华为囤美国FPGA和CPU够用2年？国产尚无法取代

据《日经亚洲评论》援引消息人士报道，华为已经储备了长达2年份的美国关键芯片，期间其业务运营或将不受美国政府制裁影响。

据消息人士称，华为储备芯片的重点在于英特尔（Intel）和美国超威半导体公司(AMD）所生产用于服务器的中央处理器(CPU)、赛灵思（Xilinx）公司的现场可编程门阵列芯片（FPGA）。这些芯片都是华为基站业务和新兴云业务“最重要组件”，现在，华为有足够的库存可支撑1.5至2年时间，以维持主力业务通信设备及服务器使用的半导体供给。

芯片业内人士 @手机晶片达人 在新浪微博上引用KeyBanc Capital Markets 分析师 John Vinh 周四(28 日)发布的一份研究报告称，美国扩大封杀华为后，高通可能出人意料地成为赢家。John Vinh 预计2021 年华为将不会使用海思半导体自家的芯片，而是将在旗舰手机 Mate 50 和 P50 上采用高通的骁龙（Snapdragon） 芯片组。

据日经引述业内人士透露，2018年年底，也就是在华为CFO孟晚舟在加拿大被捕后不久，华为已经开始储备这些关键芯片。

华为在上周披露，公司在2019年投入了人民币1674亿元储备芯片、组件以及材料，比2018年增长了73%。

FPGA无替代品可用

尽管华为没有披露储备了何种芯片，但该人士称，华为尤其希望多储备赛灵思的FPGA。据悉，赛灵思的FPGA还被用于美军的最先进隐形战斗机“F35”，太空探索及卫星等，因此被认为与国家安全有很大关联，被禁止出售给华为。

5G浪潮袭来，这种可编程芯片对华为基站和电信设备机房至关重要，而业内又没有能够匹敌赛灵思的非美供应商。

海思半导体的芯片设计开发能力一流，据悉早已着手进行开发取代赛灵思FPGA的产品，不过相关人士透露， “华为（海思半导体），虽然有很好的设计能力，目前仍无法设计出与赛灵思及英特尔（旗下Altera）具有同等性能的FPGA。“

自1985年赛灵思发明FPGA以来，其容量提高了一万倍以上，速度提高了一 百倍以上，价格和能耗缩小了一千倍以上。长时间的底层积累，让FPGA技术壁垒高企，华为和中国厂商要短时间实现替代几乎是不可能。

与一般 IC 设计企业不同的是，FPGA硬件需要配套EDA软件一起使用，所以FPGA 公司通常需要自行研发适配自家硬件的EDA软件，因此也算半个EDA软件公司。由于FPGA版图及布线复杂，硬件设计难度较大，加之软件和硬件协同开发，系统工程的难度再升级。

另一方面，FPGA核心专利被几家美国巨头垄断，赛灵思和Altera在FPGA领域的专利数近10,000个，而国产厂商如紫光同创专利数仅约200项，相差悬殊。国内厂商在其专利有效期结束前，很多高端应用领域不能碰，未来随着部分专利的有效期结束，及国产厂商在新专利上的突破，国产FPGA或迎来转机。

目前国内的FPGA厂商主要有紫光同创、国微电子、成都华微电子、安路科技、智多晶、高云半导体、上海复旦微电子和京微齐力等。

据Gartner数据，全球FPGA市场规模2019年达到69亿美元，2025年达到 125亿美元，未来市场增速稳中有升。亚太区占比达到42%，是FPGA主要市场，其中中国FPGA市场规模约100亿人民币，未来随着5G部署及AI技术发展，国内FPGA规模有望进一步扩大。

2017 年时，国内FPGA市场国产率还低于 1%，如今美国禁运将逼着国产厂商加快自研脚步，也让更多客户开始采用国产FPGA替代，这是百亿级的市场机会。

国产服务器芯片发力

除了赛灵思，华为还通过从英特尔、AMD采购高端服务器CPU。英特尔和AMD都是美国芯片开发商，控制着全球近98%的服务器CPU市场，而目前全球IT信息产业依然是由x86架构的底层芯片主导。

2018 年，全球 IT领域采用的处理器，英特尔占比 90.41%，操作系统则是微软的Windows一家独大，占比达 88.17%。同时，围绕他们形成的“WinTel“产业生态，包括一系列的配套软硬件如服务器、存储、数据库、中间件、应用软件等，长期居于市场垄断地位。

国产x86服务器芯片厂家目前有兆芯、中科海光、澜起科技、北方众志等。不过x86授权通常在内核层，一方面获得授权后的芯片仍有相对“黑盒子”的部分，其次在此基础上扩展形成自主指令集的难度也较大。

所以包括华为鲲鹏在内的国内外厂商，近年来大力发展Arm架构服务器芯片，欲以低功耗等差异化竞争蚕食x86市场，但尚未形成星火燎原之势。

Arm 主要有三种授权等级：使用层级授权、 内核层级授权和架构/指令集层级授权，其中指令集层级授权等级最高，企业可以对 Arm 指令集进行改造以实现自行设计处理器，比如苹果就在Arm v7-A架构基础上开发出了Swift架构。国内的飞腾和海思鲲鹏都已经获得了Arm v8指令集永久授权，双方有望在未来形成自己的指令集，且在无法再获得Arm新授权的情况下，继续维持先进性。

而依托MIPS架构自研指令集的龙芯，以及Power架构自研指令集的申威，虽然在自主知识产权程度上最高，但两者的制造工艺相对落后，短期在商业市场缺乏竞争力，需要打持久战。龙芯长期合作的代工厂意法半导体位于欧洲和美国，严格来讲属于中国设计，欧美制造；申威有军方背景，其CPU必须是中国企业制造的，例如中芯国际。

2018年8月，国采中心通过公开招标方式确定了2018-2019年服务器产品协议供货商，入围名单中包括了七家国产服务器处理器：龙芯(MIPS-LoongISA 2.0)、飞腾(Arm v8)、申威（SW-64）、华为海思(Arm v8)、海光（x86）、宏芯(Power)和兆芯（x86）。

2020年5月，中国电信在服务器集采资格预审中，单独列出了包含华为鲲鹏920芯片或海光HYGON Dhyana系列处理器的H系列全国产化服务器，是首次将全国产化服务器单独列入招标目录。

有评论认为，近年来自主可控成为中国科技发展重要目标，中国电信作为央企，承担着政治责任、经济责任、社会责任以及企业发展的责任。从2018年的政府国采，到2020年中国电信以搭载华为、海光等国产CPU的服务器，取代部分英特尔、AMD产品，看出在推行国产化、培育国产自主可控产业链上，政府和央企正在做出表率。

华为服务器产品在消耗这两年英特尔、AMD库存期间，预计也会加紧自研鲲鹏系列替代，或是扶持一些国内自主可控的处理器产品。

手机处理器和存储芯片

手机处理器方面，虽然华尔街日报引述的报告纯属猜测，但有网友认为，购买使用高通处理器的方法并非不可行。@来往新世界 表示，华为可以国外市场用高通，国内市场用海思。这样既照顾了美国企业的利益，也能照顾国内支持者的情绪，换来争取发展的时间。这也是从奥巴马政府开始，到特朗普政府，美国一直奉行的策略——不希望华为自研芯片，希望来买美国货。而事实上在被制裁之前，华为也一直是高通射频等类别芯片的大客户。

另外，自去年以来，华为还一直在从三星、SK海力士、美光以及铠侠(Kioxia，原东芝存储)采购DRAM内存芯片和NAND闪存芯片。

在 NAND Flash 市场中，三星、铠侠、镁光、SK海力士、西部数据、英特尔这六家原厂长期垄断着全球 99％以上的份额。此外，国际原厂持续引领着 3D NAND 技术研发，形成了较为厚实的技术壁垒。

长江存储作为国内专注 3D NAND 闪存设计制造一体化的IDM 集成电路企业，正在破局。他们在 3D NAND 研发中使用自主知识产权的 Xtacking 架构，将两种电路进行堆叠，从而实现逻辑电路与存储电路结合，实现较传统 3D NAND 更高的存储密度。

基于此架构，公司已经在 2019 年9月宣布开始量产64 层 3D NAND；2020年4月，长江存储又发布了128层QLC 3D NAND，预计量产时间将在今年年底到2021年上半年之间。

DRAM方面，本土厂商长鑫存储已获得奇梦达、Rambus等巨头的大量专利，并于2019年4季小批量生产首批DRAM芯片。

但纵观全球存储芯片市场，中国生产的存储芯片仍不具备竞争优势，并且大批量供货存在难度，因此华为预判美国政府可能再次扩大限制范围，早早囤了货。

“华为正在进行‘战时’储备，”消息人士称，“如果实际需求是每月100颗芯片，那就订购150颗，储存起来。相对于处理器芯片，不需要频繁升级的存储芯片更容易建立库存。”

只用库存，没有新品，会削弱华为竞争力

针对日本经济新闻的采访，关于库存采购的品项，华为方面未予置评。赛灵思、英特尔和AMD均均表示“遵守美国的法律和规定”，铠侠只是表示公司经营行为符合其经营所在国的规章制度。

美国商务部5月15日公布了进一步对华为与美国企业之间的交易加强管制的计划，要求厂商将使用了美国的技术或设计的半导体芯片出口给华为时，必须得到美国政府的出口许可证，外国厂商也不例外。

在美国升级限制的背景下，拥有足够的芯片库存对于华为按时推出产品至关重要。分析师认为，尽管华为采取了储备措施，但在新的出口管制限制下，无论产品出现什么问题，都不能直接从美国半导体大型企业那里得到技术支持或客户服务。“长期看来，这可能会导致（华为的）产品竞争力降低”。

顾问机构Eurasia Group研究主管Paul Triolo表示，囤货只能解燃眉之急，但美国的行动可能会集中在华为的基础设施业务、旗下企业、云服务以及人工智能业务上。这些行业的竞争非常激烈，需要有能力快速迭代设计，并整合来自各种来源的最新和最好的技术。

这种担心不无道理，据《金融时报》引述瑞士信贷亚洲半导体研究部主管RandyAbrams 5月18日发表研究报告指出，全球芯片制造商当中，约40%都使用应用材料(Applied Materials)、泛林集团(Lam Research)等美国厂商的设备，多达85%则使用Cadence、Synopsys及Mentor, a simens bussiness的EDA软件。

按照美国的规矩，眼下几乎没有晶圆代工厂能继续跟华为合作，海思在设计芯片时，也只能用旧版本的EDA软件。

责编：Luffy Liu

本文综合自日经亚洲评论、新浪微博、法新社、国际电子商情、凤凰网科技、C114报道报道