华为射频功放ic 对抗打压,华为已开始自行设计PA!什么是PA芯片?一文了解RF PA

小编 2024-11-24 项目合作 23 0

对抗打压,华为已开始自行设计PA!什么是PA芯片?一文了解RF PA

美国为打压华为,不断向半导体厂商下达禁售令。据报道,很多美国半导体厂商最近都纷纷下调营收逾期,最近,工商时报(台)报道中称资深半导体产业分析师陆行之在脸书上说,Lumentum、Qorvo、Inphi、ADI因华为禁售案陆续下修第二季营收预期达5%-8%,Skyworks也宣布下修8%的营收预期到7.55-7.75亿美元,Skyworks公布过去六个月,华为占其营收12%。

要知道Skyworks可是射频功放PA芯片的主要供应商,报道中指出

原Skyworks、Qorvo功率放大器GaAs代工厂指出,华为已经直接自行设计PA

此前,华为海思领导人曾宣布,海思设计的备胎芯片全部转正,或许,PA也在其列,要知道,PA芯片可是5G通信前端模块的核心芯片呢,这也不难理解为什么华为在这一方面早就有所准备了吧,下面就随21ic的小编来一起学习下这个5G通信中的关键产品吧。

一、PA简介

PA是Power Amplifier的简称,中文名称为功率放大器,简称“功放”,指在给定失真率条件下,能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器。

对于射频通信系统,PA负责发射通道的信号放大,没有PA,信号覆盖就会成为很大的问题,所以,PA很重要。

射频PA的主要技术指标是输出功率与效率,如何提高输出功率和效率是射频功率放大器设计目标的核心。作为一个射频芯片,PA不但对工艺有需求,同时其设计团队的技术能力、经验积累和专利支撑都非常重要,尤其是工程师的经验和和Know-How,更是重中之重。再者,随着5G的到来,PA需要满足的性能参数众多,因此不可避免需要研发时间的积累,对于后来入局者具有一定障碍。尤其是工艺方面,更是很多PA厂商,甚至是射频厂商难以逾越的门槛。

这也是为什么PA先进技术仍把持在国外厂商手中的原因吧,我们起步太晚了啊!

二、射频功率放大器RF PA的功能

射频功率放大器RFPA是发射系统中的主要部分,其重要性不言而喻。在发射机的前级电路中,调制振荡电路所产生的射频信号功率很小,需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级,获得足够的射频功率以后,才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率,必须采用射频功率放大器。功率放大器往往是固定设备或终端的最昂贵、最耗电、效率最低的器件。

在调制器产生射频信号后,射频已调信号就由RFPA将它放大到足够功率,经匹配网络,再由天线发射出去。

放大器的功能,即将输入的内容加以放大并输出。输入和输出的内容,我们称之为“信号”,往往表示为电压或功率。对于放大器这样一个“系统”来说,它的“贡献”就是将其所“吸收”的东西提升一定的水平,并向外界“输出”。这一“提升的贡献”,即为放大器存在的“意义”所在。如果放大器能够有好的性能,那么它就可以贡献更多,这才体现出它自身的“价值”。如果放大器的初始“机制设计”存在着一定的问题,那么在开始工作或者工作了一段时间之后,不但不能再提供任何“贡献”,反而有可能出现一些不期然的“震荡”,这种“震荡”,对于外界还是放大器自身,都是灾难性的。

三、射频功率放大器RFPA的分类

根据工作状态的不同,功率放大器分类如下:

射频功率放大器的工作频率很高,但相对频带较窄,射频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。射频功率放大器可以按照电流导通角的不同,分为甲 (A)、乙(B)、丙(C)三类工作状态。甲类放大器电流的导通角为360°,适用于小信号低功率放大,乙类放大器电流的导通角等于180°,丙类放大器电流的导通角则小于180°。乙类和丙类都适用于大功率工作状态,丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的。射频功率放大器大多工作于丙类, 但丙类放大器的电流波形失真太大,只能用于采用调谐回路作为负载谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然接近于正弦波形,失真很小。

除了以上几种按照电流导通角分类的工作状态外,还有使电子器件工作于开关状态的丁(D)类放大器和戊(E)类放大器,丁类放大器的效率高于丙类放大器。

四、射频功率放大器RF PA的性能指标

射频功率放大器RF PA的主要技术指标是输出功率与效率,如何提高输出功率和效率,是射频功率放大器设计目标的核心。通常在射频功率放大器中,可以用LC谐振回路选出基频或某次谐波,实现不失真放大。总体来说,放大器的评判大概存在着如下指标:

-增益 。这是输入和输出之间比值,代表着放大器的贡献。好的放大器,都是在其“自身能力的范围内”,尽可能多的贡献出“产出”。

-工作频率 。这代表着放大器对不同频率信号的承载能力。

-工作带宽 。这决定着放大器能够在多大范围内产生“贡献”。对于一个窄带放大器来说,其自身设计即便没有问题,但是其贡献可能是有限的。

-稳定性 。每一个晶体管都存在着潜在的“不稳定区域”。放大器的“设计”需要消除这些潜在的不稳定。放大器的稳定性包括两种,潜在不稳定和绝对稳定。前者可能在特定条件和环境下出现不稳定现象,后者则能够保证在任何情况下保持稳定。稳定性问题之所以重要,是因为不稳定意味着“震荡”,这时放大器不但影响自身,还会将不稳定因素输出。

-最大输出功率 。这个指标决定着放大器的“容量”。对于“大的系统”来说,希望他们在牺牲一定的增益的情况下能够输出更大的功率。

-效率 。放大器都要消耗一定“能量”,还实现一定的“贡献”。其贡献与消耗之比,即为放大器的效率。能够贡献更多消耗更少,就是好的放大器。

-线性 。线性所表征的是放大器对于大量输入进行正确的反应。线性的恶化表示放大器在过量的输入的状态下将输入“畸变”或“扭曲”。好的放大器不应该表现出这种“畸形”的性质。

五、射频功率放大器RF PA的电路组成

放大器有不同类型,简化之,放大器的电路可以由以下几个部分组成:晶体管、偏置及稳定电路、输入输出匹配电路。

1、晶体管

晶体管有很多种,包括当前还有多种结构的晶体管被发明出来。本质上,晶体管的工作都是表现为一个受控的电流源或电压源,其工作机制是将不含内容的直流的能量转化为“有用的”输出。直流能量乃是从外界获得,晶体管加以消耗,并转化成有用的成分。一个晶体管,我们可以视之为“一个单位”。不同的晶体管不同的“能力”,例如其承受功率的能力有区别,这也是因为其能获取的直流能量的能力不同所致;例如其反应速度不同,这决定它能工作在多宽多高的频带上;例如其面向输入、输出端的阻抗不同,及对外的反应能力不同,这决定了给它匹配的难易程度。

2、偏置及稳定电路

偏置和稳定电路是两种不同的电路,但因为他们往往很难区分,且设计目标趋同,所以可以放在一起讨论。

晶体管的工作需要在一定的偏置条件下,我们称之为静态工作点。这是晶体管立足的根本,是它自身的“定位”。每个晶体管都给自己进行了一定的定位,其定位不同将决定了它自身的工作模式,在不同的定位上也存在着不同的性能表现。有写定位点上起伏较小,适合于小信号工作;有些定位点上起伏较大,适合于大功率输出;有些定位点上索取较少,释放纯粹,适合于低噪声工作;有些定位点,晶体管总是在饱和和截至之间徘徊,处于开关状态。一个恰当的偏置点,是正常工作的础。

稳定电路一定要在匹配电路之前,因为晶体管需要将稳定电路作为自身的一部分存在,再与外界接触。在外界看来,加上稳定电路的晶体管,是一个“全新的”晶体管。它做出一定的“牺牲”,获得了稳定性。稳定电路的机制能够保证晶体管顺利而稳定的运转。

3、输入输出匹配电路

匹配电路的目的是在选择一种接受的方式。对于那些想提供更大增益的晶体管来说,其途径是全盘的接受和输出。这意味着通过匹配电路这一个接口,不同的晶体管之间沟通更加顺畅,对于不同种的放大器类型来说,匹配电路并不是只有“全盘接受”一种设计方法。一些直流小、根基浅的小型管,更愿意在接受的时候做一定的阻挡,来获取更好的噪声性能,然而不能阻挡过了头,否则会影响其贡献。而对于一些巨型功率管,则需要在输出时谨小慎微,因为他们更不稳定,同时,一定的保留有助于他们发挥出更多的“不扭曲的”能量。

六、射频功率放大器RF PA稳定的实现方式

每一个晶体管都是潜在不稳定的。好的稳定电路能够和晶体管融合在一起,形成一种“可持续工作”的模式。稳定电路的实现方式可划分为两种:窄带的和宽带的。

窄带的稳定电路是进行一定的增益消耗。这种稳定电路是通过增加一定的消耗电路和选择性电路实现的。这种电路使得晶体管只能在很小的一个频率范围内贡献。另外一种宽带的稳定是引入负反馈。这种电路可以在一个很宽的范围内工作。

不稳定的根源是正反馈,窄带稳定思路是遏制一部分正反馈,当然,这也同时抑制了贡献。而负反馈做得好,还有产生很多额外的令人欣喜的优点。比如,负反馈可能会使晶体管免于匹配,既不需要匹配就可以与外界很好的接洽了。另外,负反馈的引入会提升晶体管的线性性能。

七、射频功率放大器RF PA的效率提升技术

晶体管的效率都有一个理论上的极限。这个极限随偏置点(静态工作点)的选择不同而不同。另外,外围电路设计得不好,也会大大降低其效率。目前工程师们对于效率提升的办法不多。这里仅讲两种:包络跟踪技术与Doherty技术。

包络跟踪技术的实质是:将输入分离为两种:相位和包络,再由不同的放大电路来分别放大。这样,两个放大器之间可以专注的负责其各自的部分,二者配合可以达到更高的效率利用的目标。

Doherty技术的实质是:采用两只同类的晶体管,在小输入时仅一个工作,且工作在高效状态。如果输入增大,则两个晶体管同时工作。这种方法实现的基础是二只晶体管要配合默契。一种晶体管的工作状态会直接的决定了另一支的工作效率。

八、RF PA面临的测试挑战

功率放大器是无线通信系统中非常重要的组件,但他们本身是非线性的,因而会导致频谱增生现象而干扰到邻近通道,而且可能违反法令强制规定的带外(out-of-band)放射标准。这个特性甚至会造成带内失真,使得通信系统的误码率(BER)增加、数据传输速率降低。

在峰值平均功率比(PAPR)下,新的OFDM传输格式会有更多偶发的峰值功率,使得PA不易被分割。这将降低频谱屏蔽相符性,并扩大整个波形的EVM及增加BER。为了解决这个问题,设计工程师通常会刻意降低PA的操作功率。很可惜的,这是非常没有效率的方法,因为PA降低10%的操作功率,会损失掉90%的DC功率。

现今大部分的RF PA皆支持多种模式、频率范围及调制模式,使得测试项目变得更多。数以千计的测试项目已不稀奇。波峰因子消减(CFR)、数字预失真(DPD)及包络跟踪(ET)等新技术的运用,有助于将PA效能及功率效率优化,但这些技术只会使得测试更加复杂,而且大幅延长设计及测试时间。增加RF PA的带宽,将导致DPD测量所需的带宽增加5倍(可能超过1 GHz),造成测试复杂性进一步升高。

依趋势来看,为了增加效率,RF PA组件及前端模块(FEM)将更紧密整合,而单一FEM则将支持更广泛的频段及调制模式。将包络跟踪电源供应器或调制器整合入FEM,可有效地减少移动设备内部的整体空间需求。为了支持更大的操作频率范围而大量增加滤波器/双工器插槽,会使得移动设备的复杂度和测试项目的数量节节攀升。

我们纵观上面的射频器件供应商,几乎所有都是IDM厂商。拥有自己的晶圆厂是他们能够领先市场的关键。

九、功率放大器的工艺

据了解,目前射频PA采用的工艺分别是GaAs,SOI,CMOS和SiGe。其中4G PA主要采用GaAs工艺;3G PA 采用GaAs或者CMOS,出货大约各50%;2G PA主要是CMOS;5G手机PA采用GaAs工艺;NB-IoT PA采用CMOS和SOI是趋势,现在还是GaAs为主,个别厂商采用SiGe。SiGe工艺几乎能够与硅半导体超大规模集成电路(VLSI)行业中的所有新工艺技术兼容,是未来的趋势。

十、功率放大器发展趋势

英国研究公司Technavio 称,全球功率放大器市场主要有三个四发展趋势:晶圆尺寸增大;初创企业采用CMOS 技术;国防领域的高速放大器需求逐渐增大:利用InGaP 工艺,实现功率放大器的低功耗和高效率。

晶圆尺寸变大 。半导体行业见证了过去40 年晶圆尺寸的变化,砷化镓(GaAs)晶圆尺寸从50mm 增大到150mm,制造成本降低了20%~25%。目前,业界制造功率放大器通常采用150mm晶圆。预测150mm 晶圆还将继续使用,因为台湾的稳懋半导体公司等制造商还在大力投资升级和新建150mm 工厂。业内正在开发200mm 晶圆技术,预计2018 年底能够试生产。斯坦福大学研究人员正在研究降低200mm GaAs 晶圆的价格,使其可以以较低的价格与硅晶圆争夺市场。同时这也对掩膜版检测设备登晶圆制造设备提出需求。

初创公司采用CMOS技术 。一些初创企业,如Acco Semiconductor , 正越来越多的采用CMOS 技术。Acco Semiconductor 抓住移动手机和物联网产品对射频功率放大器巨大需求的机会,已经投资350 亿美元扩展其基于CMOS 的射频功率放大器业务。目前绝大多数功率放大器采用锗硅(SiGe)或GaAs 技术,而非CMOS。但根据报告可知,基于CMOS 工艺有助于实现低成本、高性能的功率放大器。

国防领域需要高速放大器 。军事领域需要更高效的利用频谱,更多的使用移动设备来通信。因此,Technavio 公司称,军事领域要求高速功率放大器。美国国防先期研究计划局(DARPA)在太赫兹电子项目中已取得进展,即美国诺·格公司开发了出固态功率放大器和行波管放大器,这是仅有的两款太赫兹频率产品。太赫兹频段的功率放大器可用于许多领域,包括高分辨率安全成像、高数据速率通信、防撞雷达、远距离危险化学品和爆炸物探测系统等,这些设备的高速率运行要求必须使用高速放大器。

利用InGaP 工艺 ,实现功率放大器的低功耗和高效率。InGaP 特别适合要求相当高功率输出的高频应用。InGaP 工艺的改进让产量得到了提高,并带来了更高程度的集成,使芯片可以集成更多功能。这样既简化了系统设计,降低了原材料成本,也节省了板空间。有些InGaP PA 也采用包含了CMOS 控制电路的多芯片封装。如今,在接收端集成了PA 和低噪音放大器(LNA)并结合了RF 开关的前端WLAN 模块已经可以采用精简型封装。例如,ANADIGICS 公司提出的InGaP-Plus 工艺可以在同一个InGaP 芯片上集成双极晶体管和场效应晶体管。这一技术正被用于尺寸和PAE(功率增加效率)有所改进的新型CDMA 和WCDMA 功率放大器。

(21ic整理,编辑:王丽英)

3年投资70家芯片半导体企业,华为重整“麒麟芯”还有机会吗?

华为消费者业务CEO余承东于2020年10月22日发布搭载麒麟9000芯片的华为Mate40系列旗舰机(来源:华为官网)

由于美国以出口限制切断了华为获得先进制程芯片的渠道,这家曾所向披靡的中国科技巨头并没有坐以待毙,而是通过成立华为哈勃投资公司,正加大对中国芯片半导体的投资布局,以弥补其短板。

据天眼查显示,2月14日,深圳哈勃科技投资合伙企业(以下简称“华为哈勃”)投资了北京特思迪半导体设备有限公司,持股比例达10%。据悉,特思迪一家国产半导体设备生产商,主要针对于半导体衬底材料、半导体器件、先进封装、MEMS等领域,提供半导体减薄、晶片抛光、CMP(化学机械平坦化)工艺系统解决方案和半导体领域高质量表面加工设备的研发、生产和销售等。

实际上,过去一年,华为哈勃投资了多家芯片半导体公司。2021年6月,华为哈勃投资了中科院旗下集成电路激光光刻技术服务商北京科益虹源光电技术;10月8日,华为哈勃战略投资中外合资QFN封装芯片测试商“杰冯测试”,目前哈勃持有该公司45%的股份;12月2日,华为哈勃投资了半导体级高纯度臭氧系统提供商“苏州晶拓半导体”,投资后持股比例达20%......

与此同时,华为哈勃在半导体领域的投资也迎来了回报。2022年1月12日,“碳化硅第一股”天岳先进成功在科创板挂牌上市,市值超过257亿元。而这是华为哈勃投资的第五个IPO项目,账面回报有望达到人民币20亿元。此外,华为哈勃上个月进军私募行业,进行私募基金管理人备案登记事件也一度引发市场热议。

根据钛媒体TMTBase,结合天眼查等数据显示,自2019年3月成立以来,华为哈勃投资已经投资布局了70家公司,其中绝大多数公司都涉及芯片半导体供应链、5G产业链,比如芯片设计工具EDA、半导体设备/气体厂商等。而这些投资项目当中,有近一半是在过去一年内完成的。

华为消费者业务CEO余承东曾说过,最初华为海思只选择芯片研发领域,而忽视了重资产的芯片制造领域是个错误。如今有迹象表明,随着华为海思无法再制造先进的5G移动芯片,通过大量资金投入中国芯片半导体制造产业链,华为正试图重整“麒麟芯”。

那么,这是否意味着华为芯片在半导体市场中还有新的机会?

对此,头豹(上海)研究院TMT行业首席分析师刘颀接受钛媒体App独家采访时表示, 假设海思麒麟重归,华为凭借自己的消费电子产品矩阵(包括独立出去的荣耀)以及长久的口碑、品牌积累,仍然能够在市场上占有一定份额。但难点在于,突破美国的科技封锁需要整个中国半导体产业共同发力,并不是华为一家科技公司能够做到;以及如若打破技术封锁,海思麒麟能否在短期内实现对于国外不断迭代的芯片巨头(苹果、高通等)的技术赶超,这对于华为来说依然困难重重。

Gartner研究总监、主任分析师 Masatsune Yamaji 在接受钛媒体App采访时则给出更为悲观的评价。 他认为,华为所能做的就是生产先进工艺的芯片,而不依赖美国的技术,尽管这似乎很困难。而另一种可能是美国政府的制裁力度减弱,但不太可能发生。目前来看,半导体生产的资本、设备和半导体生产的材料由美国、欧洲和日本的企业主导,中国企业要赶上他们还需要很长时间。

三年投资半导体产业超亿元,重点布局四大核心领域

2019年4月23日,华为哈勃投资正式成立。

天眼查数据显示,该机构由华为投资控股有限公司全资控股,华为哈勃投资实控人、大股东是华为投资控股有限公司工会委员会,占股99.25%,华为创始人任正非占股0.75%。而华为全球金融风险控制中心总裁白熠担任哈勃投资的法定代表人、董事长、总经理,公司其他高管包括海思半导体董事长周永杰、华为无线网络研发原总裁应为民等。

公司成立至今近三年来,哈勃投资投资目标很明确,直指“卡脖子”技术,主要开展半导体与集成电路,芯片产业链的投资布局,促进芯片半导体产业的发展。

根据钛媒体App编辑的梳理,华为哈勃投资的近60个项目,主要围绕芯片制造产业链、芯片软件产业链、汽车电子、5G产业链,这几个正好是华为的核心业务,也是华为受美国出口限制最严重的技术领域。

具体梳理来看,华为哈勃重点投资涉及半导体设备/材料、通讯射频芯片、芯片设计工具EDA与工业软件厂商、第三代半导体(碳化硅、砷化镓)制造等核心产业领域中。

1、半导体设备/气体/材料厂商。 作为国内芯片半导体行业被卡脖子的关键环节,半导体设备极为重要,如EUV光刻机成为芯片制造的一大命门。任正非曾经公开坦言:华为今天的困难是“设计的芯片国内还造不出来”。为此,华为也开始向设备布局,其中投资包括科益虹源光电、杰冯测试、苏州晶拓半导体科技、上海先普气体技术等;而半导体原材料是集成电路产业的基石,属于高壁垒行业,技术含量高、生产难度大。全球半导体原材料,日韩占据主导地位,国内自给率非常低,大部分依赖进口,而华为哈勃投资布局了锦艺新材、本诺电子等。

2、通讯射频芯片厂商 。作为华为深耕已久的领域,通讯芯片对于5G时代极为重要,而射频功放及射频集成模块是智能手机中最为关键的芯片之一。近三年内,华为哈勃投资了注于射频前端及高端模拟芯片的唯捷创芯,和通讯射频滤波器灿勤科技等。

3、芯片设计工具EDA与工业软件厂商。 作为IC设计最上游的产业,EDA是芯片设计必要的软件工具,而华为被美国以出口限制切断之后,美国EDA三巨头Synopsys、Cadence和西门子Mentor均拒绝给华为供货,因此让华为麒麟芯片无法设计制造。因此,华为哈勃近几年连续投资无锡飞谱电子、上海立芯软件(LEDATechnology)、上海阿卡思微电子等,而正在申请IPO的国微思而芯背后,也有华为哈勃投资的身影。而其他包括半导体制造MES软件,以及一些CAE仿真工业软件,华为哈勃投资也均有布局。

4、第三代半导体制造。 该半导体以碳化硅和氮化镓为代表,具备高频、高效、高功率、耐高压、耐高温、抗辐射能力强等优越性能,是支撑新一代移动通信、新能源汽车、高速轨道列车、能源互联网等产业自主创新发展和转型升级的重点核心材料和电子元器件。华为哈勃连续投资天岳先进、天域半导体、鑫耀半导体等第三代半导体制造商,而且均具有工厂产线。

此外,钛媒体App发现,华为哈勃投资布局有两个重要风格:一是通过企业中早期入局,战略性投资意味浓厚,之前有媒体报道指,华为会给予被投企业订单支持,往往会成为该企业的第一大客户,比如华为氮化镓GaN充电就是天岳先进、鑫耀半导体制造生产销售;二是华为哈勃被投企业的持股比例上,早期的持股比例较高,比如哈勃投资在庆虹电子的持股比例达到32%,是其第二大股东,在立芯软件的持股为20%,是其第二大股东,而后续的一些项目,比如特思迪、东微半导体等,呈现持股比例逐渐减少趋势,后续部分项目的持股比例有被稀释的迹象。

据《财经》引述业内人士指,华为后期并不需要被投企业一定要和他们做生意,或者只和华为做生意,而更重要的是战略方向上的插空补缺。

重整“麒麟芯”背后的机会与挑战

2018年8月13日,这是所有华为人都不可能会忘记的日子。

时任美国总统特朗普签署了“2019财年国防授权法案”,强化了美国海外投资委员会(CFIUS)审查海外投资的能力,并明确禁止任何美国政府部门使用中国华为与中兴两家公司的产品,直接引发了后续美国对华为的四轮制裁措施。

(来源:Nikkei Asia)

随后在2019年5月15日,美国商务部工业和安全局(BIS)宣布把华为列入“实体名单”,部分美企开始严格执行出口管制命令,比如谷歌、英特尔等公司,逐步停止与华为进行合作。

截至目前,被美国四轮制裁下,华为基本丧失在智能手机领域的竞争力,外部采购的高通SoC也不具备5G功能,包括最新发布的华为P50等新品,均不支持5G网络。

根据Counterpoint数据显示,2021年四季度,位列全球智能手机出货量前五的品牌分别是苹果、三星、小米、OPPO、vivo,占比分别为23%、17%、12%、10%、9%。要知道,三年前华为手机和荣耀手机还排名前三,如今华为早已不在此列中。正如《跌倒华为,吃饱苹果》所述,华为丢掉的高端手机市场份额被苹果占据,而华为荣耀所在的中低端市场则被小米、OPPO和vivo三家中国厂商快速占领。

据芯片行业研究机构 IC Insights数据显示,2021年,全球移动芯片市场中,排除苹果iPhone A系列处理器,海思麒麟芯片被美国打压所失去的份额,已被高通和联发科占据。

刘颀指出,2021年安卓端旗舰手机SoC以高通骁龙888、与8 Gen 1平台为主,中低端处理器则被联发科天玑9000获得,无论是在性能还是功耗方面都有自己的优势,预计2022年会有多个搭载该移动平台的手机出货。

如若海思“麒麟芯”重归,那么,华为手机以及麒麟芯片杀回高端移动手机/SoC芯片市场,还有机会吗?背后还有哪些挑战需要克服?

刘颀接受钛媒体App独家采访时表示,以华为手机所在的消费电子行业为例,其最终目的是为消费者带来极致的用户体验,而SoC芯片作为消费电子中单体技术壁垒最高的核心元器件,性能、功耗等的优劣直接决定了消费者的用户体验。假设海思麒麟重归,华为凭借自己的消费电子产品矩阵以及长久的口碑、品牌积累,仍然有可能在市场上占有一定份额。

但他认为,海思麒麟回归的难点在于:1)突破美国的科技封锁需要中国的集成电路产业共同发力,并不是华为一家科技公司能够做到;2)如若打破技术封锁,海思麒麟能否在短期内实现对于国外不断迭代的芯片巨头(苹果、高通等)的技术赶超。

事实上,2013年,中国集成电路产业规模只有2500亿元,到2020年,中国集成电路产业规模达到了8848亿元,预估2021年将突破10000亿元,8年产业规模翻了两番。而从华为哈勃投资布局上来说,包括EDA工业软件、及半导体设备/气体/材料、通讯射频芯片等环节,均是中国持续缺位的“卡脖子”技术,也是能够追赶美国芯片巨头的重要环节。

不过,刘颀认为,加大国产芯片产业投资布局不应该是华为一家所能做到的,整个行业需要不断补足人才、技术、知识产权等。

“以EDA为例,真正意义上实现国产化替代需要产业链各方的积极配合与长久努力,如若实现:第一,推动集成电路行业不断成熟与发展,有效避免关键环节的“卡脖子”问题;第二,“国产化”通常意味着性价比,EDA的国产化能够打破美国三大巨头的垄断。所以国内IC设计企业抑或是IDM都能够有效节省设计工具的成本,同时下游应用到芯片的各个领域也会拿到更优惠的采购价格,会在全球范围内提升中国科技产品的竞争力,这一点对于上游无论是设备还是原材料都同样。”

“但难点在于,技术层面EDA工具需要将复杂物理问题用数学模型高度精确化表述,同时在确保逻辑功能正确的前提下,利用数学工具解决多目标多约束的最优化问题,还需要验证模型一致性问题,确保芯片在多个设计环节的迭代中逻辑功能一致,存在极高的技术壁垒;人才层面EDA工具行业的人才需要具备跨半导体、数学等领域宽泛而完备的知识储备,相较国外成熟的人才培养体质,目前中国还需要继续追赶。”刘颀对钛媒体App表示。

Strategy Analytics高级分析师吴怡雯则指出,在华为分离荣耀业务的时候,很多华为、海思半导体的研究人员都进入了荣耀,然后也看到华为不少员工转岗到其他团队。而且,华为部分员工还都被OPPO、小米等其他智能手机厂商挖走。一旦华为回归市场,如何迅速的把这些人重新聚集在一起,这是需要时间的。

Masatsune Yamaji对钛媒体App表示,华为所能做的就是生产先进的半导体芯片,而不依赖美国的技术,但这似乎很困难。目前华为没有办法购买先进制程的5G移动芯片,不仅是从海思,而是从所有芯片供应商那里。现阶段华为唯一能做的就是生产4G智能手机等成熟产品。“主要因为,半导体芯片生产的很大一部分关键技术掌握在美国、欧洲国家和日本手中。”

根据Gartner于2月初发布的研究报告显示,半导体短缺问题和新冠疫情扰乱了2021年全球原始设备制造商(OEM)的正常生产,但十大OEM买家的芯片支出猛增25.2%,占到了整个市场的42.1%。

自2011年以来,苹果和三星电子一直保持着前两名的位置,这些年来这两家公司互换排名。而华为很难采购到芯片,2021年从第3位跌至第7位。OPPO和vivo所在的步步高电子,以及小米等其他中国智能手机OEM大幅增加了半导体支出,它们成功地获得了2021年华为在智能手机市场所流失的市场份额。

2021年全球半导体设计总体潜在市场(TAM)十大公司支出额(来源:Gartner报告)

Masatsune Yamaji 接受钛媒体App采访时表示, 此时此刻,美国政府并没有阻止大部分中国企业制造、购买先进制程芯片,这也是小米等中国手机厂商增加市场份额和半导体支出的原因。他认为,如果美国不制裁的话,小米这些企业依然会长期使用5G芯片占据手机市场前列,但小米、OPPO会考虑布局未来的自研芯片。

公开数据显示,在近五年的集成电路行业投资事件中,小米集团以42笔投资位列第四,甚至超过了国家集成电路产业投资基金。今年1月发布的小米12 Pro手机中,采用了最新自研的澎湃P1充电芯片,引发了市场关注。

华为轮值董事长徐直军近日表示,华为不要求海思盈利,只要有能力,就会一直养着这个大团队。有消息指,海思2021年开支超过百亿元,对比之下,在今年一季度,海思营收下降近90%,存在着巨大的不确定性。

留给华为再造“芯”的时间已经不多了。通过华为哈勃加快投资步伐重整“麒麟芯”,或许会成为华为消费品业务东山再起的重要路径。但未来究竟是否会让麒麟芯片重回巅峰,似乎是一个未知数。

(本文首发钛媒体App,作者|林志佳)

相关问答

mate40射频芯片是哪个公司的?

Mate40射频芯片是由华为自主研发的。华为公司拥有强大的研发团队和技术实力,从芯片设计到制造都实现了自主可控,具有自主知识产权。射频芯片是手机通讯的核心...

华为公布射频芯片专利,国产厂商实现射频芯片出货,能恢复5G吗?

文/小伊评科技作为一名客观的数码自媒体,我还是要说一句话——大家不要盲目乐观,华为想要恢复5G哪能是那么简单的事情?千万不要被某些完全是标题党的自媒体给...

华为自研5g射频芯片成功了真的可以王者归来么?

感谢您的阅读。华为自研5g射频芯片成功了真的可以王者归来么?如果华为真的5G射频芯片成功了,看起来确实是很可能王者归来。之前有机构拆解过华为的旗舰手机...

mate30的5g射频芯片是哪家生产的?

Mate30的5G射频芯片由华为自家生产。华为自家研发了一款名为Balong5000的5G多模全频段芯片,该芯片集成了5G数字基带和射频(RF)功能,支持2G、3G、4G和5G多种...

华为用哪家公司的射频器?

华为使用多家公司的射频器,包括其自己的HiSilicon部门、思佳讯、SkyworksSolutions和Qorvo。这些公司提供各种射频器,包括功率放大器、低噪声放大器和滤...

5g射频芯片可以供华为使用吗?

可以。5G射频芯片可以供华为使用。近期有消息表明,富满微电子已经正式宣布,国产5G射频芯片已经实现了批量供货,主要客户包括国内主流手机和ODM厂商,这意味着...

福满微5g芯片能给华为用吗?

福满微5g芯片无法给华为使用。这里先要说不是福满微而是富满微。富满微公司5G射频芯片完全基于自主开发,具有完整的自主知识产权。但是富满微的5g芯片是基于2...

mate30pro的5g射频芯片是哪家的?

Mate30Pro的5G射频芯片由华为自家研发,采用了华为的巴龙50005G基带芯片。巴龙5000是华为首款集成5G基带和多模多频射频的芯片,支持全球多个5G频段和网络制...

mate60pro射频芯片是哪家的?

华为mate60pro的射频芯片由高通公司提供。1.高通是一家知名的半导体公司,专门研发和生产手机射频芯片,其产品在行业内享有很高的声誉。2.华为mate60pro作...

mjk-0001系列5g射频收发芯片是哪家公司的?

mjk-0001系列5G射频收发芯片是一款由中国公司华为自主研发的芯片产品。华为作为全球领先的通信技术提供商,其射频收发芯片技术在国内外市场具有较高的知名...