华为mate50,即将发布,但令人悲痛的是,华为大概率将不会再出新的芯片,因为早在2020年,华为余承东就说了,麒麟9000就是
华为手机的绝唱。
当时很多人都说:
把华为打趴下了,老美躺赢,结果还真发生了,没有了华为,苹果和高通瓜分了
手机芯片市场。
目前手机芯片就四家:苹果、高通、三星和联发科。
三星自家作死,放弃中国市场,从此一蹶不振,而联发科还在中低端挣扎,能打得就剩下老美的苹果和高通。
高通虽然也同样拉胯,但是依靠国产手机带动,依然占据了多数高端市场份额。
至于苹果,则是最大的赢家。
本来在华为的冲击下,苹果国内高端市场跌落神坛,国外也受了很大的挑战,现在没了华为,苹果再无对手,不仅销量暴涨,市值也一度突破3万亿美元,创造了历史。
但是实际上,苹果和高通的芯片是真的拉胯,纯属躺赢。
高通生产的骁龙888芯片,因为功耗高被大家称为“火龙”,不仅连累了国产安卓手机,在性能上,更是被苹果降维打击,同代性能落后40%以上,甚至连累中国手机品牌。
而苹果虽然没高通这么拉胯,但是也和躺平差不多了。
苹果A15单核性能仅提升8%,多核也仅提升11%,是这几年以来的最低数值,被网友称作亲切成为“挤牙膏”。
其实苹果芯片挤牙膏的行为已经持续2年。
没有了华为的冲击,苹果大概率还会继续挤下去,
可以说:没有了华为,苹果和高通,就没有了对手,即使躺平,也能挣得盆满钵满。
相反,在华为被断供后的4年里,日子则难过得多。
2021年,华为手机销量不足3000万台,连巅峰期2.4亿台的零头都不到,但是让很多人感动的是:华为从来没有放弃对芯片的研发,表示不仅不会缩减研发,反而还会帮助产业链的伙伴一起突围。
这种精神非常的悲壮,一方面,SOC芯片研制投资巨大,华为的压力很大,另一方面,即使
华为芯片设计能跟得上,中国芯片制造也没办法量产,至少几年之内,没有任何希望。
这也意味着这笔投资,很可能没有任何回报。除了华为自己,很多业内人士,乃至很多国人,都对华为芯片业务抱着悲观的看法。
大家普遍担心,华为芯片研究到底还能坚持几年,又有哪些突围路线?
要了解华为芯片能坚持几年,就要了解芯片在华为业务中的战略地位。
很多人对于华为的芯片,还只停留在手机上,认为华为没有了芯片,只不过是少了一个手机业务,它的通信业务才是主营项目。
实际上,这是小看了华为对于芯片的规划了。
海思不仅仅有手机领域的
麒麟芯片,还有昇腾芯片、鲲鹏芯片、巴龙芯片、凌霄芯片,可以说芯片早已渗透到华为的三大业务里(消费者、企业和运营商),是华为最具核心的战略高地。
华为凭借麒麟芯片的先进性,带动其他芯片的发展,成为芯片界的超级黑马,在2019年时,海思营销增长全球第一,体量也成长为全球第五的芯片设计公司。
但是这些还不是华为被针对的主要原因,因为一家公司再强大,也做不到让老美主动针对的地步,真正让他们寝食难安的,是华为芯片背后的产业。
昇腾芯片是AI芯片,对应的是人工智能领域;
鲲鹏芯片是云计算芯片,对应的是数据中心;
巴龙芯片是通信芯片,对应的是5G基站;
凌霄芯片是联接芯片,对应的是万物互联,而人工智能、数据中心、5G基站和万物互联都是新基建项目,也是中国数据社会的基础建设。
我们都知道,人类正处于工业社会向数字社会转型的关键时刻,未来谁先掌握数字基建,谁就将在数字时代,掌握先发优势。
数字社会最重要的两项就是通信和算力,通信是信息交流的大血管,算力是信息处理的大脑,不管是人工智能,还是数据中心,或者基站都离不开这两样,而它们分别对应的底层技术,就是5G技术和芯片。
匹夫无罪,怀璧其罪,华为在5G上,将其他人甩在了身后,在芯片上又是只大黑马,只要给华为时间,他们有能力将这些芯片,都打造成像麒麟芯片一样出色的性能,到那时,在华为的带领下,中国数字基建将遥遥领先。
这是老美绝对不能接受的,然后就有了围堵5G,芯片封锁的事件,目的就是延缓华为和中国基建布局。
在历史上,他们也曾多次用这样的手段,对付其他国家的企业,而且百试不爽。
1987年,东芝向苏联出口先进的数控机床,结果老美直接将东芝列入了黑名单,逼迫日本将东芝的负责人抓捕归案,并且向老美出让相关技术,东芝因此一蹶不振。
2013年,他们再次出手,这次受害者换成了法国的阿尔斯通,他们以行贿罪抓捕阿尔斯通的高管:皮耶鲁齐,逼迫他认罪,阿尔斯通也因此被拆解,核心业务被通用收购。
现在,美国故技重施,但出乎他们意料的是,华为宁愿伤痕累累,也要选择站着,而中国更不是法国和日本,一直在持续支持华为。
华为能坚持多久,其实答案已经出来了。
往小了说,芯片是华为的核心竞争力,既然选择站着,而且都站稳了,华为就不会再轻易放弃,往大了说,中国的科技企业,一荣俱荣,一损俱损,中国也不会放弃华为。
其实华为多次强调:确实有困难,但并非不能克服,这就表明了华为的决心,就是要坚持到胜利的那刻。
那么问题来了,光有决心是不够的,华为芯片到底该如何突围呢? 其实答案华为也早就说过了。
2021年,华为轮值董事郭平在年度报告上,就说:将用面积和堆叠换性能,用不那么先进的工艺,让
华为产品变得有竞争力。这个工艺就是3D堆叠技术,这是华为的短期策略,而在长期策略上,华为多次强调,要带领芯片产业的伙伴们,共同突围。
那么这个3D堆叠技术到底是啥?中国真的能突围吗?
答案还真的有可能。
3D堆叠技术其实我科普过,也叫3D封装技术,并不是什么先进的技术,更不是华为独有的技术,英特尔和台积电,乃至国产芯片封装企业,都已经完成了相关布局。
它的原理就是通过设计组合,将原本单独的多枚芯片,重新封装在一起,组成一枚性能更高的芯片,属于芯片里面的封装环节。
它的原理虽然不复杂,但是前景非常大,几乎可以确定是芯片的下一个战场。
为了方便大家理解,这边简单科普下,大家都知道芯片分3个步骤,晶圆制造,光刻,和封装,其中难度最大的就是光刻,因为它需要攻克摩尔定律。
摩尔定律很早就科普过了,简单来说就是:芯片就那么大,植入的晶体管越多,研发成本和难度就越高,总有装不下的时候。
以前大家为了突破摩尔定律,就选择在光刻环节上下功夫,制造出了光刻机,用它就可以雕刻出体积非常小的晶体管。
一开始这种玩法还凑合,但是芯片到了5nm制程,难度直线上升,不仅晶体管高达上百亿颗,而且单个研发费用也高达5亿以上,很多企业都玩不动了,想要换赛道玩。
在芯片三大环节中,晶圆和光刻已经被玩得差不多了,芯片企业要么直接换材料,要么只能在封装这个环节上下功夫了,所以3D封装技术就成了大家为数不多的选择。
而3D封装和普通封装的区别,就像盖房子,在一块固定大小的土地上,你盖一层小平房,那房间的数量自然就有限了,但是你将它往高了盖,可以利用的空间就多了起来,在芯片上也是一样,能植入的晶体管就更多,性能也就越好。
那么这种方法可靠吗?
事实上确实可以,利用封装上,提高芯片性能,已经有先例了。
苹果M1 Ultra就是如此,它是由两块M1 max芯片封装在一起,其实就是水平拼接。
它同样是5nm芯片,但是却拥有20 核中央处理器,性能比市面上的16核高出90%,如果继续拼接的话,性能还可以再次提升。
当然,它的劣势也很明显,水平拼接,会导致芯片的面积变大,和同类型芯片相比,M1 Ultra面积要大4倍左右,所以这枚芯片没办法用在手机上,只能作为电脑的处理器。
而华为则不同,它是要解决手机的芯片问题,所以研究的是竖向堆叠,也就是3D堆叠技术了,
它不仅要考虑如何连接的问题,还要考虑架构、发热、性能等问题,不过不用担心,华为已经申请了几项相关专利。
如果能够顺利研发出3D堆叠技术,的确能在一定程度上,提高华为芯片的性能。
但是存在的问题也很明显,这个技术毕竟不是华为独家的,华为可以设计,苹果、高通、三星也可以设计,所以只能弥补华为的缺失问题,而不能弥补差距问题。
那么问题来了,既然不是华为独家拥有,那么为啥华为还这么重视3D堆叠技术? 其实这是芯片发展的方向,和中国芯片产业的机遇。
目前市面上,研究出完成3D封装技术布局的有台积电(3D-Fabric)、英特尔(Foveros)、长电( XDFOI)等等,其中英特尔的Foveros属于比较早期研究3D封装技术的,而台积电胜在整体性,至于长电则在封装领域比较强势,三者各有优势。
看到这边,很多小伙伴可能反应过来了,我们技术并没有占优势啊,那么为啥还说3D封装是华为的机会呢?
我们来了解一下封测产业的现状就知道了。
芯片产业链包括了晶圆、光刻、封装以及设计四大环节,但是大家很少知道,中国除了光刻领域落后比较多外,其他环节并没有被拉开太大的差距。
而且老美在芯片上的优势,其实是吃了先发优势的红利,由于光刻环节涉及到光源、原材料、光刻机设备等领域,技术门槛比较高,所以起步早的国家,跑得就比较快,而且他们设置了专利技术等壁垒,导致我们追赶的难度非常大。
但是由于摩尔定律的存在,西方在光刻这个环节,快走到头了,3nm制程的芯片迟迟没有量产,所以大家就把赛道换成了设计和封装领域,希望在这两个领域重新开始。
但是在设计与封装环节中,中国可不怂其他人。
我们先说封装吧,国外的封装发展虽然早于中国10年左右,但是封装领域技术门槛相对较低,所以中国以非常快的速度追了上来。
以中国芯片封测巨头长电科技为例,在2010年刚进入时,长电就闯进了全球封测代工厂的前十名,到了2016年,已经跻身全球前三,现在依旧排名第三,未来还有望再进一步。
除了长电科技外,中国大陆同期发展起来的还有通富微电、华天科技,共同组成国产封测三巨头
在2021年,全球封测前十名里,中国大陆和中国台湾几乎霸榜了,而且国产三巨头全部都挤进前六。
也就是说,中国封测环节并没有光刻环节那样落后很多,甚至在某些地方还有优势,加上3D封装技术还是起步阶段,属于全新赛道,没有过多的专利壁垒限制,中国赶超的机会非常大。
比如上面说的长电科技, 它在去年7月7日就正式推出了多维封装技术,覆盖了2D、2.5D和3D等多个封装的方案,华天和通富也布局了3D生产线。
也就是说:国产3D封装正在跑步进场,和其他企业可能有差距,但是远没有光刻那么大。
而封装其实还和设计有关系,因为芯片的类型有很多种,比如CPU、GPU、ISP芯片等等,不同芯片组合,可以发挥出不同的功能,而且未来的封装难度也会越来越高。
英特尔中国研究院院长,宋继强是这样评价的:封装集成设计是集器件、设计、软件算法等,为一体的综合技术,在10年间提高了100倍。
而软件和芯片设计,恰恰是中国比较在行的,不仅有华为海思,还有阿里平头哥、紫光展锐等企业,甚至小米OV都在跑步入场,国产芯片设计大有可为
所以我才说:3D封装,可能是华为的机会,也可能是中国赶超芯片先进水平的机会。
芯片技术的争夺,就像是一场越野长跑,而芯片制造的四个环节就像四个赛道,前半程是以晶圆,光刻为主的障碍物,后半段以设计,封装为主。
西方国家擅长制造障碍物,不仅先出发一步还喜欢搞小动作,中国追的是辛苦一点。而现在换到了不同赛道上,那么中国,只要再努力下,未必不能连落后的地段也一起追上。
当然我们也希望到那个时候,华为和中国都能实现涅槃重生。
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