華為囤美國FPGA和CPU夠用2年？國產尚無法取代

據《日經亞洲評論》援引消息人士報道，華為已經儲備了長達2年份的美國關鍵芯片，期間其業務運營或將不受美國政府制裁影響。

據消息人士稱，華為儲備芯片的重點在于英特爾（Intel）和美國超威半導體公司(AMD）所生產用于服務器的中央處理器(CPU)、賽靈思（Xilinx）公司的現場可編程門陣列芯片（FPGA）。這些芯片都是華為基站業務和新興云業務“最重要組件”，現在，華為有足夠的庫存可支撐1.5至2年時間，以維持主力業務通信設備及服務器使用的半導體供給。

芯片業內人士 @手機晶片達人 在新浪微博上引用KeyBanc Capital Markets 分析師 John Vinh 周四(28 日)發布的一份研究報告稱，美國擴大封殺華為后，高通可能出人意料地成為贏家。John Vinh 預計2021 年華為將不會使用海思半導體自家的芯片，而是將在旗艦手機 Mate 50 和 P50 上采用高通的驍龍（Snapdragon） 芯片組。

據日經引述業內人士透露，2018年年底，也就是在華為CFO孟晚舟在加拿大被捕后不久，華為已經開始儲備這些關鍵芯片。

華為在上周披露，公司在2019年投入了人民幣1674億元儲備芯片、組件以及材料，比2018年增長了73%。

FPGA無替代品可用

盡管華為沒有披露儲備了何種芯片，但該人士稱，華為尤其希望多儲備賽靈思的FPGA。據悉，賽靈思的FPGA還被用于美軍的最先進隱形戰斗機“F35”，太空探索及衛星等，因此被認為與國家安全有很大關聯，被禁止出售給華為。

5G浪潮襲來，這種可編程芯片對華為基站和電信設備機房至關重要，而業內又沒有能夠匹敵賽靈思的非美供應商。

海思半導體的芯片設計開發能力一流，據悉早已著手進行開發取代賽靈思FPGA的產品，不過相關人士透露， “華為（海思半導體），雖然有很好的設計能力，目前仍無法設計出與賽靈思及英特爾（旗下Altera）具有同等性能的FPGA。“

自1985年賽靈思發明FPGA以來，其容量提高了一萬倍以上，速度提高了一 百倍以上，價格和能耗縮小了一千倍以上。長時間的底層積累，讓FPGA技術壁壘高企，華為和中國廠商要短時間實現替代幾乎是不可能。

與一般 IC 設計企業不同的是，FPGA硬件需要配套EDA軟件一起使用，所以FPGA 公司通常需要自行研發適配自家硬件的EDA軟件，因此也算半個EDA軟件公司。由于FPGA版圖及布線復雜，硬件設計難度較大，加之軟件和硬件協同開發，系統工程的難度再升級。

另一方面，FPGA核心專利被幾家美國巨頭壟斷，賽靈思和Altera在FPGA領域的專利數近10,000個，而國產廠商如紫光同創專利數僅約200項，相差懸殊。國內廠商在其專利有效期結束前，很多高端應用領域不能碰，未來隨著部分專利的有效期結束，及國產廠商在新專利上的突破，國產FPGA或迎來轉機。

目前國內的FPGA廠商主要有紫光同創、國微電子、成都華微電子、安路科技、智多晶、高云半導體、上海復旦微電子和京微齊力等。

據Gartner數據，全球FPGA市場規模2019年達到69億美元，2025年達到 125億美元，未來市場增速穩中有升。亞太區占比達到42%，是FPGA主要市場，其中中國FPGA市場規模約100億人民幣，未來隨著5G部署及AI技術發展，國內FPGA規模有望進一步擴大。

2017 年時，國內FPGA市場國產率還低于 1%，如今美國禁運將逼著國產廠商加快自研腳步，也讓更多客戶開始采用國產FPGA替代，這是百億級的市場機會。

國產服務器芯片發力

除了賽靈思，華為還通過從英特爾、AMD采購高端服務器CPU。英特爾和AMD都是美國芯片開發商，控制著全球近98%的服務器CPU市場，而目前全球IT信息產業依然是由x86架構的底層芯片主導。

2018 年，全球 IT領域采用的處理器，英特爾占比 90.41%，操作系統則是微軟的Windows一家獨大，占比達 88.17%。同時，圍繞他們形成的“WinTel“產業生態，包括一系列的配套軟硬件如服務器、存儲、數據庫、中間件、應用軟件等，長期居于市場壟斷地位。

國產x86服務器芯片廠家目前有兆芯、中科海光、瀾起科技、北方眾志等。不過x86授權通常在內核層，一方面獲得授權后的芯片仍有相對“黑盒子”的部分，其次在此基礎上擴展形成自主指令集的難度也較大。

所以包括華為鯤鵬在內的國內外廠商，近年來大力發展Arm架構服務器芯片，欲以低功耗等差異化競爭蠶食x86市場，但尚未形成星火燎原之勢。

Arm 主要有三種授權等級：使用層級授權、 內核層級授權和架構/指令集層級授權，其中指令集層級授權等級最高，企業可以對 Arm 指令集進行改造以實現自行設計處理器，比如蘋果就在Arm v7-A架構基礎上開發出了Swift架構。國內的飛騰和海思鯤鵬都已經獲得了Arm v8指令集永久授權，雙方有望在未來形成自己的指令集，且在無法再獲得Arm新授權的情況下，繼續維持先進性。

而依托MIPS架構自研指令集的龍芯，以及Power架構自研指令集的申威，雖然在自主知識產權程度上最高，但兩者的制造工藝相對落后，短期在商業市場缺乏競爭力，需要打持久戰。龍芯長期合作的代工廠意法半導體位于歐洲和美國，嚴格來講屬于中國設計，歐美制造；申威有軍方背景，其CPU必須是中國企業制造的，例如中芯國際。

2018年8月，國采中心通過公開招標方式確定了2018-2019年服務器產品協議供貨商，入圍名單中包括了七家國產服務器處理器：龍芯(MIPS-LoongISA 2.0)、飛騰(Arm v8)、申威（SW-64）、華為海思(Arm v8)、海光（x86）、宏芯(Power)和兆芯（x86）。

2020年5月，中國電信在服務器集采資格預審中，單獨列出了包含華為鯤鵬920芯片或海光HYGON Dhyana系列處理器的H系列全國產化服務器，是首次將全國產化服務器單獨列入招標目錄。

有評論認為，近年來自主可控成為中國科技發展重要目標，中國電信作為央企，承擔著政治責任、經濟責任、社會責任以及企業發展的責任。從2018年的政府國采，到2020年中國電信以搭載華為、海光等國產CPU的服務器，取代部分英特爾、AMD產品，看出在推行國產化、培育國產自主可控產業鏈上，政府和央企正在做出表率。

華為服務器產品在消耗這兩年英特爾、AMD庫存期間，預計也會加緊自研鯤鵬系列替代，或是扶持一些國內自主可控的處理器產品。

手機處理器和存儲芯片

手機處理器方面，雖然華爾街日報引述的報告純屬猜測，但有網友認為，購買使用高通處理器的方法并非不可行。@來往新世界 表示，華為可以國外市場用高通，國內市場用海思。這樣既照顧了美國企業的利益，也能照顧國內支持者的情緒，換來爭取發展的時間。這也是從奧巴馬政府開始，到特朗普政府，美國一直奉行的策略——不希望華為自研芯片，希望來買美國貨。而事實上在被制裁之前，華為也一直是高通射頻等類別芯片的大客戶。

另外，自去年以來，華為還一直在從三星、SK海力士、美光以及鎧俠(Kioxia，原東芝存儲)采購DRAM內存芯片和NAND閃存芯片。

在 NAND Flash 市場中，三星、鎧俠、鎂光、SK海力士、西部數據、英特爾這六家原廠長期壟斷著全球 99％以上的份額。此外，國際原廠持續引領著 3D NAND 技術研發，形成了較為厚實的技術壁壘。

長江存儲作為國內專注 3D NAND 閃存設計制造一體化的IDM 集成電路企業，正在破局。他們在 3D NAND 研發中使用自主知識產權的 Xtacking 架構，將兩種電路進行堆疊，從而實現邏輯電路與存儲電路結合，實現較傳統 3D NAND 更高的存儲密度。

基于此架構，公司已經在 2019 年9月宣布開始量產64 層 3D NAND；2020年4月，長江存儲又發布了128層QLC 3D NAND，預計量產時間將在今年年底到2021年上半年之間。

DRAM方面，本土廠商長鑫存儲已獲得奇夢達、Rambus等巨頭的大量專利，并于2019年4季小批量生產首批DRAM芯片。

但縱觀全球存儲芯片市場，中國生產的存儲芯片仍不具備競爭優勢，并且大批量供貨存在難度，因此華為預判美國政府可能再次擴大限制范圍，早早囤了貨。

“華為正在進行‘戰時’儲備，”消息人士稱，“如果實際需求是每月100顆芯片，那就訂購150顆，儲存起來。相對于處理器芯片，不需要頻繁升級的存儲芯片更容易建立庫存。”

只用庫存，沒有新品，會削弱華為競爭力

針對日本經濟新聞的采訪，關于庫存采購的品項，華為方面未予置評。賽靈思、英特爾和AMD均均表示“遵守美國的法律和規定”，鎧俠只是表示公司經營行為符合其經營所在國的規章制度。

美國商務部5月15日公布了進一步對華為與美國企業之間的交易加強管制的計劃，要求廠商將使用了美國的技術或設計的半導體芯片出口給華為時，必須得到美國政府的出口許可證，外國廠商也不例外。

在美國升級限制的背景下，擁有足夠的芯片庫存對于華為按時推出產品至關重要。分析師認為，盡管華為采取了儲備措施，但在新的出口管制限制下，無論產品出現什么問題，都不能直接從美國半導體大型企業那里得到技術支持或客戶服務。“長期看來，這可能會導致（華為的）產品競爭力降低”。

顧問機構Eurasia Group研究主管Paul Triolo表示，囤貨只能解燃眉之急，但美國的行動可能會集中在華為的基礎設施業務、旗下企業、云服務以及人工智能業務上。這些行業的競爭非常激烈，需要有能力快速迭代設計，并整合來自各種來源的最新和最好的技術。

這種擔心不無道理，據《金融時報》引述瑞士信貸亞洲半導體研究部主管RandyAbrams 5月18日發表研究報告指出，全球芯片制造商當中，約40%都使用應用材料(Applied Materials)、泛林集團(Lam Research)等美國廠商的設備，多達85%則使用Cadence、Synopsys及Mentor, a simens bussiness的EDA軟件。

按照美國的規矩，眼下幾乎沒有晶圓代工廠能繼續跟華為合作，海思在設計芯片時，也只能用舊版本的EDA軟件。

責編：Luffy Liu

本文綜合自日經亞洲評論、新浪微博、法新社、國際電子商情、鳳凰網科技、C114報道報道