《中兴通讯7纳米芯片规模量产,高端芯片赛道追赶仍需时日》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-10-14
  • 10月11日,一则中兴通讯自研7 纳米芯片实现市场商用的消息引发外界关注。

    据媒体报道,中兴通讯副总裁李晖在第三届数字中国峰会上透露,在 5G 无线基站、交换机等设备的主控芯片上,中兴自研的 7 纳米芯片已实现市场商用,5 纳米还在实验阶段。

    而在今年年中的股东大会上,中兴通讯曾透露5纳米芯片将在明年推出。

    招商电子曾在一份研报中指出,单芯片方案进一步提升了基站芯片的门槛,使得国产厂商更加难以切入,而基站芯片的自给率几乎为零,成为了此前中兴通讯禁运事件里最为棘手的问题。近两年,中兴通讯在芯片领域,尤其是在基站芯片的研发上,开始做出更大力度的投入。

    中兴5G芯片迭代至第三代
    芯片犹如心脏,是很多电子设备最关键的零部件,尤其是在外部环境不断变化下,芯片的自给率以及能力成为备受业内外关注的话题。
    在过去,中兴通讯主攻的三大应用领域里,芯片门槛最高的板块是基站领域,这一领域要想实现国产化,需要较长时间。光通信和手机产业链门槛相对较低,一些细分领域的国产芯片方案甚至于成为了国际龙头,但整体来看,还是偏低端应用。在业内看来,基站芯片的成熟度和高可靠性和消费级芯片有所不同,从开始试用到批量使用起码需要两年以上的时间。
    在今年的6月6日,也就是5G发牌一周年之际,中兴通讯虚拟化产品首席科学家屠嘉顺首次对外披露了芯片上的最新进展。他表示,目前中兴通讯已经发布了基于7纳米技术3.0版本的多模基带芯片和数字中频芯片,这些产品可以实现相比上一代产品超过4倍的算力提升和超过30%的AAU功耗的降低。同时,他表示,明年发布的基于5纳米的芯片将会带来更高的性能和更低的能耗。
    这也意味着,中兴通讯在基站芯片上对海外厂商的依赖性逐步降低。
    中兴对芯片研发可以追溯到24年前,1996年,中兴成立了IC设计部专门从事芯片研发。2003年,中兴微电子正式成立,2019年,中兴微电子的业绩收入约76到77亿元人民币,中国半导体设计公司排名第五名,主要产品包括用于手机基带芯片,多媒体芯片、通信基站及有线产品用芯片。
    中金公司曾在一份研报中指出,中兴微电子净利率约15%~20%(根据中兴微电子2014~2017年净利率推测),公司供货芯片占中兴通讯总采购额11%以上(根据中兴微电子2017年情况推测),而7纳米芯片主要用于5G基站。
    中兴通讯副总裁,TDD&5G产品总经理柏燕民曾对第一财经记者表示,基于7纳米工艺,中兴的5G芯片已经发展到了第三代产品,自研芯片最关键的还是考虑业务可持续性,考虑的是整个供应链的安全,同时追求更大的性价比。“现在在系统产品5G芯片关键领域都是采取的是自研产品,如基带处理、数据中频等。”柏燕民说。
    7纳米芯片制造仍依赖外部厂商
    中金公司表示,长期看,中兴通讯有望在全球5G建设浪潮下获得更多市场份额。2020年上半年,中兴通讯在国内5G招标中份额仅次于华为且有所提升。
    在9月8日全球市场研究公司Dell'Oro Group公布的2020年上半年全球TOP电信设备制造商的市场份额中,中兴通讯排名第四,市场份额为11%,比2019年(9%)上升了2个百分点。
    对于中兴自研芯片的能力,中兴执行副总裁、首席运营官谢峻石曾表示,中兴芯片是全流程覆盖的。最早架构设计、仿真、前端设计、后端物理实现、封测设计、封装测试和相应芯片未来失效分析等,全生命周期都可以实现研发设计。
    记者从中兴内部了解到,5纳米芯片将主要用于中兴通讯新一代5G无线系列芯片和承载交换网芯片,未来将内置AI算法,主要为的是提高性能以及降低能耗。
    经过多轮的发酵,中兴通讯在芯片上的进展一度被外界解读为中国芯片制造能力进入了7纳米甚至是5纳米时代,但事实上,中兴自主研发的7纳米芯片仍主要由台积电的工艺制造,日月光投控的2.5D/interposer技术进行封测,而中兴所擅长的为芯片的设计端,本身并不具备芯片生产制造能力。
    从行业来看,芯片是全球最硬核的高科技产业,以纳米来计量的制造过程极为复杂,包括芯片设计、芯片制造、芯片封测、芯片材料、芯片设备几大领域,产业链涉及50多个行业,目前中国的半导体产业在设计、封装上达到了较高水平,但底层的高端装备、EDA软件、材料,还是以西方为主。而在制造芯片环节,以中芯国际为代表的本土厂商目前所占据的份额不到5%,与第一名的台积电54%的份额相比,差距依然比较大。
    而从设计端来看,全球7纳米的设计工艺已经较为成熟,而目前也已有多家厂商开始了5纳米工艺的芯片量产。
    在原来的计划中,搭载5纳米工艺的芯片将在Mate 40系列手机中首发,而在国际厂商中,高通在今年2月份发布了其第三代5G调制解调器骁龙X60,采用的也是5纳米工艺。不过这两款芯片主要用于手机领域,在基站芯片方面,目前鲜有公开的设计工艺数据。
    不过对于中兴通讯来说,7纳米设计工艺的量产也标志着我国厂商在芯片赛道上做出了巨大努力,该工艺的量产对于厂商在5G市场的扩张起着积极作用。中兴通讯副总裁崔丽则表示,在5G份额方面,希望未来中兴国内5G的市场份额达到35%以上,在4G份额上进一步得到提升。

     

     

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    • 总体上来说,市场需求70%的芯片都是14纳米以下的。但现在中芯国际产能还比较有限,上海工厂每月大概是6000片,新投600多亿建设的新生产线,产能是每个月3.5万片。 01 因为一句话,两天暴涨150亿 事情的起因仅仅是40多个字的一句话。 当时,中兴在网上回答提问时说: 公司具备芯片设计和开发能力,7nm芯片规模量产,已在全球5G规模部署中实现商用,5nm芯片正在技术导入。 6月19日,在中兴通讯股东大会上,总裁徐子阳也表示:“中兴通讯的7nm芯片已规模量产并在全球5G规模部署中实现商用。预计在明年发布的基于5纳米的芯片将会带来更高的性能和更低的能耗。” 我不知道,大家是怎么理解上面几句话的? 很多严肃的科技媒体直接说成:7nm芯片已实现规模量产,5nm芯片正在技术导入。 连专业的券商研报都像下面这样写。 不少自媒体更是一阵狂欢: 高通苹果措手不及。 华为不再孤军奋战。 中兴翻身了,扔下了一枚“超级核弹”。 中国芯崛起! 帮助华为反击美国…… 中国缺“芯”之痛久矣。 加上,前段时间,有消息说,台积电将断供华为。 有这样一个消息提振,加上自媒体炒作。 中兴股价一飞冲天,短短两三天,在A股从39.5元,涨到43元。 中兴同时还在香港上市,在港股表现更疯狂,6月18日当天就大涨21%。 市值一下暴涨150亿。 02 中兴真的造不了芯片 中兴真的是卧薪尝胆,打了翻身仗吗? 在我印象里,股民算是中国比较精明的一帮人。 很可惜他们这次上当了。 其实,如果是我的读者,肯定不会被骗。 因为就在上个月,我连续写过两篇文章,其中明确说过,芯片制造是中国大陆的最大短板。 果不其然,6月20日(也就是周六)中兴发布“澄清声明”,其中明确说,“中兴通讯专注于通信芯片的设计,并不具备芯片生产制造能力。” 因为周末不开盘,没法卖出股票,但有中兴股票的股民,尤其是上周冲进去新买的股民,上个周末是没过好。 今天一开盘,也果不其然先跌为敬,其中港股直接下跌8%,股价从31港元直接跌到24.8港元。 03 制造芯片是中兴,也是中国的薄弱环节 其实,芯片产业主要是三个环节:设计、制造、封装和测试。 中国的芯片设计企业很多,有统计数据说有1400多家。 前两天,胡润研究院发布“2020年最有价值中国芯片设计公司”榜单,其中有名的比如有上海的韦尔股份、深圳的汇顶科技、北京的兆易创新、无锡的卓胜微电子等等。 而且,根据中国工程院倪光南院士的说法,在芯片设计方面,中国做得不错。 比如,连续几年登上世界第一宝座的“神威·太湖之光”超级计算机用的CPU(中央处理器)芯片,就是中国人自己设计的。 中兴在声明中也说,在专用通信芯片的设计上,公司有20多年的经验积累,具备从芯片系统架构到后端物理实现的全流程定制设计能力。 而这次,大家紧盯的一个关键:量产,也就是大批量制造芯片,这是中国大陆芯片产业链中最薄弱的环节。 这个不光中国不行,也是美国的弱项。 目前,这块做得最好的是中国台湾地区的台积电、韩国的三星。 所以,特朗普一直要台积电到美国去设工厂,生产芯片。 在中兴的声明中也说到,“在芯片的生产和制造方面,我们依托全球的合作伙伴进行分工生产”。 其实,就是委托其他公司生产。 04 中国芯片制造还落后10年左右 那中国大陆现在芯片制造技术到底怎么样呢? 我们现在芯片制造领域最好的公司叫中芯国际。 公司总部在上海,用它官网的介绍叫,“中国内地技术最先进、配套最完善、规模最大、跨国经营的集成电路制造企业”。 中芯国际现在能产生0.35微米到14纳米的芯片。 中芯国际的工艺技术 这是个什么概念? 先看最厉害的台积电,现在,已经能生产5纳米的芯片。 另外,根据台积电方面消息:2021年上半年投入试产4纳米芯片,加快推进2纳米工艺。 再看三星,今年下半年也会量产5纳米芯片。 倒过来看,中芯国际今年才能量产的14纳米技术。 2016年台积电能生产16纳米芯片,2017年是10纳米。三星是2014—2015年左右就能生产14纳米芯片。 也就是说,中国最先进的芯片制造技术也还落后国际先进技术10年左右。 当然,目前在现实生活中,大部分芯片并不需要那么高精尖。 总体上来说,市场需求70%的芯片都是14纳米以下的。 但现在中芯国际产能还比较有限,上海工厂每月大概是6000片,新投600多亿建设的新生产线,产能是每个月3.5万片。 而台积电7纳米芯片产能现在已经达到每月10万片。 但不管怎么说,我们在芯片制造上已经迈出非常重要的一步,虽然差距仍然很大。 05 短板比我们想象的要多很多 但其实,我们更严重的短板在于芯片相关的工具。 比如,我们现在做得比较好的芯片设计,其中最关键的一个软件叫EDA,它也被叫做“芯片之母”。没有EDA软件,你就是有再好的想法,也实现不了。 目前,全球EDA软件市场份额大部分握在Synopsys、Cadence和西门子旗下的Mentor Graphics(总部在美国)三家手里,其实都是美国公司。 在中国市场,这三家占据了95%份额,然后剩下的5%里面有很大一部分是一家叫作Ansys的美国公司拿下。 然后,中国EDA公司只有极少份额。 为什么不用中国自己的EDA软件?因为性能不好。 举个简单例子。 美国三巨头可以提供从IC设计、布线、验证到仿真等等方方面面,但国产软件往往只能做其中一项或者几项。 再比如,大家都知道中国芯片生产缺少光刻机。中国要从外国买,美国是千方百计阻挠。 但多少人知道就算有了光刻机,也不行。 比如,光刻胶就是其中很重要的化学材料。 用业内人士的话说,“我们把光刻机比作一把菜刀,那么光刻胶就好比要切割的菜,没有高质量的菜,即便有了锋利的菜刀,也无法做出一道佳肴”。 光刻胶,中国也能生产一部分,但也只是技术壁垒比较的类型。 高端光刻胶还是严重依赖进口,主要向日本、韩国、美国买。 06 重要的是干,不是说 说了这么多,我真正想说的是,中兴能量产芯片这样的话,竟然有人能当真? 不光是自媒体狂欢,甚至专业媒体、研究机构都相信。 说白了,就是心态浮躁。 就像当时疫情中,美国瑞德西韦被认为最有可能成为特效药,一时间多少中国公司去蹭热点:又是开发了瑞德西韦原料药合成工艺和制剂技术,又是能批量生产出瑞德西韦原料药…… 但真正制造瑞德西韦的美国吉利德公司,反而多次在声明里说,这个药效果还不确定,等等。 但我们一些公司哪管这些,反正到蹭热点,股价上涨,割一波韭菜就是。 说到这里想到上周一个专业的理工科软件matlab,突然在中国网络大火。 很多人不知道,这样一个小小的软件竟然这么重要,中国还搞不出来。 但多少人知道,matlab是新墨西哥大学Clever Moler教授1970年代在教学中开发出来的一个小工具软件。 搞出来这个影响深远的软件,竟然也没发表一篇论文。 1984年,matlab开始商业化,成立MathWorks公司,当时只有1个员工,1985年员工涨到2个,1986年达到4个,直到1997年也才128个。 这个速度和今天动辄横空出世的“独角兽”来说,简直是蜗牛。 但他们一直致力于优化、完善这个软件,经过40多年努力,现在MathWorks公司营业额达到10亿美元,员工有3000多人,服务全球400多万用户。 更关键的是,它已经成为全世界科研、工业界不可或缺的工具。 其实,每一个尖端技术背后无一不是经年累月的技术积淀:现在知名的光刻机公司大都有四五十年历史,台积电成立到现在也有30多年,EDA巨头Synopsys成立于1986年…… 面对尖端科技,我们要有只争朝夕追赶超越的勇气。 但更要有久久为功的静气。