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脫鉤還是牽制:美國以芯片制約中國 何種策略更有效?


2021年4月12日在華盛頓白宮舉行的有關半導體和供應鏈產業韌性的CEO峰會上,美國總統拜登舉起一塊矽片。
2021年4月12日在華盛頓白宮舉行的有關半導體和供應鏈產業韌性的CEO峰會上,美國總統拜登舉起一塊矽片。
脫鉤還是牽制:美國以芯片制約中國 何種策略更有效?
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美國去年10月頒布一系列針對中國實體的半導體芯片產品和製造設備的禁運措施,在技術、人才、資本上全方面圍堵中國。不過有專家建議,與其圍堵,不如讓中國依賴西方芯片和技術,以達到牽制中國的目標。

與此同時,也有專家擔憂,美國聯合盟友對中國半導體“卡脖子”的製裁策略,反倒可能催生中國國內半導體芯片產業的加速發展,甚至讓中國構建出獨立於美國技術的半導體產業鏈。

荷蘭阿斯麥CEO :情急之下的中國可能發展出先進芯片設備

荷蘭光刻機製造商阿斯麥(ASML)公司CEO彼得·溫寧克(Peter Wennink)星期三(1月25日)警告說,美國領導的對華芯片技術禁運可能導致北京成功發展出先進的半導體製造工藝。

他對彭博社表示:“物理定律在中國和在這裡是一樣的……你給他們施加的壓力越大,他們就越有可能加倍努力。”

美國對中國的半導體技術制裁需要日本、韓國、荷蘭等半導體技術強國的支持。日本是先進芯片製造設備的最大生產國。在生產芯片所用的光刻機設備技術方面,荷蘭阿斯麥(ASML)公司佔據全球壟斷地位。彭博社此前報導說,荷蘭和日本有望在今年一月底達成有關針對中國的半導體製造設備的出口禁運協議。

奧爾布賴特石橋集團(Albright Stone Group)中國與科技政策高級副總裁保羅·特廖洛(Paul Triolo)認為,美日荷三方協議可能達成“初步的一致”,但細節制定還需要更多時間,在製約中國方面,美國盟國的半導體工具製造企業並不完全一致支持華盛頓的立場。

他通過電子郵件對美國之音說:“理念相同的盟友達成一致很重要,否則管制的效果就會大打折扣。”

放棄中國芯片市場美國丟失有力槓桿?

此外,有分析認為,將美國技術和人才完全隔絕在中國芯片市場之外,可能讓美國失去了以技術牽制中國這一戰略武器。

新美國安全中心副總裁兼研究總監保羅·沙雷(Paul Scharre)最近發表文章說,美國應該保持中國對美國芯片技術——特別是人工智能(AI)芯片的依賴,而不是割斷美國的這一影響力。

沙雷說,美國切斷中國獲得先進芯片的途徑,就是在放棄對中國人工智能發展的長期影響,並加速中國走向芯片獨立。

人工智能是美中兩國在新興技術競爭中的關鍵領域之一。根據AI相關的論文發表數量和質量這兩項指標,中國的人工智能研發實力可能已經超過美國。

中國第十四屆國際社會公共安全產品博覽會在北京國際會展中心舉辦,會展期間展出的可以人臉識別的APV3 機器人。(2018年10月24日)
中國第十四屆國際社會公共安全產品博覽會在北京國際會展中心舉辦,會展期間展出的可以人臉識別的APV3 機器人。(2018年10月24日)

日經新聞1月16日報導說,2021年,中國在人工智能領域的論文發表數量為4.3萬篇,是美國的2倍,以論文的被引用數進入前10%作為論文質量指標,2019年開始,中國也成為了世界第一。

美國去年10月頒布的新出口管制限制了中國獲得先進的外國芯片,包括用於人工智能、數據中心和超級計算的圖形處理器(GPU)。

沙雷在文章中說,如果中國依賴外國芯片,美國就可以控制中國如何獲得這一日益重要的戰略資源,現在徹底切斷中國獲得高端芯片的渠道,就像“拋售一隻每半年漲一倍的股票”。

他說,即使日本和荷蘭加入美國的行列,對中國實施芯片製造工具的限制,外國公司也可以在中國境外新建完全沒有美國設備的晶圓廠,以服務中國市場。

他還認為,美國限制低端芯片出口中國的做法缺乏必要性,因為這些芯片的用途不會影響美國的國家安全。

研究半導體行業的哥本哈根商學院副教授傅道格(Douglas Fuller)同意這一看法。他通過電郵對美國之音說,美國對DRAM和NAND閃存芯片出口限制的國家安全理由較為薄弱。

“中國會不會通過灰色渠道獲得這些大批量生產的芯片?會的。在國內生產這些芯片是否會導致人工智能等領域的下游突破?不會。”

他認為,控制邏輯芯片的對華出口,便能有效控制中國將高端芯片用於軍事用途,這一措施在美國最新一輪的製裁中已經囊括。

特廖洛也表示:“半導體製造工具行業不支持最終用途(出口)管制,特別是內存生產方面。許多人認為內存生產不是合理的國家安全問題,因為它是一種大宗物資(commodity product)。”

被逼牆角中國能否發展替代產業鏈?

分析人士擔憂,限制中國獲取外國芯片的途徑,也意味著將中國每年4000億美元的芯片採購留在國內,促進其國內芯片產業的發展。

中國國內資本市場可能將為中國芯片發展助力。《華爾街日報》報導說,截至12月15日,中國芯片公司和芯片製造設備企業在過去一年通過國內首次公開募股(IPO)吸引了約合120億美元的投資,幾乎是2021年的三倍。另外等待審批的IPO申請規模高達170億美元。

瑞銀證券(UBS Securities)全球銀行部聯席主管孫利軍對《華爾街日報》說,中國芯片業2022年掀起IPO熱潮的根本原因是美國的出口管制。他說,這迫使中國製造商尋找離本土更近的替代產品,這讓投資者感到,中國發展半導體行業將是長遠之計。

在設計架構方面,中國也在尋找替代方案。中國正在加碼推動RISC-V中央處理器(CPU)設計架構的發展。RISC-V是一種開源架構,獨立與英國公司控制的ARM架構和美國英特爾開發的X86架構,用於大多數智能手機等電子設備的半導體設計。

研究發現,中國對“RISC-V”陣營的影響越來越大。這一技術架構的行業組織RISC-V基金會(RISC-V International)高級別會員中,中國企業和機構佔一半以上,這可以讓他們可以鎖定在該組織的董事會和技術委員會的席位。外界認為,中國試圖在這一不受美歐日韓等國控制的半導體設計生態系統中確保領導地位,並增加其市場影響力。

市場研究公司Semico Research預測,基於RISC-V架構的CPU知識產權在未來五年內將取得年均34.9%的增長率。預計到2027年,基於RISC-V的人工智能芯片產量可達250億片。

中國還在向所謂的第三代半導體材料技術領域投入巨資,基於碳化矽和氮化鎵等新材料的使用。彭博社說,外國尚未在這兩項材料的發展運用上佔據主導地位。另外,一些中國芯片公司還在進行先進封裝的研究,希望以新方式組合舊芯片,製造功能更強大的半導體。

北京紫光集團研究中心的一名研發人員正在一片半導體接口板上工作。(2016年2月29日)
北京紫光集團研究中心的一名研發人員正在一片半導體接口板上工作。(2016年2月29日)

奧爾布賴特石橋集團高級副總裁特廖洛說,即使在政府的大力支持下,中國的半導體行業仍面臨重大挑戰,既要克服美國對芯片製造的的出口管制,又要迅速採取行動,尋求美國、日本和荷蘭公司主導的半導體技術領先設備的替代品,但不應排除中國可能最終達到自力更生目標的可能。

他對美國之音說:“商業化的大規模先進半導體生產是人類所做的最複雜舉措之一。到目前為止,還沒有一個國家試圖靠國內發展供應鏈如此眾多的部分。這是一項艱鉅的任務。但就支持這一行業的資源和國內市場規模而言,中國可能是獨一無二的。”

他還提到:“華為等中國技術公司在投資並幫助開發尖端光刻等先進製造技術方面發揮更主要的作用。”

埃澤爾:中國芯片自主不太可能

中國力求突破美國封鎖,尋求自力更生,創建出具有國際競爭力的芯片生產界的龍頭企業。但專家指出,芯片技術產業多環節的複雜程度和美國製裁的全面性,讓中國突破重圍實現半導體技術自強困難重重。

信息技術與創新基金會(ITIF)負責全區創新政策研究的副總裁斯蒂芬·埃澤爾(Stephen Ezell)說,以太陽能光伏技術為例,中國在2012年至2013年期間為太陽能電池板製造商提供了420億美元的補貼,這讓中國的光伏產品全球生產份額在2013年躍升至60%以上。埃澤爾通過電子郵件對美國之音說:“中國試圖將這種模式應用到半導體領域,但顯然沒有取得這樣的成果。”

他說,半導體的技術複雜性比光伏產品“複雜幾十個數量級”;另外,芯片製造和設備製造的複雜性“需要一個由專業供應商組成的全球價值鏈”,半導體產業鏈最重要的三個階段——研發和設計、製造、組裝測試包裝——供應商的發展和成熟都需要幾十年的時間。

他說:“我相信,隨著時間的推移,拜登政府聯合日本等盟國對向中國出口關鍵的、高度先進的半導體製造技術實施限制和控制的努力可能會被證明是有效的。”

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