前沿导读

华为副董事长、轮值董事长徐直军在接受采访时指出,美国制裁所带来的压力反而促成了中国半导体产业链的快速成长。如果不是美国逼迫我们,我们不可能要干这样一件事,但是也感谢美国,使得我们国家的半导体产业链可以真正成长起来,现在势头好得很,大家都认可也很支持。

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推动发展

在美国对华为实施制裁前后,我国自主芯片产业处于一种“缺芯少魂”的状态。

“芯”指的自然是芯片产业链,而“魂”指的就是软件体系。

在这个早期阶段,包括华为海思在内,我国芯片产业的设计能力很强,但是制造环节较为落后,许多制造设备较为依赖进口,而且制程工艺也刚刚踏入了Fin FET晶体管技术的14nm阶段。反观国际水平,已经进入了EUV技术和7nm芯片时代。

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这还只是芯片产业的技术差距,软件系统层面的差距也不能忽视。

手机产业的操作系统完全被两家瓜分,苹果的iOS和谷歌的安卓。iOS属于苹果开发的封闭式系统,只有苹果的产品可以使用。而安卓由于高度的开放性和软件适配性,被其他手机品牌所采用。

安卓的市场占有率很高,其市场规模常年保持在80%以上,剩下则是苹果的iOS系统。

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电脑产业也是如此,Windows系统占据绝对的主导地位,其次是苹果的Mac OS系统,随后还有一些独立开发的操作系统占据很小的市场份额。电脑CPU被美国英特尔、AMD这两家统治,GPU则是被英伟达统治,剩下就是苹果自己设计的M系列芯片。

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单一操作系统的市场份额越高,软件开发者就越会向其靠拢,优先进行软件适配。软件体系越完善,消费者对于这个系统生态的依赖性也就越强。

想要开发一个完全独立于以上技术的国产操作系统,软件生态是最大的问题,也是绕不开的问题。没有软件体系的适配,操作系统无疑是“空有外壳”的产品。

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如今正处于信息技术时代,我们的通信、移动支付、身份认证、出行调度大部分都建立在美国技术的操作系统之上,一旦操作系统出现问题或者是被切断后续的技术更新,手机、电脑等硬件设施的指令发不出去,就会出现大面积的信息崩溃,影响的是整个社会的运转。

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芯片技术和操作系统是悬在中国信息技术产业头上的“达摩克利斯之剑”,核心技术掌握在别人手里,就相当于把自己的“命”也交到别人手里,这毫无安全性可言。

从2019年开始,美国对华为以及中国半导体产业实施的多轮制裁限制,就是将安全性风险直接摆在了台面上。

切断了芯片供应、切断了外部制造渠道、切断了底层操作系统的后续更新,无异于是打算将中国科技产业“锁定”在落后节点上。

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在这种恶劣条件的背景下,华为开始联合国产供应链体系走芯片技术和操作系统的双线自研道路。芯片技术要解决的是设计和制造问题,而操作系统要解决的则是底层构建和软件生态问题,这两个产业的技术难度都很大。

华为主导开发的鸿蒙 OS不只是手机操作系统,也是可以应用在手表、电视、电脑等多个终端设备的操作系统。并且联合国产供应链制造的麒麟芯片,其CPU和GPU均已经脱离了ARM公版架构,CPU为华为自研的泰山架构,支持超线程技术,GPU则是华为自研的马良系列。

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并且基于已有的麒麟芯片技术,华为还开发了适配电脑端的麒麟X90系列CPU,开始将自主芯片和自研系统从手机上面扩展到电脑上面,这与苹果的产品思路有相似点。

格局转变

搭载开源鸿蒙系统的总设备数量已经超过了13亿台,覆盖手机、平板、电脑、电视、穿戴及其他行业终端。

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而搭载鸿蒙OS 6及以上系统版本的产品(不包括开源鸿蒙系统),总装机量也已经达到了8500万台以上,马上达到9000万台规模。

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并且鸿蒙系统的市场份额在2026年第一季度已经上升到了19%,与iOS形成紧密的竞争关系,不过大部分市场还是被安卓系统牢牢占据。

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鸿蒙操作系统的高速增长趋势,也意味着即便大多数用户因生态问题选择使用更为成熟的安卓或iOS机型,但是鸿蒙系统依然成为了中国市场上不能忽视的第三大操作系统。

此前鸿蒙系统只是华为内部孵化的一个备用技术方案,其目的就是为了防止被西方切断操作系统的更新而陷入被动局面。

如果不是美国在后续切断了华为设备的安卓系统以及Windows系统的更新授权,那么华为也不会如此快速的推进鸿蒙系统的规模化应用,甚至鸿蒙系统还会在华为内部以备用方案的状态缓慢发展。

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与操作系统相配合的就是国产工艺芯片,此前国产芯片主要负责设计环节,而制造生产则是高度集中于台积电等专注于晶圆制造的厂商,先进芯片交给台积电总部制造,成熟芯片交给台积电南京工厂制造。

这套分工模式可以让中国芯片企业用上最前沿的制造技术,避免全产业链自研所带来的技术经济压力。但是这种模式看起来低成本高效率,不过在细分的制造环节,例如制造设备、所需材料、先进制程工艺高度依赖进口,产业根基较为脆弱。

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一旦对这些薄弱环节施加制裁限制,也就相当于卡住了中国半导体产业的脖子。外部技术进不来,内部技术跟不上,不过这个格局随着mate 60系列以及后续华为手机的发布逐步得到缓解。

华为此前推出过一批4G版的麒麟9000芯片,该芯片本身支持5G,但是由于前端的射频模组零件因出口管制被断供,导致华为只能将5G芯片降级为4G销售。

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从mate 60系列的麒麟9000S芯片开始,华为联合供应链解决了射频模组的供应问题,实现了与5G通信速率一样的5A通信标准。并且随着后续麒麟芯片的发布,国产7nm工艺进入良好的规模化生产阶段,这是整个国产技术体系共同实现的成果。

在存储芯片领域,长江存储从2022年开始就逐步使用国产设备制造闪存芯片,开始走去美化的技术路线。其闪存颗粒的堆叠数量也从被美国制裁的232层,提升到了2YY层。

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2YY层采用长江存储最先进的Xtacking4.0技术架构,拥有同期市场上更高的堆叠层数、更高的堆叠密度,是行业内前沿的量产技术水平。

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长鑫存储的LPDDR5内存、LPDDR6内存均已经实现了量产应用,HBM技术也已经进入研发阶段,整个存储技术产业相比之前进步非常明显。

华为此前公布的逻辑折叠技术,也已经随着麒麟9050 Pro芯片的发布顺利进入商业化市场。

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虽然只是第一代逻辑折叠芯片,性能提升幅度不大,但实际的功耗水平却迎来了下降。将性能释放标准限制在一个制定的频率下,9050 Pro的功耗相比9030 Pro有所降低,提升了能效。既然逻辑折叠技术的散热功耗问题有所保障,下一步就是进行更加激进的性能设计。