华为的三个阶段

　　来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）转载自公众号「半导体风向标」，作者：科技首席 l 陈杭，谢谢。
　　通过复盘近三年美国的三轮芯片封锁，我们总结出中国半导体发展的三个阶段：
　　第一轮封锁：2019年5月限制华为终端的上游芯片供应商，目的是卡住芯片下游成品。
　　第二轮封锁：2020年9月限制海思设计的上游晶圆代工链，目的是卡住芯片中游代工。
　　第三轮封锁：2020年12月限制中芯国际上游半导体供应链，本质是卡住芯片上游设备。
　　我们看到美国的封锁是顺着产业链一直到最上游的底层供应链。
　　华为作为中国科技的丰碑，其产业链极为复杂。我们试图从四个角度：应用、生态、芯片、穿透，层层递进，逐步进阶来理解华为，并借此窥探国产半导体产业集群的未来机遇。
　　1. 应用视角看华为：成长飞轮上的华为
　　我们基于亚马逊原始飞轮的核心思想，复盘华为过去30年＂起承转合＂的业务发展过程，率先提出华为作为中国乃至全球领先的无边界扩张的科技巨头，其业务扩张路径同样符合飞轮模型的底层算法。本节旨在通过借鉴该理论，从四个层次构建华为成长的飞轮模型，以应用的视角来探寻华为的业务轨迹和成长边界。
　　（1）底层飞轮（起）：主要是指ToG的运营商业务。运营商业务是华为故事的起点，完成了原始积累，在经历2G起步、3G追赶、4G同步后，并实现5G超越。公司的通信设备产品完整布局基站接入网，传输网以及核心网络全产业链。经过4G多年的积累，2017年华为首次超过爱立信成为全球最大电信设备运营商，2019年运营商业务收入2967亿元。5G时代公司制定行业通信标准，抢占先发优势。华为的运营商业务是完成原始积累的业务，并通过研发不断提高运营商业务地服务质量，形成正向循环，带动飞轮的高速旋转。
　　（2）第二层飞轮（承）：主要是指ToC的消费者业务。消费者业务以智能手机为核心硬件，向外辐射手机配件、个人电脑和平板电脑、可穿戴设备、智能家居产品等硬件终端，以及互联网应用等，核心在于打造人的数字化与互联化。华为消费者业务的成功同样适用于我们提出的＂4A＂护城河理论，始于颜值：来自外观极致设计和工艺；痴于交互：华为在光声触等人机交互领域逐渐成为创新的引领者；忠于生态：打造消费者业务全场景智慧化IoT生态系统；成于运营：全球视野下极致的供应链管理体系。华为致力于为消费者打造全场景、智慧化的极致体验，进一步提高了客户满意度。
　　（3）第三层飞轮（转）：主要是指ToB的企业业务。企业级业务志在拓展万亿新蓝海，华为基于在运营商业务中积累的能力，拓展ICT产业，2018年营收突破100亿美元，年复合40%增长，中国区营收超过500亿元，云伙伴数量增长近1倍，在线用户增长15倍，在该领域已经远超本土竞争对手。公司携手上万家公司合作共赢一起分享成功成果。通过＂无处不在的联接+数字平台+无所不及的智能＂，致力于做数字中国的底座。企业业务通过打造数字平台为底层飞轮提供了有力支撑。
　　（4）第四层飞轮（合）：主要是指提供底层基础设施的ToT业务。全栈+全场景芯片是华为2C、2B、2T业务的底层技术支持。1、麒麟是全球领先的国产SoC芯片，主要面向华为智能手机。2、昇腾AI芯片采用＂达芬奇架构＂，实现全场景覆盖，同时为2C的消费类产品、2B的服务器、2T的IoT终端提供AI解决方案。3、鲲鹏芯片主要用于泰山系列服务器，为云计算业务提供强大算力。4、5G芯片包括终端基带芯片（巴龙系列）和基站核心芯片（天罡芯片）是数字世界的内核。华为To T业务聚焦构筑全栈的平台能力和端到端服务能力，并开展全方位生态合作，成为前三大飞轮正常运转的有利支撑。
　　2. 生态视角看华为：鲲鹏/鸿蒙生态
　　华为四大应用场景的实现源自于硬件与人的交互，而隐含在硬件与人之间的软件起到了重要的联结、优化作用。华为以服务器为窗口，以鲲鹏芯片为基石，将产业版图扩展到虚拟化、大数据平台、存储、数据库、中间件、云服务、管理服务等软件场景，塑造了宏大的鲲鹏生态体系。
　　开发者是鲲鹏生态持续扩张的核心动力，华为＂基础软件＂方向的发展为开发者赋能。华为推出CloudIDE助力开发者部署鲲鹏云原生应用，向开发者提供按需配置、快速获取的工作空间，帮助开发者者掌握软件迁移、编译构建和系统优化的能力等。华为打造面向B端的开源操作系统openEuler，奠定了鲲鹏软件生态的基础平台。
　　基于CloudIDE开发平台和openEuler操作系统，华为与优质合作伙伴不断对鲲鹏生态增砖添瓦，与用友网络、金蝶国际合作聚焦于ERP领域的发展，与中国软件、太极股份合作推动数据库建设，与东方通、普元信息等合作着力于中间件发展，与金山办公、万兴科技合作推进办公软件领域国产化发展等。
　　鸿蒙生态潜力巨大，HMS助力华为乘风破浪。在鲲鹏生态茁壮发展的当下，华为也在逐步构建消费电子领域的鸿蒙生态。在消费电子场景下，华为构建面向C端的＂鸿蒙生态＂，并通过HMS搭起应用APP与鸿蒙OS之间的桥梁。就像GMS为Android生态保驾护航一样，华为的＂鸿蒙＂也需要HMS为其优化与第三方APP的交互来提升用户的使用体验，从而助力华为海外市场的持续拓展。
　　3. 芯片视角看华为：芯片自主设计的进阶
　　华为生态的基石来自于芯片支持。硬件设施需要芯片控制其功能的实现，软件需要依照芯片架构确定其开发方式，芯片是华为生态实现的底层基础。从应用场景到底层芯片，华为完成了＂终端-生态-芯片＂的产业布局。
　　在ToG场景，华为对终端基带芯片（巴龙系列）和基站核心芯片（天罡芯片）持续迭代，抓住5G基建带来的历史机遇。
　　在ToC场景，华为麒麟是全球领先的国产SoC芯片，以智能手机为核心窗口，向外辐射手机配件、个人电脑和平板电脑、可穿戴设备、智能家居产品等硬件终端，以及互联网应用等。
　　在To B场景，华为鲲鹏芯片奠基了openEuler生态，服务于服务器场景，主要用于泰山系列服务器，为云计算业务提供强大算力。
　　在ToT场景，华为升腾AI芯片采用＂达芬奇架构＂，实现全场景覆盖，同时为2C的消费类产品、2B的服务器、2T的IoT终端提供AI解决方案。并且，华为还有专注于家庭场景的凌霄系列芯片，专注于视频编解码的IPSoC芯片等。
　　作为中国自主芯片研发的代表企业，华为的芯片开发代表了中国该领域的最高水平，是中国摆脱芯片技术依赖的强大支撑。然而，芯片设计并不是一蹴而就，华为在芯片架构和EDA软件方面也需要依赖其他厂商的技术支持。华为的芯片设计需要ARM的IP核授权，需要Synopsys、Cadence、Mentor三家高端EDA软件工具，即使有部分国产预备厂商，但先进制程仍难以满足需求。
　　4. 穿透视角看华为：正在崛起的中国半导体产业
　　华为海思的芯片经过20多年的发展已经在众多领域达到世界顶级水平，芯片设计作为产业链的一环，还需要来自台积电制造代工环节的支持，而支撑整个制造代工环节的关键一环则是半导体六大核心设备（光刻机、刻蚀设备、镀膜设备、检测设备、清洗设备、离子注入机等）。
　　把华为半导体元器件分为五大板块（SOC芯片、面板、存储芯片、CIS、通信射频芯片），通过对每一细分板块产业链进行穿透式分析，我们认为在产业链一体化协作体系下，设备、制造、材料等三大国产半导体公司集群将迎来历史性机遇。
　　对于SOC芯片，以麒麟990系列为例。目前，全球EDA工具市场基本被Synopsys、Cadence、Mentor等三巨头瓜分，这就导致了国内集成电路设计公司几乎100%采用国外的EDA工具。代工环节支撑麒麟系列生产的主要为台积电，其当前产线上半导体六大设备主要为：光刻机（ASML、佳能、尼康）、刻蚀设备（应用材料、泛林）、沉积设备（应用材料）、检测设备（科磊半导体、泰瑞达）、清洗设备（科磊半导体）、离子注入机(Axcelis)等。
　　对于面板，以OLED为例，其生产厂家主要为三星、京东方，但其产线上的尖端设备多为国外进口设备。LTPS-AMOLED工艺流程融合显示面板行业的诸多尖端技术，尤其是TFT阵列和Cell成盒两段工艺，包含众多复杂工艺，关键设备基本由美国、日本、韩国企业所垄断。蒸镀是OLED的核心，全球蒸镀机（尤其蒸镀封装一体机）生产几乎被Canon Tokki独占。美国Coherent公司更是在AMOLED技术前段核心制程工艺拥有绝对领先优势的LTPS退火的线束准分子激光系统供应商。在面板材料方面，玻璃基板的生产也长期以来由美国的康宁（Corning），日本的旭硝子（AsahiGlass）所垄断，其中康宁的市场份额接近50%。
　　对于存储芯片，存储芯片作为半导体产业链的最大下游，在整个集成电路市场中占比最高，市场集中度也最高。全球存储芯片市场份额基本由前三巨头垄断（三星、美光、海力士）。存储芯片的生产设备与SOC芯片类似，主要为光刻机（ASML、佳能、尼康），刻蚀设备（应用材料、泛林）、沉积设备（应用材料）、检测设备（科磊半导体、泰瑞达）、清洗设备（科磊半导体）、离子注入机(Axcelis)等。
　　对于CIS，在供应商市占率分布方面，Sony与三星仍是全球最主要的CIS元件供应商，两家公司联手共计近七成市占率。豪威科技作为中国国内CIS元件的知名厂商，生产CIS元件的代工厂有中芯国际、台积电、华虹、华力等，以上代工厂产线上的核心设备包括：刻蚀设备（应用材料、泛林）、沉积设备（应用材料）、清洗设备（科磊半导体）等。
　　对于射频前端，射频前端模组主要由射频开关、LNA、PA、滤波器、双工器五部分构成，其中，高端滤波器和PA被国际巨头垄断。滤波器主要有SAW和BAW两大类，在SAW滤波器市场中，前五大厂商（Murata、TDK、TAIYOYUDEN、Skyworks、Qorvo）占据了95%的全球市场，而BAW滤波器市场基本被Broadcom所垄断。全球PA市场绝大部分份额也是被Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata占据，合计市场份额为96%。由于模拟器件对工艺要求较高但对制程要求较低，目前全球射频器件龙头厂商大多采用IDM模式，而国内射频器件厂商则以Fabless为主。国内主要射频代工厂商三安集成核心设备主要包括：刻蚀设备（应用材料、泛林）、沉积设备（应用材料）、清洗设备（科磊半导体）等。
　　通过对各个半导体元器件的拆分来看，华为已经在其领域做到了极致，但是半导体产业链不可能由一家公司完全承担，当今世界已经形成一体化协作体系，这个体系不应也不可逆转，但也需要国产半导体供应链的共同努力建立完备生态。半导体行业作为全球化分工的行业，未来必将面对产业链的共同发展。站在智能世界的入口，半导体产业的机会将远大于竞争！
　　为了应对这种生存环境的巨变，中国半导体工业也进行了三轮大级别的调整：
　　第一个阶段：终端厂带动上游设计和封测。
　　我们将半导体分为上中下游，其中最下游的就是fabless和封测，芯片下游与终端厂（手机、电脑等）直接绑定，所以我们看到2019年华为被美国列入实体清单后，将相当部分的芯片订单转移到国内＂备胎＂供应链，直接显著推动了国产芯片设计（模拟、数字、射频、存储）和封测公司收入、业绩的加速增长。除了采购国产供应链，华为海思依据其多年深厚的专利积累和研发，在芯片设计的多个领域都做到了世界一流水平，整个芯片设计行业因为外部压力引来了一次大级别的拉动，这是2019年开启的A股半导体牛市背后的原因。
　　第二个阶段：fabless带动上游晶圆代工厂。
　　由于全球所有晶圆厂包括台积电都采用了大量美国技术（半导体设备、材料、EDA/IP），美国对华为的第二轮实体清单限制直接针对Fab代工，此时中国半导体产业的主要矛盾已经从缺少芯片成品，到缺少芯片代工。在海外Fab厂不能为华为海思提供晶圆代工后，国产晶圆厂成为替代必选方案，中芯国际经过多年的发展，在国产fabless巨头的通力配合下，已经在2020年量产了14nmFinFET工艺，并向N+1节点过渡，这是中国集成电路行业历史性突破，成为全球第三家FinFET fab成员，代表了工艺调校方面的阶段性突破，也为国产成熟工艺fab厂提供了经验。
　　第三个阶段：晶圆厂带动上游设备和材料。
　　在FinFET工艺陆续突破之际，2020年末美国新一轮实体清单直接指向了fab中芯国际，因为半导体设备是晶圆厂的底盘，而美系设备商大约占据了一条fab产线的50%份额（PVD、刻蚀机、CVD、Imp、Clean、Furnace），AMAT、LAM、KLAC都是全球垄断级别的设备巨头，在先进节点工艺上依旧无可替代。但是在成熟工艺节点，国产和日本设备可以实现相当程度的替代，当下摆在中国半导体工业主要矛盾已经不是缺少工艺，而是缺少半导体设备和材料。由于欧洲ASML的DUV光刻机（.13um -7nm）一直无阻碍供应中国，所以未来中国半导体工业的核心矛盾就是从根技术（半导体设备、材料）上补短板，实现真正的供应链安全。
　　在国产替代+周期复苏的双重驱动下，看好设备、制造、材料等三大国产半导体公司集群将迎来历史性机遇。
　　基于此，未来中国半导体将走向成熟工艺、走向双循环、走向根技术
　　1、由单纯追求先进工艺 ->回归成熟工艺 （＂新55nm＂远大于＂旧7nm＂）
　　2、由外循环 ->内外双循环（去A化，而不是国产化）
　　3、补短板由干技术 -> 根技术（设计、制造其实不是根技术）
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