为什么华为无法制造5G手机？

赵三

[ad thread/a_pr/3/0]目前多方消息基本可以确认，将于7月底发布的华为P50主打4G，甚至有可能就没有5G版本，包括之前的Mate40系列也都推出了4G版本。
其实，即使集成5G基带的麒麟处理器用完了，华为还可以向联发科或者紫光展锐购买5G处理器。但是，另一样5G手机必须的零部件—5G射频芯片，华为买也买不到，所以造不出5G手机。

（一）
2019年5月，美国对华为第1轮制裁，限制美国本土企业向华为供货。华为果断启动了备胎计划，切换了供应商，进行了国产替代和其他国家进口替代，美国第1轮制裁没有实现多大效果。
2020年9月，美国对华为第2轮制裁，限制台积电等使用美国技术的芯片代工企业给华为代工。台积电抢在禁令生效前充分备货，麒麟9000从此用一片少一片，华为也只能采购其他不受美国管控的企业的芯片。
2020年12月，美国对华为第3轮制裁，限制中芯国际等使用美国设备的芯片代工企业给华为代工，就是继续堵死中国大陆的芯片代工。
2021年3月，美国对华为第4轮制裁，用了除武力手段以外的最后招数，直接彻底限制全球所有涉及美方技术的5G供应链企业，都不允许向华为提供5G通信设备的零部件。
而5G手机需要的零部件，主要就是指5G基带芯片和5G射频芯片。
其中：①基带芯片，用于信号处理，比如语音和图像信号处理，一般集成在处理器上面，比如巴龙5000基带就集成在麒麟上面，基带芯片领域华为水平最高。②射频芯片，用于接受信号和发送信号，是手机接打电话和接受短信时主管与电信公司的基站通信的部分。射频芯片有很多个，实力较强的供应商会把它们集成到一个模块里，这个模块合起来叫射频前端。目前，苹果手机的射频前端集成度是最高的，基本上把所有的射频芯片都集成到一起了，以这块主板示例，右侧的模块就是射频前端。

智能手机要实现通信功能，必须同时安装基带芯片和射频芯片。打个笼统的比方，一个人拿喇叭喊话，基带相当于嘴巴，把脑子里想的话说出来，而射频就相当于喇叭，把声音扩散出去。智能手机缺了基带或者射频其中一个，就只是个单机了。
（二）
集成电路主要分为4个领域：逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片和微处理器。射频芯片属于模拟芯片，这是中国最薄弱的环节之一。
射频芯片，按实现功能来说，主要分为滤波器（处理信号）、功率放大器（PA，发射信号）、低噪声放大器（LNA，接受信号）、射频开关等组成部分。射频前端的组成部分和工作流程如图：

目前整个射频芯片领域，超过95%市场份额被美国和日本企业占据。占据垄断地位的射频芯片企业主要是美国的博通（Broadcom）、科沃（Qorvo）、思佳讯（Skyworks）和高通（Qualcomm），日本的村田（Murata）、东电（TDK），德国的英飞凌（Infineon）和荷兰的恩智浦（NXP）。这些企业基本上都有二十年以上的技术积累，护城河十分深厚。

在前面所说的不同功能的射频芯片里，技术难度最高、也最值钱的是滤波器，它的价值占整个射频前端模组的比重超过了一半。

这个滤波器，按工艺和材料区分，主要有SAW和BAW两种。其中，①SAW滤波器比较传统，日本的村田（Murata）是这项技术的原创者，加上东电（TDK），日系企业占据了SAW滤波器的主要份额，②BAW滤波器相对先进，且主要用于5G通信，美国的博通（Broadcom）占据了接近90%的市场份额，加上美国的科沃（Qorvo）的8%，近乎完全垄断。而国产的滤波器供应商大部分都还处于起步阶段，国内产业化率极低，旗舰手机的滤波器市场几乎空白。
另外，把这些不同功能的射频芯片集成到一个模块里，也就是集成射频前端，也是一项高端技术。大家还记得前面放过的苹果手机的主板吗？为啥放它的主板，因为其他手机的射频前端集成度低，拿出来也看不到这个模块。

思佳讯（Skyworks）的优势就是集成射频模组，苹果手机的射频前端正是它供应的。
2019年第1轮制裁之前，华为旗舰手机的射频前端也来自思佳讯。第1轮制裁不让美国企业供货了，华为就把射频供应商切换成了日本的村田（Murata）和荷兰的恩智浦（NXP），并开始扶持国内的卓胜微（Maxscend），同时海思也开始自力更生设计射频芯片，从Mate20开始，就已经逐步替换上了海思自己的功率放大器和低噪声放大器。
可惜时间太短，海思来不及攻克最难也最核心的滤波器，换言之，5G射频芯片目前实现不了完全的国产替代。
所以到了2021年3月，最狠的第4轮制裁彻底禁绝5G零部件，华为的5G射频芯片库存用尽以后，外面买不着，国内造不了，即便还有麒麟9000或者其他5G处理器，也造不出来5G手机了。

（三）
在5G基带芯片方面，华为自己有全球领先的巴龙系列，麒麟990和麒麟9000都是直接集成的，能从代工、封测厂里拉出来的都是现成的，处理器阉割5G功能的说法有些以讹传讹。
华为主要缺的是5G射频芯片，因为国内替代不了，要想维持手机生产，就只好推出4G手机。
假设您买了Mate40的4G版手机，这个手机的处理器和其他功能其实是与5G版无异的，但是射频芯片不支持5G，用的是其他水平较低的仅支持4G信号的射频芯片。
Mate40的4G版比5G版便宜了400块钱，这个定价还算良心，降价幅度超过了减配的成本。前面咱们看过图，滤波器大约占整个射频前端的价值超过一半，4G版Mate40其实成本只降了两三百元（美国5G通信使用的是毫米波频段，中国使用的是Sub-6GHz频段）。

目前，完全不用美国技术专利的5G手机确实没有，但4G手机可以。换句话说，不管美国怎么制裁，华为做个4G手机都没有问题。所以华为手机业务死不了，华为手机本来也是从低端一步一步走过来的，实在不行回头重走长征路呗。
（四）
那么中国的射频芯片呢？
军用的就不说了，中国所有军用芯片从来都是独立自主的。
民用射频芯片的龙头是位于江苏无锡的江苏卓胜微电子股份有限公司，就是那个股价上天的卓胜微（Maxscend，300782.SZ），两年从10块冲到500块，不知道寄托了多少国人的厚望。

这个企业是几名清北留美的学生回国创建的，其中有两人加入了美国国籍，看年报那名字用英文（虽然是拼音）披露还是挺扎眼的。当然了，不管怎么说，回来就是中国企业，2020年业绩增长迅猛：

接收端模组里包括一些SAW滤波器，虽然份额很小，但是毕竟见到了曙光。
除了卓胜微以外，天津的唯捷创芯（Vanchip，已经在给华为供货）、浙江湖州的中电科技德清华莹、同样位于江苏无锡的好达电子（已开始科创板申报）、深圳的麦捷科技（300319.SZ），均在发力之中。
而在高端的BAW滤波器领域，中电26所、开元通信、天津诺思、武汉敏声，已经处于研发验证及试验生产的不同阶段。特别是天津诺思，已经在四川绵阳和江西南昌投资建设生产线，准备走IDM模式。

（五）
有人会说，远水难解近渴，最近几年华为5G手机不就没戏了吗？
是的，短期确实无望，而且对于华为来说，5G射频芯片最大的希望，其实在于华为海思自己。
作为通信起家的巨头，华为一直都有自己的射频芯片备胎方案。从2019年美国第1轮制裁开始，华为4G手机的射频芯片已经实现了去美国化。2019年发布的Nova 5z（4G）拆机显示没有一颗美国芯片，同年发布的Mate30的5G版本除使用了日本村田的滤波器以外，其余的功率放大器（PA，发射信号）、低噪声放大器（LNA，接受信号）、射频开关等基本自产。
是的，海思也搞不赢滤波器，滤波器不仅仅是设计和工艺问题，还有材料方面。目前BAW滤波器使用的第三代半导体材料氮化镓技术最好的是美国的博通（Broadcom）和科沃（Qorvo），这两家都是IDM模式，拥有设计、制造和封测的全产业链能力。
看来，华为除了要研究通信技术，研究芯片设计，研究整合制造，还要研究基础材料。难怪任老爷子说，搞芯片、搞电子工业，光砸钱不行，还要砸数学家、物理学家、化学家。

（结语）
小华只是开了一家面包店，却要自己种小麦，自己晒盐熬糖，自己打铁制锅，甚至自己挖煤做燃料，更甚的是，还得顶着街坊邻居的嘲讽漫骂。
小华会觉得愤懑吗？其实我觉得没有。星光不问赶路人，我命由我不由天，不愿屈服的小华只顾一往无前，哪有功夫感怀呢！

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