• 收藏

  • 点赞

  • 评论

  • 微信扫一扫分享

【芯观点】先进封装,华为“王者归来”的关键

来源:爱集微

#华为#

#先进封装#

#芯观点#

03-30 10:39

芯观点──聚焦国内外产业大事件,汇聚中外名人专家观点,剖析行业发展动态,带你读懂未来趋势!

集微网消息,3月28日下午举办的华为2021年度报告发布会上,公司CFO孟晚舟归国后首次公开亮相,对外发布了华为去年主要财务数据,公司轮值董事长郭平随后致辞,简要介绍了当前公司业务战略。

高管致辞与问答环节中,芯片成为被多次提及的话题,反映出当前外界对此的关注和忧虑。

华为方面透露的信息,则显示出该公司业已走出“至暗时刻”,解决芯片供应问题,方向已明,曙光初现。

有质量地活下来

“华为的问题不是靠节衣缩食能解决的,华为要进行系统架构的优化,软件性能的提升和理论的探索,同时通过解决技术和工艺的难题,构建一个高度可信可靠的供应链。大家知道华为现在面临先进工艺不可获得的困难,我们要生存,我们就必须加大战略投入,在单点技术领先遇到困难的时候,要积极的寻求系统的突破”。

发布会上郭平的这段总结,已经清晰描绘出华为面对高端半导体元器件“卡脖子”难关,在研发上的破解思路。

简而言之,面对单点技术的迭代困难,华为基于系统工程的方法论,从架构、软件乃至基础理论三个维度进行创新,系统驱动部件设计,框架为系统而生,并按需解决技术和工艺方面问题,最终实现交付用户的产品体验继续保持世界级水准。

部分理论和架构的突破,已经开始“沿途下蛋”,产出有商业价值的成果。

例如华为诺亚方舟实验室此前曾开源的加法器卷积神经网络(AdderNet),根据郭平介绍,创新的基础算法使得在保持关键性能的前提下,处理器AI计算功耗可下降88%,对应的电路面积可以下降76%,在面临“工艺提升的瓶颈和先进工艺的压力”下,为低功耗高性能AI硬件带来新的设计空间。

(基于FPGA的加法神经网络硬件性能推算)

郭平还提到,由于一部分的材料工艺受到限制,华为基站设备为了实现性能与功耗的优化,就从整个系统能耗最大的部分,即射频单元的功放器件入手,引入氮化镓材料,使高频信号的放大效率远高于传统半导体材料,可降低20%的能耗。

值得一提的是,在去年流出的一份内部座谈纪要中,面对“韩国的半导体崛起之路对我们有什么启示”这一问题,华为创始人任正非也已经给出了类似的回答。

任正非谈到,“商业的本质是满足客户需求,为客户创造价值,任何不符合时代需求的过高精度,实质上也是内卷化。所以,我们要在系统工程上真正理解客户的需求。这两年我们受美国的制裁,不再追求用最好的零部件造最好的产品,在科学合理的系统流量平衡的方法下,用合理的部件也造出了高质量的产品,大大地改善了盈利能力。”

与华为围绕系统需要,从架构、软件、基础理论层面重构的思路相比,外界对华为“何时造芯”、“何时突破X nm先进制程”的讨论,格局和眼界已显得有些狭隘,对系统集成的重视,意味着在制造层面,先进封装,将是华为更为重视的投入方向。

事实上,现高通首席架构师Mustafa Badaroglu,曾在供职华为开展先进制程技术规划期间,详细阐释过对摩尔定律的展望,根据集微网获得的演示资料,Badaroglu明确认为,芯片3D化在数据中心应用的大尺寸芯片和射频-逻辑一体化产品上将有明确竞争优势。

在先进制程产能无法获取的情况下,先进封装,几乎是华为在高性能半导体器件上突围的一张“明牌”,而落地的产品,也很可能将首先聚焦于数据中心和通信基站市场。

关于这一点,发布会上已经有不少可被视为佐证的信息。

华为年报中提到,计算架构方面为解决当前“AI、大数据应用蓬勃发展,而传统计算架构仍以 CPU 为中心”这一矛盾,该公司正在设计“对等”架构,利用灵衢总线,让GPU、NPU以及全新硬件能够支撑 AI 业务的大发展,并预计这一设计将从单服务器扩展到数据中心第三代的集群计算,将能够提升5-10倍的性能。

郭平在其后的答记者问中还提到,在先进工艺不可获得的情况下,公司未来的芯片布局,主力通信产品采用多核结构支撑软件架构的重构和性能的倍增,“相当于给芯片注入了新的生命力”,“系统架构的重构,比如说用面积换性能,用堆叠换性能,使得不那么先进的工艺也能够持续,华为在未来的产品里面能够具有竞争力。”

可以说,此次发布会所透露的一系列信息,结合此前外媒对该公司与渠梁电子等国内先进封装企业合作的报道,华为在高端半导体元器件上的突围路径,已经渐趋清晰。

走出“至暗时刻”

2021年报,证明华为已挺过“至暗时刻”,以一国对一企业,必欲置之于死地的“极限施压”下,华为经营表现颇多惊喜。

首先是收入规模,尽管由于美国制裁,消费者业务营收出现预料之中的下滑,但在美国对其盟友无所不用其极的干预游说下,华为运营商业务却稳住了大盘,营收大体与2020年持平,企业业务则稳中有升。

其次是盈利能力,2021年华为净利润率达到该公司2006年公开财报以来的最高水平—17.9%,净利润规模接近2019、2018两年总和,据孟晚舟介绍,即便不考虑资产处置收益,华为净利润率仍比2020年有所提升,这一表现不能不令人感到震撼。净利润率提升的同时,"根据业务需要合理安排采购和资金",也带动华为全年经营活动现金流达596.7亿元人民币,较2020年低点回升69.4%。

最后是资产质量,2021年末华为资产负债率为57.8%,相比上一年度下降了4.5个百分点,现金与短期投资余额则达到4163.3亿元人民币,同比上升 16.5%。

这样的财务表现,确保了华为在研发上的投入强度,2021年,华为研发投入1427亿元,占总营收比重已达到22.4%,均为历史高位。

在打碎对手“速胜”幻想的同时,进入战略相持阶段,华为面临的挑战依然艰巨。

尽管郭平表态称,华为运营商业务由于设备出货规模远小于智能手机终端,因此B端业务所需的5G基带芯片等高端半导体元器件,目前存货依然还能保障业务连续性,但无论从跟上行业趋势,还是确保中长期供货的角度出发,相关高端元器件的自主保障都颇具紧迫性。

此外,云计算、数据中心等具有高营收、高毛利潜力的业务,同样需要华为尽快拿出高性能芯片替代方案。

正如上文所述,先进封装有望成为华为突破芯片供应“卡脖子”困局的关键,用不同功能裸片的互连、堆叠,走出芯片性能在先进制程之外的突围路径。

此前,华为已经在昇腾、鲲鹏两大基础芯片上应用了台积电CoWoS等先进封装技术,如昇腾910逻辑、I/O与HBM die的互连,堪称同期业界标杆设计,尽管先进制程裸片已无获取渠道,但积累的封装内系统设计与工程经验,依然对华为新的探索弥足珍贵。

(昇腾910系统级封装示意图)

目前看,虽然英特尔Sapphire Rapids、AMD霄龙等高端服务器芯片也已运用3D V-Cache等先进封装技术,但这类产品动辄一片上万美元的价格,决定了其适用面依然狭窄,相关技术“下放”中端产品有待时日。

在这样的形势下,华为如能以成熟制程裸片的系统级封装,实现性能对标巨头中低端货架产品,则有望获得一个错位竞争的窗口,市场空间值得期待。

而前后段融合的先进封装工艺,又将为华为积累半导体制造领域的专有知识与人力储备,为未来可能的先进制程突破打下基础。

总体而言, 2021这一年,华为已经稳住了阵脚,有效承受住了“极限施压”的疯狂,用耀眼的财务数据,证明主营业务“种粮”的可持续性,有能力为研发上“登山”提供源源不断的补给,而只要这样的补给能够持续,并不断得到研发成果的反哺,华为最终王者归来,就将只是一个时间问题。(校对/乐川)

责编: 朱秩磊

李沛

作者

微信:

邮箱:lipei@lunion.com.cn

作者简介

读了这篇文章的人还读了...

关闭
加载

PDF 加载中...