Huawei Memperluas Rangkaian Pembuatan Cip untuk Rantaian Bekalan Berdikari

Di sebalik rangkaian cip baharu Huawei

Huawei dan sekumpulan syarikat cip sekutunya sedang mempercepat pemerolehan, pembinaan kilang dan rancangan kapasiti di seluruh China. Matlamatnya ialah menghubungkan rantaian bekalan semikonduktor domestik yang mampu berdikari, bagi menyokong pelbagai keperluan daripada pemproses telefon pintar hingga pemecut AI pusat data. Usaha ini jelas kelihatan melalui pembangunan fizikal, lonjakan pelaburan dalam bahan dan peralatan cip, serta peranan Huawei yang semakin terselaras sebagai penyepadu pembekal yang sebelum ini beroperasi secara berasingan.

Skopnya luas. Kegiatan merangkumi peralatan pembuatan teras, fotoresis dan bahan kimia khusus, perkakasan pembungkusan dan pengujian, serta perisian automasi reka bentuk elektronik yang diperlukan pereka untuk menterjemahkan pelan kepada cip. Tapak pembuatan baharu sedang dibangunkan di Shenzhen, dengan tiga lokasi yang berkaitan dengan Huawei dan rakan rapatnya bergerak maju melalui pembiayaan yang disokong kerajaan bandar. Huawei mengendalikan satu kompleks, manakala pengeluar peralatan cip SiCarrier dan pengeluar memori SwaySure mengendalikan dua lagi. Kakitangan dan kepakaran bergerak antara lokasi, membolehkan pembangunan proses bersama dan penyelesaian masalah secara kolektif.

Di sebalik pembinaan itu terdapat program pelaburan yang semakin rancak selepas syarikat berkenaan dikenakan kawalan eksport Amerika Syarikat pada 2019. Rekod awam menunjukkan Huawei dan dana berkaitannya telah melabur dalam lebih 60 perniagaan berkaitan cip. Syarikat sekutu kini menyatukan pesaing domestik, memperluas kapasiti dan melancarkan alternatif kepada komponen import. Matlamatnya ialah menjamin bekalan untuk peranti utama seperti siri telefon pintar Mate dan produk pusat data seperti pemproses AI Ascend, sambil mengurangkan pendedahan kepada titik sekatan asing.

Mengapa Huawei membina semula rantaian bekalan cip

Kawalan eksport mengehadkan pembelian oleh pihak China bagi cip logik termaju, pemecut AI, peralatan pembuatan cip dan perisian reka bentuk. Amerika Syarikat mengetatkan peraturan beberapa kali sejak 2019, dengan menambah kategori seperti memori lebar jalur tinggi dan model AI yang lebih baharu. Rakan utama di Jepun dan Belanda menyelaraskan kawalan terhadap litografi dan peralatan lain. Tahun ini, Taiwan turut memasukkan Huawei dan Semiconductor Manufacturing International Corporation dalam senarai entiti yang memerlukan kelulusan bagi urus niaga teknologi sensitif. Langkah itu menyukarkan sokongan reka bentuk cip dan bekalan bahan khusus yang sebelum ini dihantar dari pulau tersebut kepada pelanggan China.

Kekangan memaksa Huawei menggantikan input teras dan mengubah hala pembangunan. Sebelum sekatan, syarikat itu bergantung pada Intel, Qualcomm, Broadcom dan TSMC. Selepas kawalan berkuat kuasa, Huawei mempererat hubungan dengan pembekal domestik seperti SMIC untuk fabrikasi wafer dan BOE Technology untuk paparan. Pada peringkat perisian, Huawei membangunkan HarmonyOS sebagai alternatif kepada perkhidmatan mudah alih Google yang tidak lagi boleh diprapasang, selain mengembangkan tawaran awan dan perusahaan untuk mempelbagaikan pendapatan.

Beijing menyokong langkah itu dengan dasar dan pembiayaan. Program nasional termasuk Big Fund dan rancangan lima tahun semasa menyalurkan sumber kepada litografi, bahan, pembungkusan termaju dan perisian reka bentuk. Perubahan kepimpinan memusatkan keputusan berkaitan sains dan teknologi. Dalam konteks itu, Huawei beralih daripada juara telekomunikasi kepada penyelaras rantaian bekalan, menghimpunkan pembuat peralatan, syarikat bahan dan pereka cip dalam satu aliran kerja bersama yang bertujuan mencapai kebergantungan kendiri.

Rupa pembangunan ini di lapangan

Di Shenzhen, tiga kemudahan yang dikaitkan dengan Huawei dan rakan-rakannya dirancang untuk saling menyokong. Huawei mengendalikan barisan yang menyasarkan pemproses telefon pintar dan cip AI Ascend. SiCarrier menyediakan peralatan fabrikasi wafer dan kejuruteraan proses, manakala SwaySure menumpukan pada memori. Pembiayaan tempatan menyokong kompleks itu, sementara pasukan bersama bergerak antara lokasi mengikut keperluan. Struktur ini menyerupai rangkaian dalaman pembekal khusus yang melapor kepada pejabat program pusat, bukannya sebuah kilang bersepadu secara menegak.

Laluan teknologinya menggunakan litografi ultraungu dalam (DUV), yang tersedia di dalam negara, dan bukannya litografi ultraungu ekstrem (EUV), yang dikenakan sekatan. DUV tidak dapat menghasilkan ciri terkecil dalam satu pendedahan, maka jurutera menggunakan pemultipleksan corak, iaitu memecahkan corak kepada beberapa proses sejajar. Huawei memperoleh paten yang meliputi pemultipleksan corak empat kali jajaran kendiri, kaedah yang menggunakan pengatur jarak dan urutan punaran yang teliti untuk menghasilkan garisan amat halus dengan DUV. Pendekatan ini boleh mencapai saiz ciri yang terdapat pada nod seperti 7 nm, namun meningkatkan kos dan menyukarkan pengurusan kadar hasil serta daya pemprosesan.

Perisian reka bentuk juga merupakan komponen penting. Automasi reka bentuk elektronik, atau EDA, ialah rangkaian alat yang menukarkan seni bina cip kepada susun atur yang disesuaikan dengan proses pembuatan tertentu. Banyak alat terkemuka berasal dari Amerika Syarikat dan tertakluk pada sekatan lesen. Vendor domestik sedang mengisi jurang bagi proses berasaskan DUV. Qiyunfang, unit yang dikaitkan dengan SiCarrier, baru-baru ini memperkenalkan dua produk EDA dengan harta intelek bebas. Huawei dipercayai mengesahkan dan melaras aliran kerja ini mengikut keperluannya, sambil menggantikan alat import secara berperingkat apabila kawalan dikenakan.

Bahan dan pengujian turut berkembang serentak. Fotoresis, salutan peka cahaya yang digunakan dalam litografi, menjadi titik sekatan. Jiangsu HHCK Advanced Materials, yang sebahagian kecil sahamnya dimiliki Huawei, memperoleh pesaing domestik untuk meningkatkan jumlah pengeluaran dan meluaskan rangkaian produk. Dalam bidang bahan kimia, Huawei menyokong pembangunan Zhuhai Cornerstone sebagai pembekal rangkaian penuh yang mampu bersaing dengan syarikat mapan global. Pada peringkat hiliran, Maxone Semiconductor berjaya mencapai kelompok teratas dunia dalam pengeluaran kad prob MEMS, iaitu kelengkapan tepat yang menghubungkan wafer dengan alat penguji. Cabang pelaburan Huawei, Hubble, memiliki pegangan yang bermakna. Maxone merancang menggunakan modal yang diperoleh menerusi pasaran tempatan untuk menghasilkan sendiri input yang masih diimport dan memperluas pengeluaran bagi pelanggan termasuk pereka cip utama, faundri serta penyedia pemasangan dan pengujian sumber luar di China.

Peta pelaburan

Cabang pelaburan Huawei telah melabur dalam pelbagai pembekal sejak 2019. Hubble menyalurkan dana kepada syarikat peralatan, bahan dan pengujian yang mengisi jurang yang didedahkan oleh kawalan eksport. Vertilite, yang sebahagian kecil sahamnya dimiliki Huawei, membuka kemudahan baharu untuk semikonduktor kompaun yang digunakan dalam optik dan elektronik kuasa, yang menyokong peralatan telekomunikasi serta rangkaian pusat data. Shanghai Winscene dan Aerotech sedang memperluas pengeluaran dalam bidang optoelektronik dan kawalan gerakan yang menyokong sambungan berkelajuan tinggi serta subsistem peralatan semikonduktor. Asas pembekal turut berkembang dalam bahan elektronik dan fotoresis, apabila firma tempatan membeli pesaing untuk meningkatkan skala dan kepakaran proses.

Pola ini konsisten. Huawei mengagihkan risiko melalui pegangan minoriti, berkongsi jurutera apabila diperlukan, kemudian mengeluarkan pesanan pembelian yang memberikan jumlah diperlukan kepada syarikat tempatan untuk berkembang. Apabila timbul kesesakan, syarikat berkaitan mengambil alih pesaing atau menjalankan penyelidikan dan pembangunan (R&D) bersasar untuk menutup jurang. Kaedah ini kini jelas kelihatan dalam bidang bahan, fotoresis, EDA dan peralatan. Dalam bidang pengkomputeran, Huawei terus membangunkan pemecut AI Ascend dan CPU pelayan, serta melabur dalam pembungkusan termaju untuk meningkatkan prestasi apabila litografi terbatas. China juga menerima pakai RISC V sebagai set arahan terbuka, dengan syarikat internet besar membangunkan rangkaian alat dan sistem pengendalian yang mengelakkan halangan pelesenan.

Kekangan yang masih membentuk rancangan Huawei

EUV masih tidak boleh diperoleh, dan hakikat itu membentuk segala-galanya. Pemultipleksan corak berasaskan DUV boleh menghasilkan ciri yang lebih kecil, tetapi meningkatkan bilangan pendedahan dan langkah proses, sekali gus menaikkan kos dan menjejaskan kadar hasil. Banyak input termaju masih sukar diganti pada skala besar. Memori lebar jalur tinggi, filem pembungkusan tertentu, metrologi termaju dan peralatan pemendapan generasi terkini masih dikuasai vendor asing. Alternatif domestik semakin maju, namun meningkatkan pengeluaran alat dan bahan kompleks ke tahap tinggi mengikut jadual tetap bukan mudah.

Ekosistem AI juga menjadi cabaran. Pemecut berprestasi tinggi hanya berjaya dengan ekosistem perisian yang matang. Nvidia membangunkan CUDA selama bertahun-tahun, sekali gus mewujudkan kelebihan menerusi pengkompil, pustaka dan kebiasaan pembangun. Huawei dan syarikat China lain sedang membina pengkompil serta rangka kerja yang disesuaikan dengan cip mereka, dibantu projek pengkomputeran nasional yang menggabungkan kluster di seluruh wilayah. Kemajuan memang dicapai, namun peralihan pembangun memerlukan masa. Pusingan baharu kawalan eksport juga boleh memaksa perubahan mendadak pada spesifikasi atau pembekal. Sebab itulah Huawei merahsiakan sebahagian programnya dan bekerjasama melalui rakan kongsi untuk mengurangkan perhatian terhadap pencapaian tertentu.

Maksudnya bagi rantaian bekalan global

Pasaran semikonduktor sedang berpecah kepada blok serantau yang saling bertindih. Pembangunan Huawei memberi China ekosistem yang lebih lengkap untuk menyokong nod matang dan cip logik kelas pertengahan dengan peralatan serta bahan domestik, di samping menguji had DUV bagi peranti termaju. Syarikat global berdepan tempoh menunggu yang lebih panjang, pemeriksaan pematuhan yang lebih ketat dan keperluan mendapatkan senarai bahan setempat bagi memenuhi pelbagai peraturan negara. Ketua perolehan perlu meneliti sama ada sesuatu modul mengandungi kandungan yang dikenakan sekatan dan sama ada pembekalnya tersenarai dalam senarai sekatan Amerika Syarikat, Taiwan atau Eropah.

Bagi pembuat cip Amerika Syarikat, kehilangan jualan ke China menjejaskan hasil dan pekerjaan. Kesan itu turut mendorong perdebatan di Washington mengenai kredit cukai dan penyelarasan lebih erat dengan sekutu bagi mengelakkan peraturan sebelah pihak. Jejak kilang fabrikasi Amerika Syarikat yang lebih besar boleh meningkatkan daya tahan, manakala pertumbuhan kapasiti China pada 28 nm, 40 nm dan 55 nm mewujudkan kebergantungan baharu terhadap komponen bukan generasi termaju seperti cip pengurusan kuasa, sensor imej dan mikropengawal. Penyatuan pembekal tempatan oleh Huawei menandakan ekosistem China yang lebih berdaya tahan, walaupun jurang di barisan paling hadapan masih wujud. Keseluruhannya, pasaran semikonduktor kini mempunyai lebih banyak kapasiti berlebihan di peringkat serantau, kos pematuhan yang lebih tinggi dan perkongsian teknologi merentas sempadan yang lebih perlahan.

Perkara Utama

• Huawei dan syarikat sekutunya mempercepat pemerolehan serta pembinaan kilang untuk mewujudkan rantaian bekalan cip yang mampu berdikari di China.
• Lebih 60 pelaburan sejak 2019 menyasarkan bahan, peralatan, EDA, pembungkusan dan pengujian.
• Rangkaian tiga lokasi di Shenzhen yang dikendalikan Huawei, SiCarrier dan SwaySure berkongsi kakitangan serta teknologi dengan sokongan kerajaan bandar.
• Huawei menggunakan DUV dengan pemultipleksan corak, dan memiliki paten pemultipleksan corak empat kali jajaran kendiri untuk mara ke arah nod termaju.
• Tawaran EDA domestik mula muncul, dengan Qiyunfang melancarkan alat yang disesuaikan untuk proses tempatan.
• Pembangunan bahan merangkumi fotoresis dan bahan kimia, dengan HHCK dan Zhuhai Cornerstone meningkatkan skala untuk menggantikan import.
• Maxone kini berada dalam kelompok teratas dunia bagi kad prob MEMS, dengan Hubble sebagai pemegang saham, sekali gus mengukuhkan kapasiti pengujian.
• Taiwan kini mengehadkan urus niaga dengan Huawei dan SMIC, selaras dengan dasar kawalan eksport sekutu.
• Huawei sedang membangunkan cip AI Ascend dan memajukan HarmonyOS sambil memperluas pembungkusan termaju untuk meningkatkan prestasi sistem.
• Kekangan utama masih wujud pada peralatan EUV, memori lebar jalur tinggi, bahan termaju dan kematangan ekosistem perisian.