华为困局,中国高端技术之殇

2022/12/20 来源:不详

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年,张忠谋出生在浙江宁波的一个官宦之家,从小学习成绩优异,父亲张蔚观就读于上海沪江大学,毕业后做起了国民政府的公务员,母亲则是当地有名的藏书家,家庭氛围颇具书香气。

特殊年代下出生的张忠谋,随着时代洪流的裹挟,不得不跟着父母亲过着随时换地方换学校的日子,在他成年之前,已经居住过6个城市,读过10个学校,上海、广州、香港、重庆都留下过张忠谋的少年印记。

少年张忠谋

年,在父亲张蔚观的强烈要求下,张忠谋离开香港前往美国,打算在那里完成自己的大学学业。同年,张忠谋申请进入哈佛大学。在哈佛学习不到一年,出于就业考虑,年张忠谋从哈佛转学到麻省理工,转修机械工程。

然而对机械并不感兴趣的张忠谋,因考博之路遇阻,在拿到硕士学位后,他便决定离开校园闯荡社会,当时拿到两份offer,福特汽车和希凡尼亚,前者是颇有名气的汽车大厂,后者则是名不见经传的半导体创业公司,区别是,希凡尼亚给的薪水比福特高1美金。

张忠谋显然更中意福特,但是大厂有大厂的傲慢,福特少掉的那1美金让刚踏入社会的张忠谋心里不是滋味,看在那1美金的面子上,张后浪选择了希凡尼亚。

学机械的跑去搞半导体,意味着一切从零开始。

天生自带学霸气质的张忠谋打算自学成才,他天天拿着业内大佬的著作废寝忘食研读,读不懂的就直接跑到大佬家里,当面请教,在很短时间内艰难啃下半导体专业知识。

后来被业界誉为“半导体教父”的张忠谋,从那时开始,破茧成长。

在希凡尼亚工作三年后,张后浪遇上了公司大裁员,最后不得不离开自己的工作岗位。高学历的张后浪显然并不缺少工作机会,很快,凭借名校光环和优秀的工作经验,张忠谋顺利进入当时业界小有名气的半导体公司德州仪器工作。

斯坦福大学毕业

年,在德州干得风生水起的张忠谋,职业生涯开始开挂。德州仪器高层打算重金培养这位天资聪颖、勤劳肯干的年轻人,准备让他修个博士学位回来继续战斗。公司支付全薪送他去当时半导体领域的第一学府,斯坦福大学攻读博士,而且负担一切学杂费,唯一条件是学成后要为德州仪器服务五年。

两年半后,拿到博士学位的张忠谋重返德州仪器。此后凭借优秀业绩,一路成长为德州仪器的三号人物,集团副总裁。据说这是当时,华人在美国高科技公司取得的最高职位,张后浪一时风光无限。

同年,在大洋彼岸中国的西南城市重庆,20岁的任正非正过着充实的大学生活,在重庆建筑工程学院里,任正非谨记父亲“知识改变命运”的教诲,拼命读书,自学完成了电子计算机、数字技术、自动控制等专业课程,等着国家分配工作,想着尽快担起家庭重担。

毕业后,任正非被分配到部队,做了一名基建工程兵,先后在贵州和辽宁服役。年的大裁军计划,任正非所在的基建工程部队被撤销,和大多数基建工程兵一样,任正非脱下军装,转业到地方。

任正非随妻子孟军南下深圳,孟军做了南油集团高管,任正非则在南油集团下的一家电子公司担任副总经理。

然而,副总经理的工作并不好做。

年,44岁的任正非在一单生意中被骗了万巨款,而当时内地工人月薪只有元左右,公司决定开除,妻子决意离婚。巨额的资金缺口让刚刚步入中年的任正非第一次感受到了生活的苦难。

来不及舔舐伤口的任正非转而走上了民营企业家的道路。不久后,他集资两万一千元,成立了华为技术有限公司,经营起了倒卖进口交换机的业务。

创业时的任正非

就在同一年,位于海峡对岸的台湾西部城市新竹,有过德州仪器25年晶圆生产经验的张忠谋,决定成立台湾积体电路制造股份有限公司(积体电路,国内的叫法是集成电路),专注于晶圆代工领域,从事芯片制造和封装测试。

谁也不会想到,两家同年出生的公司,在几十年后,将会深刻影响着中国在世界高端芯片技术领域上演的突围与绞杀。

时间拨回到两年前。

年,张忠谋受台湾当局邀请,出任台湾工业技术研究院院长。彼时的台湾,亲眼见证了韩日两国吃尽高科技红利的蒋经国,下定决心发展台湾的科技产业,尤其是半导体产业。在业界颇有名气的张忠谋很快被列入人才引进名单。

那一年,54岁的张忠谋,刚刚从美国通用仪器公司退休,禁不住台湾方面诚意邀请开出的丰厚条件,一把年纪的张忠谋决定出山闯一闯。

工研院一哥的位置上干了两年后,张老先生眼光独到,转而开始谋划做一家芯片代工厂,专注制造芯片,这就是后来的台积电。

代工生产,在当时并不被看好。

在创办的第一年,台积电的工厂只有3微米和2.5微米两种生产工艺,全年产能不到片,良率也不高,基本接不到大公司的订单,整个公司在以亏损的状态运行。

转机发生在第二年,当时的英特尔CEO刚刚换成了张忠谋的老朋友安德鲁·格鲁夫。格鲁夫是半导体界的泰斗级人物,和张忠谋私交甚好。上任后的第一件事,就跑去台湾参观张忠谋的晶圆工厂。

然而,格鲁夫对这位老朋友的工厂并不太满意,台积电的生产工艺比英特尔落后了整整两代半,但格鲁夫最终决定帮一把,在指导改进了余项生产工艺后,格鲁夫给台积电下了第一笔订单,准备让张忠谋试试水,先把业务做起来再说。

台积电很争气,最后交货的芯片质量超出英特尔预期,台积电一战成名。

位于台湾新竹的台积电

90年代初,计算机风靡美国,硅谷涌现了一大批新兴的半导体公司,它们在网络芯片、图形处理、Wi-Fi芯片设计等领域各有专长。但都有一个共同点,这些半导体公司本身都没有自己的晶圆工厂,基本陷入有能力设计,没能力生产的尴尬局面。

他们也不是不想干晶圆生产,只是一座晶圆厂的正常运营不但需要持续的技术更新,而且还要巨额资金,轻装上阵的大批初创公司并不想这么干,这些后来成长为世界级规模的大厂,彼时对外部晶圆生产线有着极强的市场需求。

台积电抓住机遇,在召集包括孙元成、蒋尚义、梁孟松、杨光磊、林本坚等顶级技术人才后(记住这些名字,国内半导体产业现在靠的还是这几个人),夜以继日,不断在纳米制程技术上发力,并且积极扩大产能,开始蚕食被韩国和日本把持多年的半导体市场。

技术不断精进,订单则不断涌进。张忠谋深谙此道。

在深圳宝安区蚝业村工业大厦三楼,已经干了几年倒卖交换机业务的任正非,刚刚召集了50多个年轻人,准备开始自己研制交换机。在这栋破旧的厂房里,任正非开始重新思考当年取名“华为”作为公司名的意义,“中华有为”让任正非开始重燃创业激情。

年,华为成立了自己的集成电路设计中心,两年后,成功推出第一块数字芯片。此后,华为一步一个脚印,相继研发出运算能力更强的芯片。4年,拥有一定市场份额,员工已达数万名的华为决定成立全资子公司,深圳市海思半导体有限公司,开始发力专业的芯片设计领域。

华为海思

按照海思内部分工,海思分为大海思和小海思,分别负责不同领域的芯片业务,大海思主打高端市场,产品用在每年的旗舰手机上,小海思负责中低端市场,研发安防、电视、机顶盒、路由器等芯片。安防领域,小海思已经做到了全球市场第一,电视芯片做到了全球市场第一梯队,机顶盒芯片,华为大幅降低技术门槛,如今也是细分领域市场的中国第一,一路走来,成绩斐然。

小海思按照目前的发展路径继续走下去,前景光明,问题不大,但现在关键是,大海思出事了。高端芯片领域,因为5月15日特朗普的一纸禁令,华为的大海思面临生死困境。

这里我先简单说一下芯片圈的那些事。芯片制造其实是需要经历相当多而且复杂的程序才能推向市场,而任何一块芯片的最终量产,其实也都离不开最基本的两大块内容,设计和制造。

在半导体芯片行业,全球企业基本分为三种模式:IDM、Fabless、Foundry,分别是设计和制造、设计不制造、制造不设计的英文缩写,对应的企业分别以三星、苹果、台积电为代表。华为海思属于第二种,目前只具备设计能力。

所谓设计,基本就是按照现有工艺,设计结构,画出图纸,然后交给制造厂生产测试,美国硅谷一大票科技公司,比如苹果、高通、英伟达等干的都是设计一类的活。

最难的是制造。

台积电是目前全世界最大的芯片代工厂,高端芯片制造能力,全球第一,苹果的大杀器A系列芯片就是他们家产的。

在一块拇指大小的电路板上雕刻出亿万级数量的微电子器件,难如登天。任何尖端技术,越往上走,有能力的公司就越少,芯片行业不例外。目前全球高端手机芯片只有4家,高通、苹果、华为和三星,4者基本处在同一阵营,三星这两年有严重拖后腿的趋势,但三星比较牛逼的地方是,设计和制造的活自己全包了,其他3家的芯片基本都交给台积电生产,华为旗舰机P40用的麒麟芯片就来自台积电。

麒麟芯片

苹果在培育供应商之间的竞争意识方面,路子比较野,台积电和三星都可以接到苹果芯片的生产订单,但自从年三星代工的A11芯片被网友吐槽战力不如台积电之后,三星市场份额就一直被台积电按在地上摩擦。

台积电目前拥有全世界最先进的量产7纳米芯片技术,三星也声称自己拥有7纳米工艺,但良率太低,基本还停留10纳米水平。今年台积电计划具备生产5纳米芯片技术,年实现3纳米量产。

台积电生产计划

台积电目前的客户,华为排在第二,位列苹果之后,每年基本维持在15%到20%的订单份额。

美国这次出台的围剿华为条款,台积电凭什么跟?因为台积电的技术和材料基本还是来源于美国,而且美国机构资本是台积电的第一大股东,占比达到20%,第二大股东是台湾当局,占比超过6%,美国要打压华为,台积电基本没有话语权。

芯片制造,有个关键技术,叫光刻机。

光刻机是一个由几万个精密零件,几百个执行器传感器和千万行代码组成的超复杂思维系统,是高精度工业制造的集大成者,他的内部运动精度误差要求不超过一根头发丝的千分之一。

没有顶级的光刻机,在高端芯片制造领域,基本没戏。制造和维护光刻机,需要非常扎实的的光学和电子工业基础,世界上只有少数厂家掌握。在中高端光刻机市场,只有三家公司市场占有率还不错,分别是荷兰的阿斯麦尔(ASML)、日本的尼康和佳能,而顶级的光刻机只有阿斯麦尔能生产,占据%市场份额。

阿斯麦尔公司

台积电用的7纳米光刻机,就是他们家的产品。

台积电和阿斯麦尔相互持有对方股份,所以台积电总能优先采购到全球最顶级的光刻机设备,然后生产出全球最顶级的芯片。

没有顶级芯片,就没有高端市场,反过来,尖端科技就永远只是梦想。如果台积电不给华为代工,华为的旗舰手机就将彻底失去市场,没有台积电,华为手机就要回到5年前的水平,这次台积电断供华为,基本打在了华为的七寸上。

一家独大的台积电,基本框定了赢者通吃的市场格局。市场和资本是这个世界上嗅觉最灵敏的物种,头部企业可以任意收割行业内的绝大部分市场占有率,技术和资金的集聚效应,在光刻机领域尤为明显。

大多数人不知道的是,光刻机的全部技术,即使全部攻克之后,要实现光刻机的量产还需要走相当长的路。几万个零部件只有达到高精度的生产、制造和安装,才具备真正意义上的光刻机技术,现有国内的产业链短时间内根本无法做到。阿斯麦尔的顶级EUV光刻机,市场价1.5亿美元一台,年产量也才二三十台,远远满足不了市场需求。

高端光刻机领域,中国目前没有任何话语权。国内最先进的芯片制造企业,是总部位于上海的中芯国际,目前还停留在14纳米水平,最保守估计,与顶级公司相比至少有十年以上的差距。去年中芯向阿斯麦尔订购的7纳米级光刻机,由于美国人从中阻挠,荷兰方面至今尚未交货。

中芯国际其实也不是纯正的国内企业。创始人张汝京从小在台湾长大,台大毕业,后来去了美国深造,与台积电一哥张忠谋一样,在德州仪器干了二十年,但当时两人职位差距悬殊,交集并不大。后来张汝京回到台湾创业,搞了个世大半导体,一度成长为全台第二的半导体公司,直接威胁一哥张忠谋。张忠谋毕竟是职场大哥,绕开张汝京直接与世大的股东谈判,背着张汝京收购了世大。

在台湾待不下去的张汝京转而把目光投向香港。年,亚洲金融风暴愈演愈烈,刚上任的董建华眼光独到,认为玩金融总归是个风险生意,唯有科技才能改变香港,于是力推“数码港”计划。

张汝京

张汝京想赶上这一波行情,准备圈块地做他的半导体产业,有意思的是,香港人怀疑这位仁兄是来炒地皮的,说什么都不答应在香港建厂。而更讽刺的是,前一年还怀疑张汝京来炒地的香港人,第二年就批准了李嘉诚之子李泽楷提出来的数码港计划,李家人画了一张大饼,要把这里发展成为比肩硅谷的高科技中心,后来,他们确实把它建成了“中心”,地产中心。无处收留的张汝京最后在上海创业成功,成立“中芯国际”。

除了芯片能生产,我们国内其实也是可以生产光刻机的。位于上海张江科技园的上海微电子装备有限公司在低端光刻机领域,目前其实也有不错的市场份额。只不过和世界顶尖相比工艺代差还太大,现在还停留在90纳米的水平,这个级别的光刻机,阿斯麦尔4年就已经实现量产。痛苦的不仅仅是技术,瓦森纳协议还重重地压在中国人头上,高精尖技术壁垒仍然死死地控制在西方世界手上,中国想买都买不到。

中国的尖端工业技术还有很长的路要走,我们这一代人,能够站在历史的十字路口,见证各个行业的转型发展是幸运的。西方那些让人羡慕的高福利国家,都是建立在本国尖端技术之上的成果,太多的例子可以证明,只有当一个企业、一个国家在技术上进步,这个企业、这个国家才能有话语权,才能在世界上站稳脚跟。

历史上从来没有哪一个瞬间,以一国之力绞杀一个公司,美国发布的绞杀华为的新规,基本形成了对华为“无死角”打压。华为一路杀伐,一路追赶,一路艰辛,通过不断烧钱,投入巨大人力物力才成长到今天的高度。当年推出第一代芯片产品时,差点毁掉手机业务,如今再看麒麟,与世界顶级芯片同场竞技,其中的艰辛行业外的人难以想象。

只有真正核心技术上的进步,才能真正助推中国成为世界强国,才能跨过中等收入陷阱,美日韩等发达国家走过的路,我们都要踏踏实实走一遍。生产几件衬衣裤子,建几个购物网站,承接中低端的产业链条,已经不足以支撑中国继续向前行走。只有发展高端技术,培育高端产业,培养高技术人才,才能彻底从低附加值的生产循环中解放出来。

中国拥有全世界最大的消费市场,和最全的工业生产链条,这是我们的优势,但希望未来的中国能够出现越来越多的像华为一样,向高端技术发起挑战的公司。

我们向往未来,我们不惧挑战。

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