芯片制造能不能做到完全“去美国化”？
距离美国将华为加入实体清单已经一年有余，从表面上看，华为至今活的好好的，而且依靠国内市场的强劲增长，其5G通信设备、5G手机业务几乎没有受到太大影响，导致很多媒体纷纷抛出“华为海思可以完全脱离美国搞自研”的论调。
2020年一季度华为手机占据过半市场份额
但其实事情始终在向不好的方向发展。6月9日，芯片代工厂台积电举办年度股东大会，会上台积电董事长刘德音毫不避讳的说到，“我们希望这种情况（断供华为）不会发生。但是如果发生了，我们将在很短的时间内（通过其他芯片公司的订单）替代补足，现在还很难预测替代需要多久。”
台积电董事长刘德音
要知道华为海思在台积电订单占到台积电2019年全年收入的14%，仅次于苹果，而台积电掌门人却能开诚布公的说出这样的话语，这充分说明，台积电已经做好了未来美国政府彻底禁止台积电为华为代工的最坏打算。
既然事已至此，今天的文章我想简单的谈一谈，假如最坏的情况真发生了，即美国商务部拒绝一切使用美国技术或设备的公司供货华为的申请，那么华为海思能不能做到完全去美国化制造芯片呢？
01 芯片设计能不能国产化
根据市场调研机构IC Insights公布的最新数据显示，华为海思目前是国内最大、全球排名第10的半导体公司，要知道这个榜单内囊括的是芯片全产业链企业，也就是说在与英特尔、三星、台积电、英伟达等大佬们放在一起排名的情况下，海思依然在2020年一季度收入排到第10。毫无疑问，海思目前是全球顶尖的半导体企业。
2020年一季度全球前十强半导体企业
但是，海思属于Fabless企业，也就是无工厂芯片供应商或者说芯片设计企业，简单来说海思只能设计芯片，不能生产制造芯片，因此才需要台积电或者中芯国际这样的Foundry芯片代工厂为其将设计好的芯片生产出来。
打个比方，海思相当于设计师，台积电相当于印刷厂，没了台积电，海思就是只能在电脑上完成设计方案，但不能将设计方案真正化为成品宣传海报的空想家。
先不提芯片代工的问题，海思可以脱离美国技术独立完成芯片设计吗？
答案是不能。当前芯片设计一定需要使用EDA软件，学工科的胖友们应该很多都上过EDA软件使用的课程（当时上课从始至终都有种这TM是给人学的吗的赶脚），EDA，Electronic design automation，翻译过来就是电子设计自动化，EDA软件就是帮助工程师使用软件进行复杂芯片设计的计算机软件。
目前EDA软件存在三大巨头，即Cadence、Mentor Graphics（总部美国，后被西门子收购）和Synopsys，它们全部是美国（或诞生美国）公司。
EDA三巨头简介，来源“智东西”
全球任何芯片设计大厂都需要使用这三家公司的软件来进行芯片设计，当然如果是低端芯片那可能小公司的软件对付对付也行，但要知道华为海思目前设计的芯片都是7nm制程的最顶级手机或服务器、基站芯片，因此必须使用美国公司的EDA软件，是必须，没得选。
2018年，美国三大EDA巨头占据中国市场份额的95%，剩5%基本就是低端芯片设计市场。
EDA三巨头2018年在中国市场份额，来源“前瞻经济学人”
这三家公司已经履行对华为断供的政策。那么华为怎么办？华为海思虽然前期已获得了美国EDA公司的软件使用授权，可以正常使用，但由于断供原因，EDA软件不会再获得更新以及技术支持，也就说，未来海思的新一代芯片产品，将无法使用新版本的EDA软件。毕竟随着芯片制程与工艺的提升，如果设计软件跟不上，对于海思来说会很艰难。
虽然大家都知道芯片制造中主要的一种设备叫做光刻机，全球高端光刻机市场被荷兰公司ASML垄断。
ASML光刻机
但其实芯片制造涉及复杂的流程工艺，包含各类的制造生产设备，光刻机只是其中的一环。
芯片制造流程
根据美国半导体产业调查公司VLSI Research发布的2018年全球半导体生产设备厂商的排名结果来看，几乎家喻户晓的ASML仅排名第二名，全球排名第一的半导体设备厂商其实是来自美国的“应用材料公司”。
2018年全球半导体设备厂商排名
应用材料公司几乎可以生产用于制造半导体芯片的各种设备，包括沉积（CVD、PVD等）、离子注入、刻蚀、快速热处理、化学机械平整、计量检验等。简单来说除了光刻机它不造，剩下它都行。
美国应用材料公司
而且除了应用材料公司外，榜单前10名中依然还有3家美国公司，也就是说，全球10强半导体设备公司美国公司占据四席。
有没有一种可能，在芯片制造环节完全使用国产设备呢？
这么说吧，在芯片制造的每个环节涉及到的每种设备，中国都有相关企业能生产设备，只不过有的达到世界领先水平，有的还只能处于入门水准。
比如蚀刻环节的蚀刻设备，中国的中微半导体已经可以生产5nm制程设备。在中微半导体2019年年报中，其表示公司开发的高端刻蚀设备已在各大国际知名厂商的65nm到7nm的芯片生产线上。另外,财报还显示,中微半导体根据客户（大概率是台积电）的需求已经开发出了5nm刻蚀设备，并且获得了行业领先客户的批量订单。
中微半导体
而在关键的光刻环节，目前国内最顶尖的光刻机制造商上海微电子，预计将于2021-2022年交付第一台28nm工艺的国产沉浸式光刻机。虽然与目前ASML的7nm甚至5nm光刻机相比，28nm光刻机简直是上个时代的产品，但要知道上海微电子的90nm光刻机一直用了13年至今，才终于研发出新一代产品。
上海微电子的光刻机
而且，目前全球绝大多数芯片其实并不需要10nm、7nm这样的高端制程，搞定28nm制程已经可以解决大部分芯片需求了。
全球芯片制程需求
但对于手机、电脑、服务器、基站等高端芯片来说确实是远远不够的。
其他环节生产设备就不一一举例了，总的来说，用全国产设备组成一条能凑合用的芯片生产线问题不大，但是对于海思来说依然远远不够。所以想脱离美国或者其盟友国家的生产设备实现高端芯片的生产制造，基本不可行。
03 芯片制造能不能国产化
台积电在6月9日的股东大会里，对于能否建立一条没有美国技术、设备的生产线，刘德音表示，台积电需要使用很多美国设备。
就算是中国大陆芯片代工厂中芯国际，由于使用美国设备，也是要受到美国政策影响的。由于中芯国际近期要回国内科创板上市，因此6月份刚刚公布了招股说明书，在其招股说明书中明确注明：
“若干自美国进口的半导体设备与技术，在获得美国商务部行政许可之前，可能无法用于为若干客户的产品进行生产制造。上述修订的规则中，仍然有许多不确定的法律概念，其具体影响的程度，目前尚未能准确评估。”
若干客户中其中最重要的一个就是华为。由于华为目前完全不具备芯片制造能力，如果没有台积电和中芯国际的代工，是不能制造芯片的。
而且就算是中芯国际能为海思代工，其仅具备最高14nm制程芯片代工能力，无法制造华为目前全系高端芯片，而中芯国际已经是国内领先其他代工厂几个时代的最顶级代工厂了。
全球主要芯片代工厂当前制程能力
因此就算海思能把芯片设计出来，目前来看想把芯片生产出来，也困难重重。
04 总结
如果想完全去美国化的生产低端芯片，那么这事儿目前来看可行。
但如果是华为海思这种级别的公司，想不使用任何美国技术与设备生产高端芯片，那么需要顶尖的芯片设计工程师团队+国产高端EDA软件+每个环节完全国产的高端半导体制造设备+一家熟练掌握所有工艺流程的高端芯片代工厂，目前除了顶尖的芯片设计工程师团队外，其他条件需要国内相关企业跨越人家领先几年到几十年的代差，难于登天。
近期优质好文：
今天的内容就到这里了。我会保持每周3-4篇（非节假日）的更新速度，且尽全力提供ICT垂直领域高质量内容，如果喜欢，还请各位同学关注转发。同时欢迎所有订阅号经过授权后转载（已出现被无良订阅号直接抄袭的问题，投诉后已被微信订阅号官方处理），转载权限设置请直接私信或邮箱联系549013169@qq.com。
如果想阅读《给忙碌者的5G基础知识课》系列文章的同学，请点击链接：《给忙碌者的5G基础知识课》高清合集PDF版直接发到您邮箱！查看方法。