华为 Mate 70 的麒麟 9020 芯片是谁生产的?

2024 年 11 月 26 日,华为 Mate 70 系列手机正式发布,该系列机型首次搭载了全新一代的麒麟 9020 芯片。麒麟 9020 芯片是谁生产的,我本以为不应该还是个问题,但没想到仍有网友还有这一方面的疑惑,今天就在这里聊一聊吧。
华为手机的麒麟芯片原本由台积电代工。2019 年 5 月,美国政府将华为及其附属公司列入“实体清单”,禁止美国企业向华为出售商品和技术,除非获得特别许可。美国还要求,其它国家的企业的产线中,如果美国技术达 25%以上,同样要对华为断供。然而台积电确定美国技术占比不超过 25%,仍然可以跟华为做生意。真正对华为有影响的 7 纳米以下先进工艺,台积电的美国技术含量只有 7%。
于是,时隔一年后,美国商务部新出台了针对华为的第二轮出口管制措施,重点落在了芯片设计和制造环节。美国商务部下令,任何厂商若使用美国软件或美国设备为华为设计或制造芯片,都必须额外取得美国政府的出口许可证。禁令于 9 月生效后,台积电停止为华为生产麒麟芯片。
面对美国的制裁,华为想要生产麒麟芯片,无非只有海外代工、自产和国内代工三种选择。我们来逐一讨论。
一、找海外其它企业代工。
海外有哪些企业能生产 7 纳米以下工艺的芯片?华为的选择其实很少,海外能够生产 7 纳米以下工艺芯片的,除了台积电,全球就仅有英特尔和三星电子两家。但台积电不敢为华为代工,英特尔和三星电子同样也不敢,这条路走不通。Mate 70 手机上市后,华为常务董事、终端 BG 董事长余承东在宝安中学进行的一场讲座中直接掏出了 Mate 70 手机,骄傲的称其实现了芯片的 100%国产。华为终端 BG CEO 何刚也在一次对谈中提到,Mate 70 系列的每一颗芯片都具备国产能力。所以,麒麟 9020 芯片可以确定不是在海外生产的。
二、华为走 IDM(集成器件制造)路线,自己生产。
很多网友猜测,华为是不是自己设厂生产麒麟 9020 芯片?我可以百分之百地肯定回答:不可能。
首先,是成本问题。要知道,芯片纳米工艺的军备竞赛是非常激烈的。根据第二摩尔定律,半导体芯片制造厂的成本每四年翻一番。建一条纳米工艺的生产线,14 纳米的建设成本约 100 亿美元,7 纳米约 120 多亿美元,5 纳米约 160 亿美元,3 纳米高达 200 亿美元。高投资还不是最大的问题,最大的问题在于时间。越先进的纳米工艺,研发的成本、难度和风险都越是直线上升。理论上说,只要时间允许,没有什么技术是研发不出来的。但问题的关键就在于时间不允许。芯片制造厂的折旧期都只有 5 年。如果你只是慢个一年半载,那还勉强能够忍受。如果你慢个两三年,别人已经喝完头道汤,很快就把折旧提完,直接降价竞争,你怎么办?如果跟着降价,就意味着巨额投入收不回成本。不降价,肯定就要丢掉市场。所以,在先进纳米工艺上竞争的厂家越来越少,美国格罗方德和中国台湾联华电子都宣布放弃 7 纳米及以下先进工艺的竞争。
其次,是市场问题。芯片先进工艺这么高的生产和研发成本,仅生产自己的产品已经很难回本,所以,IDM 厂往往同时也要做晶圆代工业务。但 IDM 厂做代工会引起客户的顾虑,客户会担心有将芯片设计图泄密给竞争对手的风险。比如三星电子自己也做手机处理器芯片的设计,这样就不好吸引苹果、高通这样的手机处理器芯片代工业务。所以,三星电子在 2017 年将芯片制造业务从设计部门分离了出去。英特尔迟迟不愿将芯片制造业务切割出去,几乎找不到像样的晶圆代工客户,其产品性能也受制于自家芯片工艺的落后,这被认为是其股价下跌的重要原因。
最后,是技术问题。以下段落直接摘抄《芯片浪潮:纳米工艺背后的全球竞争》一书中的内容:
在芯片制造工艺向前演进的历程中,曾经有过多次重大的技术路线抉择,台积电每一次都走对了方向,拥有无懈可击的常胜纪录,这不能简单地归结为运气好。(台积电前技术长)胡正明认为,大型专业晶圆代工厂有几百个客户,这鼓励他们采取更小的进步,因为总有一个客户会对此感兴趣。“当你拥有大量代工客户时,这些客户的产品周期并不都是同步的。几乎任何时候,只要你拥有一项新技术,就会有一些客户愿意为其付费。当你采取更大的进步时,比采取更多的小进步更有可能滑倒。”因为客户数量众多,台积电拥有更多的试错机会,更容易应用新技术,然后将一个个微小的改善累积成巨大的进步。这是专业晶圆代工厂相对 IDM 厂的一大竞争优势。胡正明最后指出:“如果不涉足代工业务,英特尔就无法保持领先技术。”
所以,在纳米先进工艺上,芯片设计与芯片制造的分离,是行业大势所趋。即便是英特尔这样的芯片大厂,也不可能逆行业浪潮而行。华为作为一个芯片制造行当的新来者,自己去生产 7 纳米及以下工艺的芯片是绝对不可能的。
三、找国内企业代工。
中国大陆拥有 7 纳米工艺的企业,唯有中芯国际一家。2019 年年底,中芯国际实现了 14 纳米的量产。这个时间点比台积电晚了 4 年多,在报价上根本没法与台积电竞争。所以,中芯国际的 14 纳米工艺一直是亏钱的。类似地,中芯国际的 7 纳米工艺也要比台积电晚约 5 年的时间问世,如果是在正常的市场竞争环境下,根本没法与已经提完折旧的台积电竞争。所以,中芯国际与华为是相互成就。中芯国际只能找到华为这一个 7 纳米客户,华为也只能找中芯国际这一个工厂代工。
有没有可能由国内的其它晶圆厂为华为代工 7 纳米工艺?我可以百分之百地肯定说,不可能。其它晶圆厂如果取得 7 纳米工艺突破,时间点只会比中芯国际更晚,同样无法和已经提完折旧的台积电竞争。连格罗方德和联华电子这样有几十年历史的芯片制造大厂都放弃了 7 纳米工艺的竞争,中国大陆的其它晶圆厂,在技术积累上连中芯国际都比不上,谈何敢去造 7 纳米工艺的芯片?
综上所述,从华为的麒麟 9000S 芯片到麒麟 9020 芯片,无疑都只能由中芯国际代工。在 Mate 60 上市三个月后的 2023 年年底,美国商务部向中芯国际的多家美国供货商发出数十封信函,暂停这些企业向中芯国际的子公司中芯南方出口商品的许可。这些制裁措施被认为是针对中芯南方为华为 Mate 60 代工芯片的行为所致。
我们也看到,美国的制裁不仅没能阻止华为自研新款麒麟芯片的上市,反而促进了中国芯片制造和设计的进步。受美国制裁影响,中国大陆要从国际市场上买到生产 7 纳米工艺芯片所需的半导体设备非常难。中芯国际在为华为 Mate 60 系列手机代工麒麟 9000S 芯片时,就面临产能不足的问题,导致市场上 Mate 60 手机的供应经常断货。但仅隔 15 个月的时间,2024 年 12 月 4 日,Mate 70 手机正式开售,供应却一直很顺畅。在这背后,很可能是中国半导体设备的国产替代有了长足的进步。
麒麟 9020 芯片采用的是 7 纳米工艺,但性能在某些方面接近 5 纳米工艺。与上一代华为 Mate 60 Pro+相比,Mate 70 系列在操作流畅度上提升了 39%,游戏帧率提升了 31%,整机性能提升了 40%。硬件不足、软件来补。相信华为在鸿蒙操作系统、芯片架构和芯片封装等方面都有了长足的进步,才让麒麟 9020 芯片的表现足以与更先进工艺的芯片媲美,成本还能做到更低。
美国在硬件上的限制反而促进了中国在软件上的进步,这恐怕大大出乎美国的意料之外。2024 年 12 月 21 日,美国商务部长吉娜·雷蒙多在接受《华尔街日报》采访时就表示,美国试图限制中国获得先进半导体技术的努力并没有阻碍中国的进步,反而是一项“徒劳无益的差事”。
相关图书介绍

▊《芯片浪潮:纳米工艺背后的全球竞争》
余盛 著
揭开纳米工艺背后的全球竞争
全景式展现了芯片行业关键的几十年发展历程,以详细的数据分析和严谨的史实考证为基础,以台积电、联华电子、三星、英特尔等关键企业的发展为线索,铺陈出整个行业的发展脉络。
评论