海思的模拟芯片实力几何?与模拟大厂相比还有哪些不足?

2019-05-22 15:36:18
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特朗普挥起了制裁的大棒,妄图以半导体器件的断供来逼迫华为低头。华为没有屈服,以“备胎计划”来应对。任正非近日在接受采访时称,美国供应商不能向华为提供芯片“也好”,“我们已经为此做准备了”。

 

华为的底气来自于海思半导体,这个贡献了麒麟处理器的部门,在华为内部的地位日益增高,已经成为了实质上的一级部门。根据最新的统计,海思半导体在2018年的营收达到了503亿元,高居国内芯片设计公司榜首,是第二名营收的5倍左右。

 

现在的问题是,海思能否承担起全面替代美国芯片的重任。根据公开的信息,海思的产品主要集中在数字芯片领域,应用处理器、基带芯片都可以在全球排上名次。但是在模拟芯片方面,特别是高端模拟芯片方面,海思的表现尚待考证。这也引发了一个问题:“备胎计划”中的模拟芯片部分怎么破局?

 

海思的模拟实力之谜

远端射频模块(RRU)是无线基站中的核心子系统,主要完成基带到空口的发射信号处理、接收信号处理功能。从图中可以看出,RRU需要大量的模拟芯片,如ADC、DAC、LNA等等。

 

 

基站是华为的主力产品,因此可以推测到华为对模拟芯片的需求有多么巨大。

 

在海思半导体的官网上,看不见任何关于模拟芯片的介绍。但是,在圈内人的印象中,海思半导体的模拟芯片综合技术实力在国内是最强的。据前海思员工透露,海思的模拟芯片部门人数规模在800-1000左右,这已经超过了国内大部分的模拟芯片公司。

 

海思的历史可追溯到1991年,华为首枚自主研发的交换机ASIC研制成功之日。从那时起,华为开始了自己的芯片研发之路。随着业务进入腾飞期,芯片部门成为华为中央研究院下的基础部门,负责给通信系统做芯片,称为“为主航道保驾护航”。到了2004年,华为决定独立出芯片业务,成立海思半导体。任正非对芯片的研发一直很看重,曾明确表示:“芯片业务是公司的战略旗帜,一定要站起来,适当减少对美国的依赖。”

 

让海思半导体名声大振的都是数字芯片,如交换机芯片、ISP、基带、应用处理器等。不过,华为很早就开发了模拟芯片SA系列,时间大概是在93年左右。所以,海思的模拟芯片开发历史在国内芯片公司中也算是悠久的。

 

相比于数字芯片的频频曝光,海思的模拟芯片鲜有公开资料。但是,华为的业务遍及了ICT各个领域,产品种类多不胜数,自家的模拟芯片是必须要有的。而且,华为开发的SOC中,也需要相应的模拟模块。

 

从海思公开招聘的岗位中,也能发现一些线索。比如,海思半导体在2008年发布了一个招聘广告,涉及了模拟芯片职位,职责是开发电源管理芯片。

 

 

而到了2016年的招聘广告中,产品职责的覆盖面已经加宽了很多。

 

 

从门类上来看,海思已经在研发AD/DA、SerDes、PLL、PMU、AFE、PHY等模拟芯片的主要产品。这也与消息人士提供的信息相吻合。

 

海思的模拟芯片业务已经具有一定规模,现在的问题就是,能否替代国际大厂的产品。

 

以AD/DA芯片为例,作为真实世界通往数字世界的桥梁,也是通信系统、数据采集系统的核心。其中,高速AD/DA被比作皇冠上的明珠,在通信、工业和军事上都有广泛且迫切的需求,因此也是美国对国内一直禁运的产品。海思也在研制自己的高速ADC,属于保密项目。据知情人士透露,海思自研的高速ADC已经接近国际顶级水平,只是离量产还有一定的时间。

 

还有基站中应用的收发器芯片,也是一直为国际大厂所把持,国内芯片的自给率为零。海思在此方面也早有投入,属于“备胎计划”之一,只是指标如何,可否量产,也是疑团重重。

 

海思在模拟方面的投入是最大方的。这几年在国内大举招聘模拟人才,也同时在海外收购小型公司以及一些IP,双轨并举,让华为的模拟技术实力大幅增加。不过,要实现完全的自主替代,还缺“时间和人才”。

 

要知道,去年华为就是世界第三的芯片采购大户,共花费了210亿美元采购芯片。全球顶级的模拟芯片厂,都是华为的供应商。这一切都掩盖了海思自己的研发实力。在真刀真枪较量的时候,海思的模拟实力就需要经受考验了。

 

模拟的世界还难觅中国的身影

也就是在上周,IC Insights公布了2018年全球10大模拟芯片厂商营收及排名。

 

 

从报表中可以看出,前十中有九家是欧美企业,日本有一家。这10家公司占据了全球模拟芯片销售额的60%,达到了361亿美元。排名最靠前的TI和ADI更是占据了27%的市场份额,TI公司则翻过了1万亿美元营收的大关。而在国内,登陆A股的第一家主营高性能模拟芯片的公司圣邦微,2018年的营收也只有5.72亿人民币,与国际巨头之差,判若云泥。

 

与数字芯片不同,模拟芯片看重的是信噪比、可靠性和稳定性,生命周期也比较长(市场上一些祖父级的芯片依然在服役)。在设计过程中,个人的经验将发挥重要作用。而且,模拟芯片的性能也往往取决于工艺的水平。与数字芯片最看重制程不同,模拟芯片的性能要有合适的工艺才能发挥出来。模拟领域最具实力的两个大厂TI和ADI,都有自己的晶圆厂,出色的工艺保证,能让其始终处于领先位置。

 

相比起来,国内的模拟芯片行业仍处于初级阶段,芯片种类已经基本齐备,比如,国产的AB类和D类音频功放品质和性能已接近或赶超欧美产品,电源类IC在一些细分领域也获得了较大的突破,背光LED驱动领域已占主导地位。不过,整体实力仍然偏弱。

 

很重要的一点,国内的模拟公司需要强有力的代工厂支撑。国内代工厂目前的技术水平,还不能满足复杂、先进和比较特殊的模拟(或混合信号)工艺条件。“很多芯片国内都能设计出来,但是没法在国内代工厂制造出来。”一位业内人士如是说。

 

国内的模拟芯片行业需要什么

整个芯片的数字化过程在加快,但模拟芯片市场依旧生机勃勃。这里有几个原因:

 

其一,真实世界的信号是模拟的,所以采集信号的接口一定是模拟的;其二,高压、大功率技术本身难以数字化,新能源与智能制造发展成为高压大功率市场增长的直接驱动力;其三,电子行业的发展促使系统应用定制化芯片越来越多,高性能与高可靠性模拟芯片、小型化超低功耗模拟芯片的需求同时增长。

 

这几年,随着资金和归国人才的涌入,国内的模拟芯片行业有了一定的起色。但是,增长速度依然跟不上市场的需求。有一个很重要的原因是没有得到系统厂商的支撑。出于商业上的考虑,像华为、海尔这样的大厂,很少会采购国内的模拟芯片,这也就使得国内的模拟芯片厂商不能获得很好的锻炼机会。

 

杭州士兰微电子股份有限公司董事长陈向东就曾表示,在高端白电中,一颗国产芯片都没有,连遥控器发射电路都是进口的。另一位国内模拟IC公司的创始人也表示:“设计的问题可以解决,工艺的问题可以在生产线上慢慢调,但如果没有市场机会,发展会非常缓慢。”

 

这个问题也是困扰国内芯片行业最大的问题,国内系统厂商如果平时不去培养国内的生态系统,到了最紧要的关头再去找备胎,就为时晚矣。

 

 
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