华为7nm芯片的产能之谜

晨枫

华为Mate 60系列上市一个多月了，雷蒙多从装作不在乎，到改口incredibly disturbing，似乎确认了华为实现了芯片突破。但Mate 60系列既没有供不应求的消息，也没有敞开了随便买，关键在于芯片的产能状态。
' k7 N+ i; x/ o+ M/ R* T
; C0 E& R; \0 z之所以说“华为7nm芯片”，是因为至今依然没人说得准这芯片到底是哪来的。一般认为这是中芯用DUV制造的，但有说法中芯否认了参与其中。还有说法是比亚迪代工的，但比亚迪此前没有代工高阶芯片的先例，不能说不可能，只能说待证实。彭博社在夏天还发文说，华为秘密手搓了完整的芯片产业链，也就是说，有可能是华为自己造的，同样待证实。
( v! ~% _1 V# \! W& e/ N
8 j0 i  [% o! y! @; v一般认为不大可能的是中国已经实现了EUV突破。EUV是7nm产能的瓶颈。用DUV需要反复曝光，费时费工，良品率也低。但台积电最初的7nm就是用DUV制造的，所以这在技术上是完全做得到的。
- l3 V- I+ d0 M( e  L  N+ _! q6 r
中国已经进口了很多DUV。华为7nm之后，荷兰既可能在美国压力下收紧未来DUV（尤其是浸润式）的出口，也可能在中美科技和经贸对抗有所松动的大环境下批准出口。中国在镓和锗出口管制后，批准了一些美国订单，并没有一刀切禁止出口。荷兰DUV出口也需要批准，而不是一刀切禁止出口。

. Q6 y3 C6 B7 _# f中国显然已经突破了7nm的有无问题，“不准”中国制造7nm已经不是选项，但把中国7nm“绑定”在DUV工艺有利于诱使中国形成路径依赖，拖慢中国的技术进步。也降低美国迫使盟国加入对中国禁运的反弹压力。另一方面，这也降低中国成熟芯片产能大跃进的阻力。西方已经在深深担忧中国在成熟芯片方面形成像钢铁和光伏那样的碾压了，这依然是芯片金字塔的基底和中腰。在“供应链战争”中，美国深切体会到基底和中腰的重要性，光抓住塔尖是不够的。

5 G* M% {1 o. O" `! I+ jDUV禁运也不行，中国已经在DUV自由的门槛上了，就像中国已经在民用航发门槛上一样。继续禁运并不能延误中国多少，但加速形成的中国独立技术生态对西方公司的损害是不可接受的。

显然，美国在两难之中，怎么办就留给美国人去琢磨，不用我们操心。
  b# I) D, \4 a2 O7 g: Y
但华为7nm的产能之问还在。
8 O2 J$ d" j& o) W3 r
& e9 S" W4 Q# @, ]由于到突然上市前一直高度保密，整个供应链需要时间才能高速转动是可以理解的。但要是Mate 60的供应长期跟不上需要，就有问题了。现在时间还短，没法确定是供应链启动时间的问题，还是产能本来就有问题。
8 v. f3 T" d! K/ e; Z( N' s  E( l
猜测起来，华为7nm芯片有几个策略。

1、        产能问题已经解决，一切都在按部就班地进行
2、        7nm芯片是瓶颈，早早秘密生产一批，囤积起来，现在继续努力生产的同时，在等外围芯片和元器件产能跟上来，最后在7nm芯片生产速度依然跟不上而库存见底的时候，正好也到换代的时候了
' _' M5 N* a" q+ q( v3、        7nm芯片就是瓶颈，手机产能与外围芯片和元器件生产的启动速度无关

情况1是最好的情况。不管中国最后是用人海战术、堆DUV的办法拼消耗，还是在工艺和技术上突破了DUV产能极限，打通7nm产能瓶颈具有巨大意义。这不仅保证了华为高端手机的可持续生产，也为中国高端服务器、图形卡的生产铺平了道路。手机只是消费级产品，服务器是信息化的核心，图形卡是AI和算力的关键，这些才是对整体科技和安全实力有实质性提升的东西。
! e$ X& h; z5 s& H
, q9 D! Q4 ], y3 i) I8 f2 S- {情况2不大好，但凡事总有一个但是。不管怎么拼，也依然DUV产能不足，早早开始生产和囤积7nm芯片的话，在Mate 60生产周期内管够，但这还是以时间换速度的做法。拼一下可以，可持续很难。
! M! _' e: |" b# W  w0 v3 J
' C; p9 P9 {) P+ F5 P2 f好在中国芯片工艺还在高速发展中，华为7nm可能是中国第一次大批生产7nm。边生产边爬学习曲线，在此同时放松保密限制和扩大友商合作，有可能把更多的产能转入7nm的轨道。用更大的空间换取更多的时间，也是可能的。

2 C$ S; T7 R$ ?, P% k最终还是需要突破EUV瓶颈，或者在技术上另辟蹊径。中国在EUV方面肯定也在全力攻关，坊间流传很盛的用电子加速器代替EUV光源的技术尽管受到有关部门否认，但在理论上确实可以替代EUV光源，形成完全不同的技术路线。要是走通了，在理论上甚至有望达到比现有EUV更高的产率和良率。

9 ?! A% {8 G5 N0 n8 R* t中国肯定已经在DUV的路上了，坊间盛传的28nm全国产线应该就是DUV技术。在DUV和EUV之间，光源是最大的差别，其他技术升级是量变而不是质变，一旦打通28nm级DUV，进一步打通7nm甚至高阶的EUV级技术，或许要爬的坡就不是从0到1，而是从1到2。

0 {( ^2 W- X# Y# X( E1 v+ U情况2里较好的情况是在Mate 60换代或者不太长的将来，就能打通7nm产能瓶颈，更加理想的情况是打通EUV路线，不管是传统路线，还是电子加速器路线。
6 A9 w) x: m5 C$ r: O
6 N6 \2 ~. R- l1 W) B/ q1 B情况3就糟糕了。那样的话，Mate 60就只有象征性意义，而不是人们期望的那样的实质性突破。从0到1的突破是重要的，但战斗已经打响，只解决有无问题是不行的，还得上量。
5 Q' h4 U3 U2 R- l6 q
Mate 60或许是孟晚舟在任职华为轮值董事长期间最高调的成就，9月25日的新品发布会还和孟晚舟回到中国两周年纪念日重合，尽管这个发布会上没有太多惊喜。孟晚舟受了4年窝囊气，在她的轮值董事长期间能扬眉吐气肯定是值得高兴的事。但华为就是华为，孟晚舟就是孟晚舟，为个人甚至公司扬眉吐气只能是排在很后面的小事，Mate 60的推出是中国和美国的大事，不可能由个人因素决定。
. \' f7 ?- g3 X; B- Y: Y$ R# I
. D( H- p2 d' x) E% i4 H这也不是孟晚舟就能签发的，这样的里程碑级大事任正非肯定要签字同意。华为和任正非最大的特点就是不玩虚花头，要玩就以实力说话。如果Mate 60只是上不了量的面子工程，这事要不了两个月就要穿帮，那时对华为的损害比发布时的支持要大得多，华为和任正非不可能不明白这件事。
* X: ?& M* j5 @4 f! v$ a7 R! v: y
同时，华为已经成为中美科技战的象征，高阶芯片已经成为关键阵地。华为在受到美国倾一国之力全力打压的时候，得到中国倾一国之力的坚决支持。很难想象华为要发布Mate 60的时候不和有关部门通气，有关部门也不会同意华为放象征性的风筝。

因此，推测起来，情况3的可能性最小，情况1和2的可能性差不多一样大，1比较稳妥，2则是在打时间差。
1 k  q0 N' p9 `( P
这样的猜测靠谱吗？再给两三个月的时间就清楚了。但从雷蒙多改口为incredibly disturbing来看，还是靠谱的。她已经不再提产能瓶颈了。确实，产能有严重瓶颈的话，是不需要过于担忧的。
0 s; _0 |8 R7 Q% d  y8 y* x. Y

数值分析

在DUV和EUV之间，光源是最大的差别，其他技术升级是量变而不是质变

7 @" G; N7 X$ ?5 ?: P; P这个好像不对 因为EUV极易被吸收 光路都要改为反射式的 而且也不能搞浸没式的 总之是要大改

moletronic

数值分析 发表于 2023-10-5 14:23
这个好像不对 因为EUV极易被吸收 光路都要改为反射式的 而且也不能搞浸没式的 总之是要大改 ...

你说的没错，EUV用反光镜（mirror）这点带来很多麻烦。过一次反光镜的光强损失要远大于过一次透镜（lens），而EUV光源的效率又差，导致EUV耗电远大于DUV。

晨枫

数值分析 发表于 2023-10-5 16:23
' U' }4 r: I- I7 w- ?这个好像不对 因为EUV极易被吸收 光路都要改为反射式的 而且也不能搞浸没式的 总之是要大改 ...

哦，那看来变化还是很大的

dozhou

华为5nm芯片的产能之谜

大黑蚊子

mate60的产能瓶颈很有可能不是芯片，而是整体供应链的缺货，根源在于华为对需求的估计不足。
一个是目前普遍反应代工厂华为项目的小时工资在涨，人员也在扩招，如果核心零部件产能存在瓶颈的话，没必要扩招生产线。
# ?4 Z& h8 ]& E5 Q另一个就是相关零部件供应商纷纷表示产能利用充分，这在消费电子情况并不好的当下，除了特定客户补库存以外没法解释。
华为的mate60因为没有gms，估计只能在国内销售，900美金这个档次的高端手机，预估全年销售600-800万台是一个比较合理的数据，估计大嘴的“管够”也是在这个前提下喊出来的。
/ l/ Y, M0 L. I5 i通过销量目标反推供应量，大概也就是相当于每月50-75万部的生产量，谁知道一下子涌进来每月200万台的需求，这不一下子就爆了嘛。
3 G( Z5 a* f0 K6 f我就看mate60和iPhone15 pm哪个先不加价能到手，我今年就买哪个

晨枫

大黑蚊子 发表于 2023-10-5 21:20
mate60的产能瓶颈很有可能不是芯片，而是整体供应链的缺货，根源在于华为对需求的估计不足。
  E9 J" p; o  V! y$ [1 K1 F) {5 i一个是目前普 ...

# H- K3 g5 I- U现在Mate 60和iPhone 15两个的实际销售情况怎么样？

% G1 M0 ~# a, C, }. \  m1 F: c4 s按照正常情况，华为接下去应该再推P60？

大黑蚊子

晨枫 发表于 2023-10-6 12:00
$ \- ~. N2 l5 L现在Mate 60和iPhone 15两个的实际销售情况怎么样？
: [, f! Q/ [2 G% Q8 j
按照正常情况，华为接下去应该再推P60？ ...

! a) z# E& A- _; l2 `5 {% y0 ^mate 60好像还好买一些，但pro很不好买
线上抢不到，线下要加微信通知，长期缺货

不过iPhone15 pm 512的昨天有报价现货国行12200，加价200（256的还得加1k）
其他iphone 15系列都已经破发了

江淮客

1. 不用太过担心产能问题。现在半导体产业是全球downturn，所以有大量的未利用产能。只要有订单, 工厂可以把更多的DUV拿出来生产华为芯片。

2. 半导体的capital equipment 也有自己的产业生态链，本身也有大量软硬件配套服务和相对应的工艺，不是简单的机器本身设计和制造，这个入门技术门槛很高。Intel的量产厂今年才得到EUV机台，就是因为各家都是下订单排队等EUV。以Intel的体量为什么不再扶植一家对抗ASML？因为做不到。litho 机台产业链现在是ASML垄断。国内对DUV很了解，也有很多技术资料，为什么不简单仿造而要做研发？因为没有产业生态链，所以仿造和研发技术门槛其实差不多。
3 m3 {# J) S- J0 f2 M, a# h; C
3. 电子加速器是编故事糊弄领导+骗外行。现在最可行的路线是吃透DUV技术仿造/研发，建立国内的litho 机台产业链。
- i/ ]9 Y& L7 r; n% S$ w
/ o  t1 g+ `2 P" J9 V* l7 Z5 Z4. 高通大裁员，估计应该是判断华为订单无望。华为对高通是双重打击，不买高通芯片+挤占用高通芯片的友商市场份额。
https://www.worldjournal.com/wj/story/121477/7457616?zh-cn

大黑蚊子

江淮客 发表于 2023-10-6 13:55
6 Z9 E, j, ~0 e! f2 x1. 不用太过担心产能问题。现在半导体产业是全球downturn，所以有大量的未利用产能。只要有订单, 工厂可以 ...

" q, t, P4 f  h! G  n1 k2 D我非此专业人士，但对3的“编故事糊弄领导”略有不同意见
, Z+ Q6 j4 `6 U同步辐射光源本来就有望作为EUV的光源，这个在理论上是有相关科学依据背书的
其次目前国内的研发也逐渐走出“了解-探索-仿造”的老路，是需要在一些前沿和模糊地带进行相应的投资和探索了。之前的航母电磁弹射就是一例，据说国内EUV光源也是三条路线多个立项齐头并进，搞“饱和式开发”。
这事儿即使失败了也没啥大问题，最差不过是几十亿人民币换多了一台同步辐射光源嘛，好歹验证了原理锻炼了队伍，总比水司楼强。
特别有意思的是，国内网络上对于”光刻厂“，还有此前对常温超导的热烈讨论，恰恰说明当前活跃在网络上的中青年一代国人，是具有较强求知欲和探索能力的一代人，认同“科学技术是第一生产力”并真心拥抱科学发展和技术进步的，这个人口总量和比例还是挺吓人的
9 O* B8 {, T& K0 l; Z  w& T9 z' H
至于4倒不完全如此，高通本来今年就在陆续裁员，只不过是三季度终于轮到最大市场所在地的中国分部了。

moletronic

江淮客 发表于 2023-10-5 21:55
, g% s8 R  |$ k, x* G1. 不用太过担心产能问题。现在半导体产业是全球downturn，所以有大量的未利用产能。只要有订单, 工厂可以 ...

+ S% l) {  c) g6 g+ K3算不上编故事，13、14年ASML的EUV光源不顺，加速器路线有很多讨论的。纯技术考虑，加速器路线更好，但ASML的对应市场无法接受。

江淮客

0 N; R! U0 s0 X' Q3 Q3 `

大黑蚊子 发表于 2023-10-6 21:49
我非此专业人士，但对3的“编故事糊弄领导”略有不同意见
同步辐射光源本来就有望作为EUV的光源，这个在 ...

“饱和式开发”这口号本身就是骗funding用的呀，只能希望这钱是真的基本能用在研究上，做到这一点也不能算浪费。基础科研和工程技术开发从项目管理的角度看是两件截然不同的事情，现在要的是工程技术开发，把替代的机台拿出来。不是从基本原理出发，尝试一条新技术路线，走不走的通都还不知道呢。还是之前那句话，光刻机本身也不是什么全新技术，要是这么容易重新来过，业界为什么不扶植一个ASML的竞争对手？
' n( }8 Y: l3 \$ r3 t7 ]" \
( ]( @# y( Y; x. l* k1 I我转发的link里还能连到另外一篇稍早的报道：
- d5 }1 D3 w) U1 W2 t9 rhttps://www.worldjournal.com/wj/ ... erralnews&zh-cn
0 o# c. X: X8 `/ y. [
“ 报导引述香港天风国际证券分析师郭明錤指出，华为在2022年和2023年分别向高通采购了2300至2500万片和4000至4200万片搭载智能手机的骁龙SoC芯片。他预计2024年高通将完全失去华为的订单。
; }: D% B- d  }: B% r& P7 i0 o
) V, Y, ]1 U- m# U$ U郭明錤预估，2024年高通对中国品牌手机SoC出货量，将比今年减少5000万至6000万片，而且还会持续逐年减少。

9 b- z- s3 ]) B% p数据显示，高通2022年营收超过60%来自中国。如果丢掉华为的订单，无疑对高通的营收和利润都是不小的损失。”
9 U0 C0 P/ V2 `/ n. \0 M
+ M# t- S+ k7 z* M) u: K这个消息在业界不算啥大新闻，我只是等裁员消息正式出来才转发的。高通台湾在裁员的时候明确说了原因就是市场竞争丢单。
' s/ i" C. {$ D/ P) `1 T5 B
, l8 A5 p8 a6 Q8 n& z

江淮客

moletronic 发表于 2023-10-6 23:46
( p5 B( V6 J. w; j% k4 e2 a, E3算不上编故事，13、14年ASML的EUV光源不顺，加速器路线有很多讨论的。纯技术考虑，加速器路线更好，但AS ...

; m4 k2 n5 k# A5 m/ X7 |; Q/ U那他们关于加速器路线有公开发表的结论吗？要是有的话，为什么今天还要提“饱和开发”这个口号？

WiFi

江淮客 发表于 2023-10-6 13:55
1. 不用太过担心产能问题。现在半导体产业是全球downturn，所以有大量的未利用产能。只要有订单, 工厂可以 ...

3 C: N% q+ i" ]2 D#1 也不可能。没有哪家的产能能够（敢）给华为生产。
9 W) D0 I5 U6 S$ [2 q1 w, e#4 你以为相关公司和我们一样等事情发生了才知道，才反应？手机整机研发至少一年前就会立项开发，用不用高通芯片至少一年前没有新的开发计划时，高通就知道/猜到了。

晨枫

大黑蚊子 发表于 2023-10-5 22:12
mate 60好像还好买一些，但pro很不好买
% i' m; D' L# D9 |2 N  f线上抢不到，线下要加微信通知，长期缺货

6 ~$ }3 s; G1 |2 A3 jMate 60和Pro用的是同一个芯片吗？

江淮客

WiFi 发表于 2023-10-7 00:20
& E1 _/ R+ g2 n5 \4 b#1 也不可能。没有哪家的产能能够（敢）给华为生产。
#4 你以为相关公司和我们一样等事情发生了才知道， ...

' U3 s) L; q! @) Y( d( v- k2 P3 d
#1 那华为芯片是怎么生产出来的 ？ 我的意思就是这家神秘的工厂可以压缩别的产品，把产能转给华为。

' d7 m3 g6 N0 ~9 m, o5 \/ L( B  X0 s( W#4 所以说这个在业界不是大新闻。高通拖到今天才裁员，应该还是做过很多努力希望后续拿到或者起码保住部分潜在订单的希望。郭明琪显然知道内幕消息比我们多，他说出来的应该就是最终决策了。

晨枫

江淮客 发表于 2023-10-6 10:15
那他们关于加速器路线有公开发表的结论吗？要是有的话，为什么今天还要提“饱和开发”这个口号？ ...

在从无到有阶段，工程研发是最强调饱和开发的，正是因为不知道哪条道路走得通。而且每条道路对产品有微妙的影响，这些影响有的是在走到一半才体会的。
( V5 m2 m7 A' Z+ U/ }4 v
7 b  H9 q: O% K6 y. L9 \在航空上，喷气发动机从一开始就是离心压缩机和轴流压缩机并举，然后离心主流，再然后轴流主流，因为在路上发现各有各的好处。现在对两者的特性清楚了，所以大推力、高速飞机用轴流，直升机、小涡桨用离心，甚至离心与轴流混合结构。

3 M: U. \' b7 X) F6 v5 h6 `在聚乙烯工艺上，一开始是用间隙的高压釜，后来改进到液相的CSTR，同时出现了浆相移动床、气相流化床。在此过程中，发现各种工艺适合不同的聚乙烯，而且聚乙烯的种类也极大扩充了。
" }9 g: }8 j* ], N1 P+ X+ W
7 `% G. [, A, E我对芯片工艺不懂，但相信饱和开发的原则是同样适用的。
* H/ w# Q, U2 z
. K, j* R- P/ S) y% `5 D$ I1 m工程研发单刀直入而且一次锁定最优路线是特例，通常也不存在单一的最优路线，不仅条条大路通罗马，跳跳大路还经过不同的水草丰满之地。

江淮客

晨枫 发表于 2023-10-7 00:49
在从无到有阶段，工程研发是最强调饱和开发的，正是因为不知道哪条道路走得通。而且每条道路对产品有微妙 ...

光刻机不是从无到有啊 现在需要的是弯道超车。

晨枫

江淮客 发表于 2023-10-6 10:55
光刻机不是从无到有啊  现在需要的是弯道超车。

对于中国来说，光刻机差不多就是从无到有，因为以前有的与需要的基本上没有关系。这就像汽车一样。中国早就有生产老解放的能力，但在大众高尔夫、别克君威的时代，老解放的技术实际上irrelevant，有没有都差不多。

江淮客

9 s4 V! I) b( t/ d7 T7 N

晨枫 发表于 2023-10-7 02:12
对于中国来说，光刻机差不多就是从无到有，因为以前有的与需要的基本上没有关系。这就像汽车一样。中国早 ...

. m2 d, Y3 h  W/ D2 J! `果然是隔行如隔山。
晨大，各种不同型号的光刻机中国大概都有，相应的技术资料和使用经验也有，可能大部分日常维护也是由中国团队完成。光刻机对于中国可不是从无到有哦，中国是见过猪跑吃过猪肉的，这比从无到有的难度可不是小了一点，更不是“以前有的与需要的基本上没有关系”。晨大难道不会是真的认为DUV时代的经验技术到EUV时代完全没用？设计原理是不一样了，但是很多之前的经验技术是迭代的，技术升级也是根据之前的技术局限有针对性的改进，他们之间的关系可不是相差几十年的两种不同汽车。中芯国际为什么要做N+1和N+2来推进7nm工艺而不是一步到位？因为没有N+1的经验，N+2很难决定怎么走，容易犯错，到头来还要回到N+1。这个是tsmc的成功经验，其实也是中国以前军工行业的小步快跑战略。现在看来明年DUV就无法进口了，也许以后会有更严格的限制政策出台，可能会让已经进口的DUV因为缺乏备件停机，甚至像俄罗斯一样来个远程锁机。解决DUV光刻机全产业链的控制才是priority，哪怕DUV最老的型号都行。

7 y1 l# |2 K' V( R  l  f再多说两句。苹果新一代iphone用tsmc N3，看来没有很大的技术进步，所以现在都转向Gate All Around （GAA）。这个其实是一个明显的信号，主流半导体产业基于CMOS scaling的技术路径快要到头了，也许过几年大家会发现EUV其实没有那么重要，有当然好，没有它靠DUV也凑合解决大部分需求，就是少赚点钱而已。