原标题：懂点儿啥：美国打压下，华为还有哪些明显短板？
[文/观察者网董佳宁陈辰]9月15日之后，中国自主设计的、最先进的芯片被迫提前退休。华为海思高端芯片麒麟9000，正准备9月亮相，却很可能成为绝版。绝版的原因也很简单：是受到美国第二轮制裁的影响，台积电将不再为华为代工。那么，华为未来的出路在哪？如何突围？本期我就来分析一下。
美国第二轮制裁是5月份公布的：任何企业供货含有美国技术的半导体产品给华为，必须先取得美国政府的出口许可。禁令公布后，有120天的缓冲期，9月15日正式生效。
美国就是拥有这样一剑封喉的能力。美国的基础科研、企业，有强大的研发能力，让美国的技术成为整个系统里最强的一股力量。这种力量，不单会应用在商业上，必要的时候，也会被美国政府使用。这也是从战略上，中国最担心的。一家中企业，像华为，已经很强大了，但是仍然无法独立完成芯片的生产。单单做好芯片的设计，就已经要动用几千上万人，全力以赴才能完成。
拿设计来说，华为的芯片设计公司海思，正式成立是在2004年，之前作为一个公司内部的部门，1991年就成立了。海思不是一开始就做手机芯片的，做的是基站，还有安防设备，还有家庭用的，路由器、机顶盒什么的。到了2009年，才推出第一款手机芯片，K3V1，还不成功。之后终于在2014年，推出了麒麟910时，打出自己的成绩。再之后，一款比一款成功，最近几年，装配麒麟高端芯片的华为手机，一款比一款风生水起。可是就在海思追赶成功后，美国的制裁来了。海思的高端芯片，全球只有一家能够代工，就是中国台湾的台积电，美国要求台积电不给海思代工，那么海思的高端芯片就生产不出来了。
手机芯片，海思不算是从零开始，而是购买的一家英国公司，叫ARM的授权。ARM是芯片设计图纸的供应商，它卖的是毛坯房。全球其它的设计公司，基本都是从它这里买毛坯房，再回去自己装修，这也叫购买ARM的架构。买来，能力弱的，简单装修一下，能力中等的，可以再调整一下格局，凿凿墙什么的，能力强的，像苹果、高通，还可以把毛坯房拆开，深度修改。目前，海思的麒麟、高通的骁龙、苹果的A系列芯片，都是基于ARM架构设计制造的。
任正非早就说过，芯片暂时没有用，也还是要坚持做下去。一旦出现战略性的漏洞，我们不是几百亿美元的损失，而几千亿美元的损失。所以这就是战略层面的眼光。毛坯房买来了，还要使用工具才能设计。这种设计软件通称叫EDA。写文档我们需要Word，WPS这样的工具，做图我们要用PS，设计芯片就要用EDA。它核心功能包括“PS软件+素材库”，可以实现芯片上数十亿晶体管的设计。还有丰富的IP库，可以把模块标准化，做过开发的朋友都会知道，标准化的模块多么重要，我相信现在一般难度的编程，都是用标准化模块的，然后加点逻辑什么的，从头写的很少。第三就是仿真，可以给设计图纸查漏补缺。
EDA类软件厂商，美国公司独霸天下：新思科技（Synopsys），楷登电子（Cadence），明导科技（Mentor），占据了全球八成以上市场。而我国最大的EDA厂商，华大九天的份额只有1%。这是一个很要命的问题。
芯片设计出来了，就是代工，把设计图纸制造出来。这个领域主要玩家有五个：中国台湾的台积电，韩国的三星电子，美国的格罗方德，中国台湾的联电以及大陆的中芯国际。目前，台积电占据全球市场份额一半以上，三星在两成左右，其它几家都在5%到10%之间。芯片代工是一个重资产投入、重资金密集型的产业，但很遗憾，华为在这个领域还是空白，余承东自己也承认。
他公开表示，未来华为要解决这些问题，将全方位扎根，突破物理学、材料学的基础研究和精密制造瓶颈。在终端器件方面，华为正大力加大材料与核心技术的投入，实现新材料+新工艺紧密联动，实现突破性创新。这很明显，在美国的极限施压下，华为更深刻认识到了在芯片制造上的不足。
刚才说了这么多，大家似乎都忘了一个国家，就是日本。日本哪里去了？明明曾经是半导体行业最强的国家。这也与美国的打压有关。1980年代，美国的日子有点不好过，大量进口日本汽车，市场份额一度达到20%，单汽车业，80年代初就有6万工人失业。美国有一个名称叫“铁锈带”，指的就是美国传统的制造业基地：五大湖一带，企业相继破产，大批工人失业。
与日本的贸易摩擦不断升温，美国开始对日本的全面打压。从纺织、钢铁、汽车、白色家电，所有对美国顺差大的都要打。这里面自然就有半导体行业。1986年，世界半导体产为销售前三，是日本电气公司，就是NEC，东芝还有日立，前十位六家是日本的。1987年，美国终于抓住机会，就是“东芝事件”。东芝在几年前，向苏联偷偷出口了8台机床，违反了巴黎统筹委员会的禁令。巴统，我在上期节目里也介绍过了，是冷战时期西方对社会主义国家进行技术封锁的联盟。
美国是军方先“捅出”这件事的。他们发现，追踪苏联潜艇变得困难，后来再一了解，哦，是进口了日本的设备，让苏联潜艇的制造技术提升了，于是开始追究日本企业东芝。美国政坛群情激奋，议员们在国会山前砸毁了东芝产品，还提出一系列惩罚措辞：罚款150亿美元，禁止东芝所有产口向美国进口，为期5年。
可是当时违反“巴统”的不止东芝一家，美国单单挑中了日本的东芝。最近几年日本媒体报道，早在1979年，也就是东芝向苏联出口设备之前的三年，美国已经很难侦查到苏联潜艇的位置。苏联潜艇的静音化设计制造，其实与东芝设备无关。可是这都不重要了，历史可以给东芝“翻案”，可是美国不会。
还有一件事，就是“IBM商业间谍”事件。1982年，美国逮捕了6名日本人。这6人属于日立和三菱，涉嫌非法获取IBM最新技术情报，有操作系统，有硬件，偷运至美国境外。这起事件被称为“20世纪最大的产业间谍事件”。一年后，这起案件以庭外和解的方式结束，日立和三菱的职员承认有罪。两家公司支付了巨额补偿金，富士通也被牵扯进来，支付了21亿日元。
整个80年代，美国大规模使用“301调查”，对日本进行制裁。“301调查”，指的是美国的《1974年贸易法》的第301条，在涉及技术转让、知识产权和创新领域对别国进行打击和制裁。再加上1985年的“广场协议”，诱导美元有秩序地贬值，让日本商品变贵，全面降低日本日本最有竞争力的产业，这才有了日本“失去的20年”。
我们想一想，日本在1991年之后的经济问题，是因为日本人不勤奋、不够肝吗？是因为日本创新力不足吗？我看到国内有些文章，说日本的经济危机，只说他们的国内经济泡沫，房价高，越来越多的人去办高尔夫会员卡，却完全不提美国对于日本制裁，这种人恐怕不是蠢，而是坏。
好了我们再说回华为。美国现在的做法，是逼华为从地基开始打起。华为已在为扎根半导体制造做准备。8月初，任正非访问了四所高校：上海交大、复旦、东南大学、南京大学。从学科背景看，上海交大在计算机领域有独特优势，东南大学有几个国家一级学科，电子科学与技术，信息与通信工程，复旦大学数学、物理是王牌专业。
值得注意的是，任正非一行的队伍中，包括海思总裁何庭波，还有战略研究院院长徐文伟。何庭波在我之前的节目里头提到过了，她领导了华为在芯片设计的成功。其次是徐文伟，他早在1991年，就牵头做出了华为第一颗专用集成芯片，后来还主导了多项芯片业务。
任正非正在释放出一个重要信号：从高校挖掘、储备人才，试图通过产学研一体，让芯片自主的整个产业壮大。目前，上海是全国集成电路产业的龙头城市，华为不仅在浦东建立了有1万多人的研究所，在青浦还投资了400亿，建设2万多人的研发基地。
7月，有媒体报道，华为也在从几家半导体厂商挖人。有一家半导体厂商，除了总经理，基本上都接到了华为的电话。而且有的人，是放下了手中的重要项目，直接走的。这也显示出华为深入扎根半导体设备的紧迫性。
短期，还是要靠采购别家产品，有外媒报道，华为将已经把联发科设计的最高端芯片——天玑2000，纳入到明年的供应链中。如果情况属实，是一件好事。但变数也是有的，联发科设计的芯片，也是由台积电代工，这算不算违反美国禁令？现在还没有十分明确。联发科那边也是有所畏惧的，所以对此事也是半遮半掩。
刚才说了，美国对于芯片制造企业有掌控权，芯片设计企业，也掌握着最强的三家。芯片制造企业，还会用到多种设备，包括光刻机、刻蚀机、检测设备等等。
光刻机行业，最强的是一家荷兰公司，阿斯麦（ASML）。最高端的产品叫EUV光刻机，比如卖给台积电的就是这种产品：体积极其庞大，重量足有180吨，单次发货需要动用40个货柜、20辆卡车以及3架货机。一台设备，就有超过十万个零件、4万个螺栓，以及3000多条线路。仅仅软管加起来，就有两公里长。即使设备买回来，也不是插电就用，光调试组装就需要一年。2019年，阿斯麦卖出了30台EUV光刻机，台积电买了18台，三星8台，英特尔4台。单价都在1亿美元以上。阿斯麦的股东由美资主导，另外，EUV光源技术也来源于美国。
除此之外，还有刻蚀机、离子注入、化学抛光等等很多环节，美国企业占据主导权，应用材料（AMAT）和泛林（LAM）、科磊（KLA），都是细分领域的巨头。
所以，美国对台积电的号令，不过是它手里的一张牌而已。如果真的进一步封锁，每一个环节，都可能致命。就是我刚才说的生态，整个生态领域非常多，涉及企业也非常多，环环相扣，少了一个领域都无法完成生产，至少是卡住了最高端产品的生产。这些企业在平时，可以有竞争，有合作，可是在非常时期，就只能受霸权指挥。
我做这个视频，也只是做为行业外的人，进行的一点点普及工作。华为是行业内的人，对这些太熟悉不过了，形势看得太清楚了。余承东就呼吁，国内半导体产业链加强合作，快速探索出一套在美方制裁下，生产制造半导体产品的方法，避免今后在更长时间段内被“卡脖子”。半导体产业应该全面发展，突破包括EDA的设计，材料、生产制造、工艺、设计能力、制造、封装封测等等。
要想打破半导体产业链的垄断，不是华为一家公司能完成的，需要中国企业通力协作、历尽时艰，把全部环节打通，同时达到世界先进水平。当然，这是一条极其艰辛的路，需要跋涉很久。
中国发现芯片被卡脖子后，在芯片设计上有了海思，然后是代工领域，现在有了第二集团的中芯国际，这时又发现设备环节需要突破，于是中微公司、上海微电子在刻蚀机和光刻机设备有所收获时，这时又发现设备核心零部件受制于人；当零部件也有所进展时，最终发现芯片材料还是被卡脖子。
早就有人提出在多个领域攻艰，任正非也认识到，芯片靠砸钱是不行的，得砸数学家、物理学家、化学家。现在，华为目前至少有700名数学家，800多名物理学家，120多名化学家，以及六千多名基础研究专家，六万多名工程师。基础研究的人，都算起来15000多人，把金钱变成知识，应用型人才，6万多，开发产品，把知识变成金钱。
那我国整体基础研究怎么样呢？从宏观上来看，2018年，我国基础研究只占5%，这也已经是近十年新高。而同期美国，17%，日本是12%。国内基础学科研究长周期、弱转化、低收入，很多人都选择了转行。预估2021年前后，我国集成电路人才缺口接近30万。华为高端芯片绝版后的最终出路，或者说中国半导体制造的最终出路，在于产业链企业通力协作、全面突围，更在于基础科学的发展以及相关人才的培养。以往，中国要突破半导体，曾有十座大山，现在只剩两三座。
这期节目稍微有些难懂，但我已经使用最简单的语言进行了讲解。如果你觉得我说得有道理，请帮忙给个三连，或者仅仅点一个赞。问题是存在已久的，我们几代科研人员都一直在呼吁，现在我们能用华为的例子来照向暗处，也是因为我们初步具有了一定的能力。在这个世界上，有资格为这件事着急的国家并不多，绝大多数国家，只要准备好钱包就够了。我们观察者网之所有一直在关注这些话题，不是因为我们有畅想的意愿，更重要的是我们国家的水平，的确处于这样一个位置。我们还有一个会员频道，观察员，也会关注这样的话题。
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责任编辑：武晓东
