华为的麒麟芯片需要台积电代工,华为自己建厂生产有多大困难?

高山流水7777777


近几年,随着互联网的发展,华为在国际市场的地位越来越高。而华为之所以可以从诸多国产手机中脱颖而出,其最根本的原因在于华为采用的是自主研发的处理器。
华为的麒麟芯片需要台积电代工这个问题主要是涉及到半导体制程工艺,就目前来看,最先进的半导体生产工艺,垄断在美国的英特尔、韩国的三星、中国台湾的台积电手中。并非华为没钱没投入,而是如今的华为也并不具备生产芯片的实力。芯片制造与芯片设计完全不是一回事,生产芯片不仅需要大量的人力物力的投资,关键问题是技术束缚不易突破。即使强大如苹果,最终还是要台积电代工。而且,显然芯片制造并不是华为的强项,贸然入围或许会对主力产业造成消极影响。
而目前华为的麒麟 970 芯片,其工艺制程是 10nm,类似的还有 16nm ,20nm 等,那些 20nm、16nm 什么的到底代表了什么。其实这些数值所代表的都是一个东西,那就是处理器的蚀刻尺寸,简单的讲,就是我们能够把一个单位的电晶体刻在多大尺寸的一块芯片上。手机处理器不同于一般的电脑处理器,一部手机中能够给它留下的尺寸是相当有限的。蚀刻尺寸越小,相同大小的处理器中拥有的计算单元也就越多,性能也就越强。这也是为何厂商会频繁强调处理器制程的原因。同时,随着频率的提升,处理器所产生的热量也随之提高,而更先进的蚀刻技术另一个重要优点就是可以减小晶体管间电阻,让CPU 所需的电压降低,从而使驱动它们所需要的功率也大幅度减小。所以每一代的新产品不仅是性能大幅度提高,同时还有功耗和发热量的降低。而华为的麒麟 970 芯片,其工艺制程是 10nm,可见其性能有多高,带来的用户体验有多爽。
所以,对于不在专业领域的事情,交给代工厂无可厚非,只要核心的芯片设计掌握在自己手中就好,未来如何发展,交给时间吧。总之,目前是看好华为的。
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stormzhang


对半导体领域很了解,可以回答下这个问题。

华为自己建厂生产麒麟芯片,在现阶段是不可能的。大陆地区目前都无法生产。本质上,这涉及到半导体制程工艺的问题,大陆目前还比较落后。

华为的麒麟 970 芯片,工艺制程是 10nm,这在当下的手机芯片中,是非常先进的制程。我们手机里的芯片,其制程工艺可以说是决定了芯片的性能。

10nm 制程的芯片,相比 20nm、32 nm 这些落后制程,性能更强,功耗却反而降低了。高通、苹果发布新的旗舰级手机芯片,其性能提升也和芯片制程的进步离不开关系。


显微镜下的处理器表面▼


和华为麒麟 970 同时期竞争的手机芯片,是高通的骁龙 835 ,用的也是最先进的 10nm 制程。如果华为不在麒麟 970 上使用 10nm 制程工艺,就无法和竞争对手抗衡。

而从下图中,我们可以看到目前最先进的 10nm 制程,垄断在英特尔、三星和台积电手中。(下图中的 TSMC 就是台积电)



本质上,最先进的半导体生产工艺,是垄断在美国、韩国、中国台湾省手中。

美国的英特尔不做芯片代工业务,只给自己生产芯片。所以华为想要生产 10nm 工艺芯片,只有找三星或者台积电帮忙。


为什么大陆无法生产 10nm 最先进工艺的芯片?


这个芯片的生产,最关键是需要光刻机。光刻机所属的半导体加工业,基本都是被荷兰ASML 垄断。

ASML,一家提供半导体制造设备的供应商,在大众眼里是名不见经传的公司,但对于从事半导体行业的朋友而言,这是一家不折不扣的行业垄断巨头。

下图是 ASML 的光刻机,可用于生产芯片,每一台都是天价▼


能生产 10nm 工艺的英特尔、三星和台积电,这三家芯片生产商都是从 ASML 进口高端的光刻机,才能生产 10nm 的芯片。

大陆的芯片生产商,比如中芯国际等晶圆厂,其光刻机主要也是来自 ASML。 但是由于瓦森纳协议的限制,ASML 不卖给大陆能生产 10nm 芯片的高端光刻机,只卖中低端的光刻机,因此大陆目前只能生产工艺落后的芯片。

像美国的英特尔和韩国的三星,即使没有制造高端光刻机的能力,但仍能从荷兰ASML进口,生产最先进的手机芯片。

大陆想要发展自己的半导体产业,就一定要能自己生产高端光刻机,我相信这一天不会太远到来。


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陆家嘴文青


花钱太多,没有人,买不到设备,还做不出来,就这么简单。

先来看几条新闻吧:

  • 南韩媒体etnews2017年3月报导,三星计划投资 69.8 亿美元扩充先进制程,除追加 10 nm预算,也计划开设 7 nm新产线

  • 三星电子2016年8月宣布,计划在未来7年花费330亿美元建设晶圆厂,该公司计划在韩国华城建造8条半导体生产线。

  • 台积电(TSMC)3月28日宣布,已与南京市政府签署协议,将投资30亿美元(约合人民币195亿元)在南京建立一座12英寸晶圆工厂及一个设计服务中心,生产16nm制程。

知道建晶圆厂多么花钱了吧,这只是第一步也是最简单的一步,后面还有设备和人才呢?你能招到合适的人才吗?你能买到先进的设备吗?你知道国内最大的晶圆代工厂中芯国际(SMIC)吗?华为芯片是台积电代工的对吧,那就以上面台积电的例子来说好了,先扔30亿美元盖厂房,假使一切顺利而且马上盖好投产,这个生产的也是16nm的,怎么跟别人竞争?更关键的是自己盖连16nm的都量产不了,因为没有人和设备。

人就不说了,都集中在Intel、台积电和三星半导体了,你只能跟他们去抢人还要开比他们高的薪水,能不能抢过来还不好说。

再说设备,晶圆厂生产芯片需要光刻机,高端光刻机主要有两家一家是尼康(就是卖相机那个)一家是荷兰的ASML,这两家里ASML也是占据了大部分份额。想生产芯片就要向ASML买设备,而晶圆制造领域最领先的三家公司Intel、台积电、三星都是这家公司的股东,你能从他们手中抢到先进设备?明显不能。

半导体的产业分工不需要自己生产芯片

当今半导体界主要有两种商业模式,一种是IDM(Integrated Device Manufacture)模式,就是从设计,制造、到封装测试甚至推广都是自己做,典型的例子就是Intel;另一种是垂直分工模式,半导体生产过程中的每一步都有专门的公司去做,比如ARM公司只做IP核,海思等半导体公司从ARM购买IP核授权(也有自己的IP核与ARM之外的IP核)设计自己的芯片,这种只做设计的公司通常就叫做Fabless;芯片设计好要生产就交给专门做代工的Foundry(代工厂),芯片制造完成再进行封装测试。

上面也提到了,海思是一家只负责芯片设计的fabless厂家, 要想生产好的芯片必须要跟上下游紧密合作,选择晶圆制程就是非常重要的一点,现在手机已经进化到10nm了,如果制程落后就毫无竞争力了,甚至会有“一核有难,九核围观”的现象。


萌哈科技


总的来说,困难很大,因为国内技术还不到位,现在是被国外垄断的。

下面来详细介绍下这个事情。

先简要科普一下芯片的本质。

芯片又称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、集成电路,其英语叫integrated circuit, IC。一般指内含集成电路的硅片,体积很小,大概指甲大小。通常是计算机或智能手机等的一部分。

再来说华为为什么要用麒麟970芯片。

麒麟970芯片是华为海思推出的一款采用了10nm工艺的新一代芯片。10nm是指芯片的工艺制作流程已经达到了10纳米级别的精细程度。

这意味着华为使用这种芯片的手机或者平板,就会有更多的空间,可以设计更大的电池或更纤薄的机身。

同时,我们要看到,苹果等手机霸主发布新的旗舰级手机芯片,其性能提升也和芯片制程的进步离不开关系。

这里要提到,华为麒麟 970 真正的对手,是高通的骁龙 835。它用的也是最先进的 10nm 制程。如果华为不在麒麟 970 上使用 10nm 制程工艺,就会被对手战胜。

再来说制造芯片工艺的事情。

目前,最先进的半导体生产工艺,垄断在美国的英特尔、韩国的三星、中国台湾的台积电手中。

而美国的英特尔不做芯片代工业务,只满足自己的需要。所以华为想要生产 10nm 工艺芯片,只有找三星或者台积电帮忙。

另外,芯片生产的核心是光刻机,光刻机所属的半导体加工业,基本都是被荷兰ASML 垄断。

ASML,可以说是这个行业不太出名的垄断巨头。ASML 的光刻机,用于生产芯片,不过其造价太高。而且由于瓦森纳协议的限制,ASML 不能卖给大陆能生产 10nm 芯片的高端光刻机。

所谓,《瓦森纳协定》又称瓦森纳安排机制,全称为《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳安排》 目前不包括中国。这个协定很大程度上,受美国控制。

所以即使中国有心购买,也买不到。

于是,就目前而言,华为要自己建厂有很大困难,但在国家层面,已经开始有所考虑,随着十九大的召开,国家正考虑把包括高端芯片技术在内的一些基础但核心的技术,纳入技术攻关进程。


镁客网


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说实话,大家不要以为芯片代工是一件很简单的事情。

不要以为把装备买齐了就能自己生产了,其他啊领域代工可能比较简单,但是芯片领域绝对不简单。

有人说,关键在于ASML不能卖给中国,那是假的。中国向ASML买了最新的光刻机,中国是能够买到的。

但是并不意味着你买了光刻机就行了。UMC和Globalfoundries(格罗方德)都能买到光刻机,但是他们先后宣布放弃7nm制程及更先进工艺的研发。因为芯片代工行业的技术含量非常高。

所以说,即使你建厂了,还要很长时间去专研攻克关键技术。

前段时间台积电因为遭病毒入侵导致三大产线全部停摆,这导致台积电停工几天,然而这几天的损失高达17.4亿人民币。你可以想想台积电有多值钱了。如果要建厂的话,上百亿的投入可能免不了~

不要说华为,苹果的芯片也是找代工的。

说实话,术业有专攻,芯片代工不是华为的专长。华为还不如把资源放在自己的主营业务上。而且国内也有厂商在这一方面的工作,可以投点钱,占点股份先观望一下。


太平洋电脑网


华为根本不可能去投资光刻机!原因有2,第一,人才和设备投入太大,设备至少300亿美金,你才有晶圆厂和光刻厂,还要有人,三星当年在16纳米遇到瓶颈,赔了十几亿美金从台积电挖了一个团队过来,才勉强跟上台积电和英特尔,也算是九死一生,资本主义国家之间人才流动比较容易,无非是钱的问题,我们,一两个可能有办法,整个团队很难!然后折合2000亿人民币的投资,即使你按照4%的存款利率算,一年也要80亿的利息,一个处理器400元算,要卖2000万个芯片,如果出去成本至少卖6000万个芯片才够还利息,每个手机3000的话销量要1800亿,国内市场根本不可能!而这只是利息,机器折旧,人力成本都没算进去,说难听点,这2000亿拿去做房地产,一年至少赚200亿!第二,华为很容易被制裁,一旦禁止在国际销售,或者不再卖先进的光刻机给你,马上就over了,风险大到没有边际。。。


黑山老妖37625003


首先提一下,荷兰光刻机不限购,然后国内光刻机目前来说很渣,与荷兰光刻机差距是以十年为单位的差距,毕竟虽然是荷兰的光刻机,但是实际上是集合了整个欧美的科技大成,全球仅此一家。个人觉得国内也没必要非得在每个方面都赶超一流,成本太高。回到问题上来说,国人几乎都低估了台积电,就目前半导体科技而言,台积电跟Intel在领跑,台积电现在可以算世界上最伟大的科技企业之一。华为想自产麒麟,估计10年投个1000亿美元,没准能实现。但是要维持一个fab厂16nm工艺的产能,麒麟那点量可真不够看的。国内半导体的希望,还是在国家队那里,虽然天天怒其不争。


xphilips


华为真想干个代工厂不是没有可能,钱、人、设备都是可以克服的困难,关键是这么做有没有性价比,是否符合华为本身的战略。


建晶圆厂是个很费钱的生意,也就是所谓的“重资产”,不仅要有厂房和无尘车间,还要买光刻机、刻蚀机等一系列设备,投资巨大。台积电今年在南京开业的晶圆厂两年就投资了30亿美元,还只能生产16nm的芯片。


华为不是没有钱,2018年华为投入研发的费用就有150亿-200亿美元,但要不要把这些钱拿出一部分出来投资晶圆厂和华为本身的定位有关。


华为很大程度上还是一家通信厂商,主攻运营商业务。后来逐渐发展出了企业事业群和消费者事业群,但它的核心还是「通信」,并不是一家芯片制造公司。


华为的研发费用大部分都被用在了和通信相关的核心技术领域,比如Polar码的商业化,5G核心专利、基带等等。即使是在芯片行业,华为涉及的也是产业上游的芯片设计领域,而非中下游的芯片制造。


即使现在华为决定开始建厂造芯片,目前中国大陆芯片制造的龙头企业中芯国际也只不过能在明年量产14nm的芯片,华为要超过中芯国际的水平造出7nm的芯片在短时间内几乎不存在可能性。


我们要摈弃一种思维,就是什么都想自己做,尊重产业分工才是正确的思路。中芯国际未来达到国际一流水平的概率远大于华为自己从头开始,与其让华为去投资晶圆厂,不如继续让台积电代工,等待中芯国际的赶超。


所以讨论华为建厂的出发点可以理解,只是不太现实,毕竟办企业不是过家家,需要有自己的核心技术,也需要和外部进行必要的合作,否则就成了另外一种自我封闭了。



高挺观点


这个问题其实问的是在台积电之外,自建一个芯片代工厂有多大困难?

芯片制造最大的难度在于工艺和无尘化环境,因为要采用腐蚀药剂进行蚀刻,首先车间的清洁和无尘程度要远远超过食品和医药制造,这需要非常高端的无尘设备和管理标准。

其次就是工艺了,暂且不说光刻机的价格有多贵,动辄几千万美金的投入。你的运营管理是否能跟得上?你的良率是否能够达标?

做芯片代工拼的就是良率和工艺,你能做八英寸的晶圆,人家能做12英寸的晶圆,同样的成本投入,他就能比你多赚好多钱。

一位台积电客户主管表示,格罗方德的生产周期约比台积慢上 30%,这不但代表同样一个厂,台积电可多创造三成营收,客户产品上市的时间,也可快上将近一个月。

台积电与三星的 7 纳米竞赛。 台积电的 7 纳米,已经从上个月开始试产。 而三星却得等到明年,因为该公司坚持要采用最新的 EUV 微影技术。一般业界认为三星研发能力与台积电不相上下,但制造管理,不如台积电。 最先进的 7 纳米智能型手机 IC,内部结构高达 100 层,而且部分结构得用到复杂的 4P4E 微影技术,大幅拉长生产周期。

华为的基因是研发而不是生产制造,他的研发工程师很优秀,但制造工程师很一般,甚至可能比不过富士康以及华勤、闻泰。更别提晶圆制造这种高端精密制造了,这个可不是光砸钱就能学会的。中芯国际有从台积电来的叛将,花了这么多年时间都还没搞定,更别提华为这种公司了。


芯扒客


芯片一般都要经过设计、制造、封装、测试后才能投入使用,华为、苹果、高通、联发科都可以自主研发设计芯片,但自己却没办法制造,而台积电主要负责的是制造代工,这就是现在芯片产业的现状,设计与制造分开进行。

其中芯片的制造环节是属于最复杂难度最大的一个环节,大多公司都只能自己设计之后委托台积电这类制造代工企业制造。目前来说华为要想自己建厂制造芯片可谓是困难重重。

1、芯片制造需要技术积累

芯片制造涉及到的技术很复杂又很先进,一条生产线大约涉及50多个行业、2000-5000道工序。

单看芯片制造最重要的10nm先进工艺,就要在近乎一平方厘米的面积集成55亿个晶体管,相当于在一个足球场放上几亿个足球,要让它们体积足够小的同时还不会互相干扰。

更不用说还有晶圆制造、光刻、刻蚀、离子注入等等,有业内人士表示,芯片的集成电路是比航天还要高的高科技。

而这些芯片制造相关的技术都是别人几十年的技术积累,基本都被垄断,如果华为要自主制造芯片,那么就需要从头再来,通过时间积累自己的技术,耗费巨大还无法保证能否成功。

2、芯片制造还需要设备支持

芯片制造需要极高的工艺,其中许多工艺需要在专门的工厂、专门的设备完成比如光刻机、等离子刻蚀机、离子注入机、单晶炉、晶圆划片机、晶片减薄机气相外延炉和氧化炉等等……

其中制造芯片的主要设备主光刻机成本就是好几亿美元,但是最高端的光刻机基本都由ASML垄断了,我国光刻机完全依赖于进口,处于一种有钱也买不到的尴尬境地。

由于无法进口高端光刻机,我国的芯片制造产业落后于世界水平两个等级,台积电已经开始量产7nm进程芯片,我国却只能制造14nm的低端芯片。

3、成本过高,投入产出不成比例

芯片制造不仅难,资金投入也是巨大的,关键是时间,因为芯片的制作技术近乎垄断,如果要自己建厂,那么一切都要从头再来。再说华为本身作为电信设备商,其主要业务应该是相关技术的研发及运营销售,而不是以制造业为主的厂家。

投资“一条”芯片生产线需要的资金高达170亿美金或以上,产线建成时间多达2年或以上!即使建成如果只用于自家芯片制造,那么极高的成本投入将没有相对应的产出,这是极为不划算的。

所以华为自己不造芯片是有理由的,现在真正有能力自己设计并制造芯片的也就英特尔、AMD和三星,苹果也只能自己设计芯片再委托台积电生产。

虽然华为没办法自己制造芯片,但华为自我研发设计的麒麟手机芯片却已经开始展露头角。华为从发布第一款芯片海思K3V2,到如今发布全球首款7nm制程芯片麒麟980,也不过短短6年时间,就已经和苹果的A12芯片处于同一等级。

这说明华为芯片专注设计的路子是行得通的,而现在华为也已经走在了国内芯片产业的前头,其实这就够了,让我们继续期待华为芯片吧。


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