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宁南山: 2020年已经可以实现硬件去美国化 |2020-5-2

首先要说下,本文说的去美化是指可以不需要美系元器件,从供应链,发货等多个维度的情况看,2020年华为不管是基站还是手机,在零部件上都可以基本实现去美化,一些被认为中国短时间造不出来又必不可少的部件,例如用于基站的高端FPGA(可编程逻辑器件),华为通过对系统重新设计进行了规避,而国内几大FPGA厂家在中低端FPGA上有较大进展。
2019年10月7日,美国华盛顿邮报刊登了一篇文章《Next Few months may show if Huawei can thrive without U.S. techsales》,未来几个月会揭晓华为能否在不使用美国技术下生存。

 

华盛顿邮报引述总部位于美国加州的研究公司Mobile Experts首席分析师马登(Joe Madden)的分析,华为将很快用尽制造5G无线设备所需的关键部件。其中,尤为重要的是来自美国赛灵思(Xilinx)的FPGA技术产品,该技术可通过更改代码实现对5G基站的重新编程,即便基站已经安装到塔上也可以更新软件。
根据文章报道,分析师乔·马登(Joe Madden)对华为的出货情况做了密切跟踪。他预估,华为购买的赛灵思的FPGA足够维持到下个月(2019年11月)。Joe Madden说:“我预测,华为将在11月用完赛灵思的FPGA芯片,届时他们将换用自己的产品。但这可能会降低华为5G设备对全球买家的吸引力,因为华为的技术可能不如赛灵思的先进。”
Joe Madden还补充说,如果赛灵思的芯片被更换,华为将会陷入困境。
而在2019年8月份,赛灵思首席财务官弗洛雷斯(Lorenzo Flores)在投资者会议上发表演讲时表示,在美国政府改变立场之前,该公司不会向华为出售与5G相关的产品。
 
这篇文章说的非常清楚,即使是美国的分析师,也认为华为的基站即使没有赛灵思的FPGA,也可以找到替代的技术,这个技术可以是“中低端FPGA+其他元件”的方式来替代赛灵思的高端FPGA的功能。
但是该分析师认为华为的替代方案由于技术上不如赛灵思方案,因此会对华为5G设备的销售造成影响。
 
在几天后的10月15日,在华为2019全球移动宽带论坛(Globe Mobile Broadband Forum)上,华为5G产品线总裁杨超斌明确的向记者表示:
华为不含美国5G元器件的5G产品已经发货。5G有一部分模块是含有美国元器件,有一部分不含美国公司元器件,从产品来看,没有任何差异,这种产品都是混合发货的,很难说哪个国家发的是哪种产品。
华为的速度显然比美国分析师预计的在11月份赛灵思芯片库存耗尽后再切换还要快。
如果在去年10月份,我们还可以认为华为的说法只不过是稳定军心,那么到现在已经是2020年5月份了,没有任何客户抱怨华为无法出货的新闻出现。
 
要知道在2020年2月20日,华为运营商BG总裁丁耘在伦敦的解决方案发布会上透露,截至目前华为已获得91个5G商用合同,5G基站发货量超过60万个。
这91个5G商用合同中,欧洲47个,亚洲27个,其他区域17个。
而在大约五个月前的2019年9月3日,华为宣布发货5G基站20多万个,也就是华为5G基站发货数量确实在大规模增长,从2019年9月3日的20多万个增加到2020年2月20日的60万个。

 

那么这样看来,华为在去年10月宣布已经实现不含美国元器件的5G基站批量出货的说法是准确的,华为在5G基站领域已经实现了去美化。
注意,以上是根据华为的发货情况,和华为高层自己的说法来推断的,后面我们还可以从其他方面印证。
 
在华为的智能手机方面,CPU,基带芯片和AI芯片都已经被华为自研的处理器集成,被认为是去美化难度最高的射频前端芯片,目前华为去美化已经基本完成。
什么是射频前端,我们用台湾工研院产科国际所的图,说实话,我们的台湾同胞在半导体方面确实很强,包括各种科技资料整理的非常专业而清晰。
下图就清楚的说明了射频前端包括哪些器件:注意图里面说明了不同射频器件的整合方式,FEMiD(Front End modulewith integrated duplexer),其整合了天线开关,滤波器和双工器,PAMiD(PA Module integratedduplexer),其整合了PA,滤波器,天线开关和双工器。

 

当然我们也可以用西方公司的示意图,下图来自英飞凌,当然注意,这张图跟台湾工研院做的图是反的,不过架构是一样的。

 

一个是射频开关(Switch),例如负责接收通道和发射通道切换的天线开关,这个技术含量一般,国产龙头是卓胜微,实际上按照bloomberg的发布的2018年全球份额来看,卓胜微是全球第五,全球前四位分别是Skyworks,Qorvo,村田,博通。
一个是LNA(低噪声放大器),这个技术含量也不太高,是用来把接收天线的微弱信号放大,这个海思自己就有,当然国产的还有卓胜微,韦尔股份。
 
从射频器件的价值来看,最贵的是滤波器,其次是PA(功率放大器),然后才是射频开关和LNA,以及双工器之类。
根据 Yole 的统计数 据,2017 年全球射频器件市场中,滤波器市场占比为 53.3%,射频 PA 市场占比为33.3%,射频开关为6.7%,低噪声滤波器为1.6%。
我们再来看PA,这个负责把发射通道的射频功率放大。高端PA的全球份额主要是被美系三巨头skyworks,Qorvo,博通(安华高)占据,不过海思在2019年顺利搞出来了PA并且投产,现在华为发布的新旗舰手机都已经用上了,海思的PA的代工厂是台湾的稳懋公司。
而在2019年10月,台湾媒体便已经传出海思准备开始把PA芯片委托中国大陆的三安光电进行加工,根据进度合理估计,三安光电将于今年Q2开始稳定量产。
不过不管代工厂是台湾的稳懋,还是大陆的三安光电,都已经和美国的射频PA没有关系了。除此之外,华为还有唯捷创芯,紫光展锐等国内厂商可以合作。
 
最后是射频器件中最贵的滤波器,低频段的SAW(Surface Acoustic Wave)声表面波滤波器国产和日系都有,根据Yole 数据,2018 年全球 SAW 滤波器市场份额前五位的厂商分别为日本村田(47%)、日本TDK(21%)、日本太阳诱电(14%)、美国Skyworks(9%)、美国Qorvo(4%),合计占比达 95%。
由于前三位都是日本公司,因此理论上华为只要买日系SAW滤波器就可以实现去美化,当然华为并没有闲着,也在积极引入国产供应商,目前SAW滤波器供应链方面已经比较明确的是麦捷科技已经在为华为供货SAW滤波器。实际上在2018年华为就已经开始着手引入麦捷科技作为滤波器供应商的工作,最终在2019年开始为华为供货,足见中兴事件对华为造成极大警觉,使其提前在2019年被美国列入实体清单之前就开始了行动。
除此之外目前华为还在验证德清华莹,以及无锡好达电子。
好达电子的实力相比前两家要弱,但是华为对其有投资,2020年1月6日,好达电子工商注册信息出现变更,新增华为旗下的哈勃投资为投资人,不过投资金额并没有披露。
 
最后是主要用于5G高频段的BAW(Bulk Acoustic Wave)体声波滤波器,我查了台湾的半导体杂志的报道,其平均售价是SAW滤波器的三到五倍。
当前该市场主要被美国博通占据,根据Navian的数据,2018年全球份额美国博通为87%,美国Qorvo为8%,然后是日本的太阳诱电3%,TDK 2%。
 
当然多少有点欣慰,至少还有两家日系的厂家可以供华为选择,另外在2019年韩国著名的滤波器公司Wisol也研制出BAW滤波器并且开始出货,该公司在2017年被韩国前三的PCB大厂Daeduck electronics收购。
除了日韩系的BAW滤波器之外,国产BAW滤波器也在研发中,目前国内走的最快的是天津诺思,2018年9月14日,天津市市长张国清一行到诺思调研,庞慰董事长汇报诺思5G FBAR射频滤波器目前产业化进程的情况,承诺将在2018年底向市场提供5G频段 FBAR滤波芯片样品。

 

在2019年1月工信部公布三大运营商5G试用时间和频段后,诺思立即推出2.6G 194MHZ带宽滤波器—RSFP2602D和3.5G 200MHz带宽滤波器—RSFP3500D。
 
这里的FBAR滤波器可以简单理解为BAW滤波器的一种,其他的BAW滤波器还有SMR滤波器,下面是博通官网对FBAR的解释:

 

另外就是开元通信,其在2019年8月发布国内首款5G n41 BAW滤波器芯片,N41也就是2515MHz-2675MHz,该公司宣传其芯片可用于5G智能手机。

 

另外是苏州汉天下公司,相比天津诺斯和开元通信只是宣布发布了芯片和提供样品不同,苏州汉天下已经宣布自己的BAW滤波器在出货了。
2019年11月20日,苏州工业园区重大科技领军企业苏州汉天下电子技术有限公司在园区纳米城开业。
汉天下董事长杨清华表示,在未来发展和建设中,汉天下将与园区MEMS中试平台合作,实现4G/5G用高性能MEMS滤波器等产品的大批量生产。
该项目将填补我国高频高性能射频滤波器设计和制造领域的空白,彻底改变我国在此领域长期全部依赖进口的现状,为我国抢占5G产业话语权做出贡献。

 

在宣传通稿中,苏州汉天下称历时4年,经过反复试验、试制,调整生产制造流程,在产品设计、结构优化和关键工艺上都实现了突破,顺利完成了滤波器芯片的研发,填补国内空白,前期样品的性能比肩国外巨头,打破国外巨头技术垄断。公司已全面掌握了从设计与建模、生产制造、封装到测试的全套滤波器产业化技术。汉天下滤波器已经于2019年下半年正式出货,拉动地区射频通信制造业的产业链优化升级。
下图为其董事长杨清华在一年半以前的2018 年 9 月 15 日,在 2018 中国(绍兴)首届集成电路产业高峰论坛做题为《迎接 5G 大时代,中国射频通信芯片的机遇和挑战》主题演讲的PPT内容,称公司主打产品为体声波(BAW)滤波器,手机是该系列产品最大应用市场。
并说该公司有望成为国内第一家BAW滤波器规模量产的厂家。

 

 

除了以上之外,已经在为华为供货SAW滤波器的麦捷科技也对BAW滤波器有野心,2019年8月29日,有投资者提问:请问公司开始研发BAW滤波器了吗?进度如何?麦捷科技回答:您好:公司正在研发FBAR滤波器,谢谢!麦捷科技进一步表示,公司生产的SAW滤波器在5G时代主要应用于3GHZ以下中低频段,另外公司针对SUB-6GHZ频段正在研发FBAR等高性能滤波器。
 
以上四家只是例子,其中的汉天下是否已经在为华为供货了我们不得而知,但是我们可以明确的早在2018年之前国内就有不少公司开始了BAW滤波器的研发,而在2019年已经有数家公司拿出了自己的第一款产品,并且有第一家公司宣布自己从下半年开始在出货BAW滤波器了,尽管并不知道出货到了哪里,用到了什么产品上。
而有了华为的通力配合,看起来很难逾越的BAW滤波器,在华为开始规模供货只是时间问题,而以华为至少从2018年便已经开始的强力推动,2020年完成去美化是没有问题的。
 
以上是我对华为手机供应链的推断,也就是华为不管是基站还是手机,2020年硬件去美化都可以顺利完成。
但是华为高层的回应,显然比这个判断更加乐观,2020年4月9日,36氪的记者问了余承东这样一个问题:
记者:余总您好。现在在网上流传着一张图,我不知道您看到没有,是说P40的核心供应商的清单,然后里面标题是几乎全部国产。我想问一下网上传的这个清单是准确的吗?
 
余承东:首先我们华为手机里面不仅仅全是国产器件,也有日韩的器件,也有美国的器件,因为不同的配置不一样。我们是可以不用美国的器件的,因为我们做到了完全的替代。但是还保留少量一部分美国器件,因为我们跟美国的公司保持合作关系,也持续的跟他们创造很多商业价值,其实给美国公司还是创造了很多生意和价值。现在的局面是因为美国政府的制裁造成的,我们还在用美国的器件原因是过去的合作伙伴给我们很多支持、帮助,要照顾他们的生意。当然确实是能够实现对于美国器件的完全替代。中国企业能力越来越强,很多东西都可以自己搞定,我们也给国内厂家更多的机会。
同时,华为也在跟MTK合作,也在用一些偏低端的产品,中高端的产品我们也有用,还有展讯等等的我们都有合作,像我们手表里就有用展讯的,海思是我们一个中高端的供应商,但是我们有多家供应商,保持多家供应商的关系。
 
也就是说,从三个方面来判断,1:从供应链的判断,所有我们认为是卡华为脖子的美系元件,逐项分析都能够找到日系,韩系,台湾,国产的厂家进行替代,其中海思自研做为中高端,同时也扶持国产。同时从各元件供应商的动态,都可以看出已经在为华为发货,或者是已经在发货但不确定是华为。
2:从发货判断,尽管在去年5月已经遭受实体清单制裁,但是到现在华为不管是5G基站还是智能手机,大规模发货没有遇到任何问题。以华为手机为例,2019年Q3出货6660万台,Q4出货5620万台,加上今年第一季度发货超过1.5亿台,至今没有遇到任何因为美系元件短缺而导致华为手机无法供货的新闻发生。
3:华为不管是负责5G产品的杨超斌还是手机的余承东,都已经不再用“华为能保证持续供货”之类的模糊用语,而是明确的表示5G基站和手机已经可以完全不用美国的器件。
 
虽然以上三个方面判断,几乎可以证明华为现在已经实现硬件去美化了,那么我们为了保险起见,可以再加上缓冲时间,判断华为在2020年底肯定能实现硬件去美化。
但是从今年2月开始,我们有了另外一个方向的有力证明,那就是美国。
美国人在今年初传出消息在策划要求台积电不能使用美系设备为华为生产芯片,路透社华盛顿2月17日 – 两位消息人士透露,美国特朗普政府正在考虑修改监管规定,从而能够阻止台湾台积电等企业向华为提供芯片。
在本周和下周美国的高级别会议上,对与华为的商业往来做出新的限制是选项之一。一位消息人士称,芯片规定已在起草,但能否获批还远未确定。
实际上这已经清楚的说明了,美国通过从2019年5月把华为列入实体清单的实际效果判断,对华为断供芯片总体效果不佳,并没有达到预期的目的,反而刺激了海思等中国国产芯片厂家研发加速。也就是现有手段无法置华为于死地,所以美国人必须升级打击力度。
 
美国人手里是肯定掌握美系芯片厂家对华为的供货数量的,他们可以很容易的推断出华为的美系元件耗尽的时间,正如华盛顿邮报援引的那个分析师通过发货量判断华为基站使用的FPGA库存将在2019年11月耗尽一样,这个分析师认为华为的拐点会在半年后到来,因为库存只有半年的量,而失去了美国技术的华为将会迅速崩溃和休克。
只是没有想到华为在美国实体清单打击之前的2018年,就已经从中兴事件中警觉并已经开始做了准备,提前开始了去美化,不含美系器件的产品迅速逐步上市,而在预计的美系芯片耗尽时间点到达之后,华为依然在大批量出货,这大大的出乎了美方的意外。
 
我们对华为的手机2019年在全球销量进行判断,影响华为手机销量的主要是GMS的软件生态,而并不是因为美系元器件短缺造成手机无法供货,而软件生态方面,华为有中国这个不需要GMS生态的本土大本营作为核心市场支撑,2019年美国人对华为的制裁,反而极大刺激了中国民众购买华为的热情,我本人就搞了两台P30 pro,我和老婆一人一台,而由于华为硬件出货完全没有受影响,华为手机2019年在中国市场的销量增加了35%,反而因此保证了2019年华为集团销售依然增长了19.1%。
 
这是简单的逻辑判断,如果美国人认为,依靠现有断供FPGA,PA, 滤波器等美系芯片的手段就能置华为于死地,那么美国就没有必要再耗费时间去讨论通过台积电打击华为。
现有手段已经可以把华为搞死了,那何必再升级呢?要知道设备禁令对美系设备厂家也是有伤害的,正如芯片禁令对美系芯片厂家也有伤害一样。
这个从美方反应,更进一步证明了,即是美国人也判断华为已经具备了在硬件上去美化的能力,所以必须要进一步升级从生产设备上制裁,让华为不能自己造芯片。
否则华为不但不会死亡,反而会随着时间推移在去美化上越来越彻底,硬件供应能力上越来越强。
 
目前从外媒的消息来看,美国出台生产设备制裁的规定,通过台积电等芯片代工厂家打击华为只是时间问题,那么进一步,华为能不能顶住美帝下一波的生产设备制裁的攻击?这个我们后面再看。
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