倔強的華爲海思

2004年10月,華爲創辦了海思(HiSilicon)公司,它的前身是華爲集成電路設計中心,正式開啓了華爲的手機芯片研發之路。

2006年,海思開始着手研發自己的手機芯片,2009年,海思推出了第一款手機應用處理器(AP),命名爲K3V1,其定位是與展訊、聯發科一起競爭山寨市場,但並沒有用在華爲自己的手機裡。K3V1 採用的是 110nm製程工藝,而當時主流芯片已經採用 65nm、45nm工藝,這使得K3V1性能很差,而且,支持的操作系統也是非主流的 Windows Mobile,這樣的方向性錯誤導致連採用 K3V1 的工程機都沒有,沒上市就宣告失敗了。

2012年,吸取了K3V1失敗的教訓,其改進版K3V2誕生,它採用了當時主流的Arm四核架構,並支持安卓操作系統,但是,這款芯片依然在製程工藝、功耗等方面不盡如人意,很快推出了改進版K3V2E,2013年,搭載K3V2E的華爲旗艦機P6發佈,並取得了不錯的銷量。

2013年,海思推出了麒麟910,這是該公司首款4核LTE SoC,它第一次集成了海思自研的基帶Balong 710。由此,麒麟芯片正式登場。

2014 年 6 月,華爲將AP和自研的基帶處理器Balong 720 集成在一個芯片上,構成SoC,這款芯片就是麒麟920。

2015年,麒麟950誕生,它採用16nm FinFET製程工藝,也就是在那一年,成就了爆款Mate7的奇蹟,創造了國產 3000 元以上旗艦手機的歷史,全球銷量超過750萬部。2013年,華爲收購了德州儀器OMAP芯片在法國的業務,並以此爲基礎成立了圖像研究中心。從麒麟950開始,海思的SoC中開始集成自研的ISP模塊,這使得華爲海思可以從硬件底層來優化照片處理。

麒麟芯片經過數代的發展,特別是在麒麟960之後,進步顯著,其諸多性能指標已經達到了高通驍龍等旗艦芯片的性能指標。之後,華爲的麒麟系列漸入佳境,性能在穩定中不斷提升,從2017到2019年,麒麟970,麒麟980,麒麟990 5G先後量產,2020年,麒麟9000問世,當時是全球首款5nm 5G SoC,麒麟系列達到歷史巔峰,並幫助華爲直逼蘋果高端智能手機的行業地位。

行業地位持續提升

隨着麒麟芯片不斷進步,華爲海思的行業排名也在持續提升。DIGITIMES Research發佈的2018年全球前10大IC設計公司(Fabless)排名顯示,海思排名升至全球第五位。

從上圖可以看出,海思實現了34.2%的年營收增長率,這一數字在所有10家廠商中居冠。雖然其2018年營收總額與行業前三名相比,特別是博通和高通,還有很大差距,但其增長勢頭非常強勁。

IC Insights發佈的2020年第一季度全球十大半導體銷售榜單顯示,華爲海思在該季度銷售額接近27億美元,歷史性地躋身2020年第一季度前十大半導體廠商之列。

從上圖可以看出,海思的排名躍升了5位,升至第10,這也創造了該公司的全球排名歷史。而且,該公司在該季度的銷售額同比增長了54%,是10家廠商中最高的。

受疫情影響,2020年第一季度全球智能手機市場一片慘淡,幾大品牌廠商的出貨量同比都大幅下滑。然而,在市佔率方面,華爲卻不降反升,特別是在中國市場,華爲手機的市佔率提升很快,這也促使其手機處理器的市佔率加速攀升。

CINNO Research的報告顯示,在中國的手機處理器市場上,2020年第一季度發生了一次重要轉折,華爲海思的麒麟處理器已經超越高通驍龍,首次排名第一。

2019年第四季度,高通還把持着37.8%的市場份額,華爲海思以1.3個百分點的差距屈居第二,而到了2020年第一季度,華爲麒麟系列處理器在中國市場的佔比迅速升至43.9%,高通則降至32.8%,如下圖所示。

與2019年同期相比,華爲麒麟芯片的市場份額更是猛增19.6個百分點,高通則損失了15.3個百分點。

打壓不期而至

2019上半年,美國推出針對華爲的限制令,不僅在購買美國廠商(高通、博通等)芯片元器件方面設置重重障礙,還不允許臺積電爲華爲代工生產先進製程(7nm、5nm)芯片。在這種情況下,華爲海思能夠設計出最新的麒麟芯片,但無法制造出來。

無法購買美國廠商的相關芯片,加大自研投入力度是必然的選擇,來自華爲公司的數據顯示,其2019年的研發費用爲1317億元人民幣,同比增長了近30%。同時,爲了爭取更多的緩衝時間,華爲囤積了大量的美國芯片,以中高端芯片爲主,在增加芯片庫存方面,在2019年花費了1674億元,同比暴增了73.4%。

減少了來自美國的芯片,在庫存耗盡之後,芯片來源就三種:歐洲、日本和中國臺灣,中國本土芯片廠商,以及自研。其中,日本和歐洲的芯片水平雖高,但從中長期來看,大量購買的變數較大,而以華爲的風格,特別是其對前沿技術和產品的追求,在短時期內,中國大陸本土的芯片整體水平恐怕難以滿足其對大量高性能芯片元器件的要求。那麼只有靠自研了,這就對晶圓代工提出了更穩定的需求。然而,受美國限制,無法拿到先進製程代工產能,使得華爲自研芯片之路困難重重,特別是中高端手機用的麒麟處理器,只能靠庫存維持低量供貨。

痛失好局

在自研麒麟芯片水平不斷提升的這些年裡,相對於蘋果,華爲手機在市場上長期處於追趕者角色。而到了2019和2020年初,華爲中高端手機達到巔峰期。

2018年,華爲手機全年銷量首次突破2億部,2019年更是增加到2.4億部,已成爲中國市場的第一大品牌。

手機銷量大漲的同時,麒麟芯片的市佔率也是節節攀升。據Counterpoint Research統計,2019年,海思智能手機AP出貨量全球排名第五,且是當年唯二實現正增長的供應商之一,另一家是三星,而高通,聯發科和蘋果都出現了下滑。

到了2020年第一季度,華爲的手機AP市佔率進一步提升,據Strategy Analytics統計,當時,高通繼續在智能手機處理器市場保持領先地位,佔全球AP市場總營收的40%,其次就是海思,佔20%的市場份額,蘋果佔15%。

2020年,在一次行業峰會上,華爲消費者業務部負責人餘承東表示,2020年第二季度,華爲手機出貨量超越三星,成爲了全球第一。

然而,達到巔峰之後,美國的貿易禁令效應很快顯現出來,華爲手機和AP的市佔率很快就開始下滑。2020年9月,華爲發佈旗艦機Mate40,搭載最先進的5G芯片麒麟9000,不過,由於受到美國第二輪制裁,當年9月15日,華爲芯片的生產就停止了,無法拿到臺積電先進製程工藝的產能,導致手機芯片供應困難,Mate 40系列所搭載的芯片稱爲麒麟5G高端芯片的絕版。

不僅失去了臺積電的產能,由於禁令限制,使用美國半導體設備的晶圓代工廠都不能爲華爲生產先進製程工藝芯片,而當時中國本土的中芯國際最先進製程節點爲14nm,且同樣受到先進半導體設備採購限制,無法升級製程。當時,在招股書經營風險一欄,中芯國際聲明:“在獲得美國商務部行政許可之前,可能無法爲若干用戶的產品進行生產製造。”因此,中芯國際無法爲華爲提供高端芯片。

確定無法再生產麒麟芯片後,華爲只能採用第三方芯片。在2020年3月的財報會議上,時任華爲輪值CEO徐直軍表示,在替代品方面,華爲仍可以從三星、聯發科和紫光展銳購買芯片,但這種替代品,除了三星外,其餘兩家的產品對於華爲的高端機來說,不堪使用,產品體驗和競爭力可能會打折扣。7月,華爲與高通簽署了18億美元的專利和解協議,這意味着高通將重新成爲華爲中高端手機AP的主供應商,但不能向華爲出售5G手機芯片。

在2021和2022上半年,華爲高端手機的市佔率一直處於下滑態勢,據Counterpoint統計,2022年第一季度,全球智能手機AP供應商榜單中,聯發科以38%的市佔率排名第一,蘋果排第三(15%),而華爲海思的市佔率只剩下1%。

後麒麟芯片時代

2022年底,Counterpoint Research發佈的報告顯示,全球智能手機AP市佔率正在洗牌,華爲海思麒麟芯片因庫存耗盡,從2022年第二季度開始,市佔率爲零,2021年同期爲3%。

針對海思的遭遇,任正非並沒有做出裁員、削減開支的決定,反而多次公開表態會完整保留海思部門,同時不對海思設立任何盈利要求。與此同時,華爲還成立五大軍團,通過軍團作戰快速集結資源,提升營收能力,從而爲逆風爬坡的海思團隊提供乾糧,不惜一切代價保住海思員工。

爲加快芯片生產,華爲正在與同樣被美國政府列入實體清單的中國本土芯片製造商合作,甚至重新設計部分核心芯片,這樣,華爲就能以成熟製程技術生產芯片。

消息人士透露,華爲的優先事項,是生產用於電信設備和汽車的芯片。華爲聚焦於電信設備芯片,部分原因是這類芯片的技術要求比智能手機低,通常不需要那麼小的尺寸和低功耗。

據悉,華爲還在與幾家規模較小的本土芯片廠聯手,不過,沒有公開資料顯示華爲已投資這幾家公司。華爲現在的目標,是將一些存儲芯片產線,改造成可生產處理器和其他邏輯芯片的產線。