蘋果)一樣,按照你的邏輯,你告訴我蘋果不會被技術封鎖,也有錢,能買到所有它能買到的東西和想挖來的大咖和團隊,為什麼蘋果也沒有自己的晶圓製造?3:一個晶圓廠的產能數據你都沒有弄清楚,就在那裡下結論,我只告訴你 華為非主力的一款芯片 麒麟970一個訂單4000萬片 (華為自己的通訊,解碼,機頂盒等強勢產品沒有評估)。我告訴你,華為所以自己的芯片假定都一種尺寸自己生產,養一個一定規模的晶圓廠一點問題都沒有。 正所謂術業有專攻,你要對自己的發言負責任,不知道在哪裡東拼西湊些東西(有些數據一看就是數年前的數據)以一家通訊設備企業為藍本,又把一家芯片製造企業的標準往它身上靠,你說你是不是過份?我簡單說幾個方面,供你思考。1:芯片行業是整個國家之前落後很多的一個行業,西方國家再加上已經站穩腳跟的芯片製造企業和芯片設備生產企業一起來聯合打壓和限制中國的。是對我們整個國家,不是需要你拿華為來填坑(你把中國最厲害的一家企業來填坑我不知道你的意圖,我告訴你,華為不僅不能被用來填坑,相反在沒有國家關照的情況下,默默無聞的海思居然可以打進無晶圓生產設計公司世界前十是多麼的不容易)2:走在前面的國外企業為後進企業在專利和標準上面做了很多限制,任何後進企業進來一定是非常艱難困苦,華為的主業不是這方面,中國是超級大國,不是棒子那樣的小國家,一個企業佔全國22%在中國不可能,現在像紫光,中芯國際等,都是真正你文章拿出來要比的中國企業,它們的路一定非常艱辛,我們一起祝願它們快速成長。所以你拿中芯國際來對比臺積電就是合理的。3:芯片製造以後會關乎國家安全,一定要有國家意志在裡面,現在的芯片行業,在諸多限制和之前拉下太多功課的情況下,哪怕是巨資投產一代,馬上落後一代,我們也要去做,培養人才,工藝,技術儲備。。。。。相信中國工科有世界最優秀的人才,一定也可以最終走出一條康莊大道。。。。


蠕蟲毛筆


Hero-12

1.目前芯片主要生產的國家和地區

美國、日本、韓國和臺灣,按順序排列產品的檔次,國內代工的都是合資或外資企業,並且都是最低檔的產品。

大家可以查下2000年左右臺灣地震,國內所有低檔芯片漲價或缺貨的事情。

2.技術封鎖問題

對於國內的芯片企業來說,這個是最大的問題,比如其它大神提到的光刻機等等,國內企業想購買難度太大。

對於第一點的幾個國家和地區來說,如果中國可以從研發到生產芯片自主化,他們的控制能力也會查差很多。

3.研發問題

目前國內還沒有完全自主的母片和架構(就比如空房子,大家就明白了,如ARM),歸根結底在於,花費數十億美金研發出來的東西,可能還沒有商業就落後了,華為的麒麟應該也是和母體公司合作開發,在母體公司的其它平臺上延伸出來的定製產品,但目前看來,已經很牛了。(提華為要求的硬件要求,功能要求,在加最底層的軟件環境,母體公司先定製空白母片)

4.生產問題

可以看下目前華微、中芯微等花費多少錢,也可以看看他們的利潤情況,基本都是在給其它人代工比較低級的產品。華為建廠,投資不說,生產什麼產品,就是一個麒麟?再說如果國內的代工公司經過10多年的生產還無法代工更高級產品或者說代工華為的產品,華為建廠意義何在?

5.華為公司定位

以研發為主,以方案銷售為主,不是以生產為主。

最後:任何一個公司都不可能全部實現自產自銷的,那還要全球貿易幹什麼?

注:個人意見,勿噴,勿黑,歡迎大家補充,謝謝!


夢迴月圓時

首先,生產芯片的難度肯定比設計創造芯片的難度小得多,所以華為能夠設計麒麟芯片,生產芯片的能力絕對是有的。

那麼,華為為什麼不做呢?

當然是為了利益考量啦。

第一、做頭部,做利潤最高的部分。就像宇宙無敵的世界第一水果公司,只負責創意,然後所有的生產製造零部件以及組裝都外包出去。蘋果只做了最重要的百分之二十工作,但是卻拿了整個利潤的百分之八十以上。海思麒麟芯片同理。

第二、風險大。老胖子的跨年演講時間的演講裡也講了諾基亞倒閉的重要原因,建廠房買一大堆生產設備,這得花無數的錢,萬一迭代,被拖死的是自己。

第三、華為如果要做肯定是有這個實力的。但自己生產肯定會有好幾年的磨合期質量肯定會參差不齊,幾年的時間只有大量的付出而回報很小,即使過了磨合期也只有百分之二十的利潤,還不如外包出去呢。


能生產芯片的廠家不少,難度不是很大!

但是真正能設計芯片,並且芯片質量很好的廠家,全世界不會超過一個手的數量!!

華為牛逼!!


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