中美芯片战:风云变幻,鹿死谁手?

摘要:特朗普政府时期,就率先将华为列入 “实体清单”,开启了对中国高科技企业全面打压的大幕,试图通过切断供应链、限制技术合作等方式,阻碍中国芯片企业在全球产业链中的发展步伐。


(一)美国的遏制手段

近年来,美国为了遏制中国半导体产业的发展,可谓是手段频出,从特朗普执政时期到拜登政府,一轮又一轮的限制措施不断冲击着中国芯片领域。

特朗普政府时期,就率先将华为列入 “实体清单”,开启了对中国高科技企业全面打压的大幕,试图通过切断供应链、限制技术合作等方式,阻碍中国芯片企业在全球产业链中的发展步伐。

而拜登政府上台后,这种遏制态势不仅没有缓和,反而愈发变本加厉。2022 年 8 月 9 日,美国总统拜登正式签署了《2022 年芯片与科学法案》,该法案针对美国芯片产业制定了大规模的扶持政策,同时特别针对中国制定了附加条款,利用 “长臂管辖” 原则,禁止获得美国政府资助的半导体企业在中国和 “被关注国家” 扩大或新增 14 纳米及以下先进制程芯片产业的投资。这一举措的目的很明显,就是要将半导体制造能力尽可能地虹吸回美国本土,限制中国在先进芯片制造领域的发展空间。

当地时间 2024 年 12 月 2 日,美国商务部工业和安全局(BIS)再次发布出口管制的 “强化版” 新规,进一步限制中国人工智能和先进半导体的发展。这次新规主要包含两份文件,一份是 152 页的临时最终规则(IFR,Interim final rule),对出口管理条例(EAR)的某些管控进行了调整,涉及先进计算物、超级计算机以及半导体制造设备;另一份是 58 页的最终规则(Final rule),名为《实体清单的新增与修改及从验证终端用户(VEU)计划中移除》,通过新增和修改实体清单,对某些关键技术进行管控。两份新规都在 2024 年 12 月 2 日当天生效。

新规的具体内容涵盖多个方面,例如对 24 种半导体制造设备和 3 种用于开发或生产半导体的软件工具实施新的管制,像蚀刻、沉积、光刻、离子注入、退火、计量与检测以及清洗等设备都被列入新增限制范围,这些都是芯片生产过程中的核心设备,限制它们的出口,无异于给中国芯片制造企业在设备采购上设置了巨大障碍。

同时,对高带宽存储器(HBM)实施新的管制,HBM 作为大规模人工智能训练和推理的重要组成部分以及高性能集成电路的关键部件,其管控影响深远。此外,新增 140 家企业进入 “实体清单”,并修改 14 项内容,这些企业涵盖了半导体晶圆厂、设备零部件公司和投资公司等,其中包括北方华创、盛美半导体设备(上海)、拓荆科技、中科飞测、华峰测控等众多知名企业,此举旨在限制中国先进半导体技术及相关制造能力的获取。

而且,美国还建立两项新的外国直接产品规则(FDP)和相应的最低含量(de minimis)规定,进一步加强对海外地区生产设备和产品的长臂管辖限制,比如规定海外生产的设备商品最终销售目的地若包括中国澳门在内的中国区域,就要受到管制等。另外,新增软件和技术管控,限制电子计算机辅助设计(ECAD)和技术计算机辅助设计(TCAD)软件和技术的使用;加强软件密钥的管控,用于特定硬件或软件的访问许可的出口、再出口或(国内)转让,或用于现有软件和硬件使用许可更新的软件密钥,都将受到管制。


美国的这一系列行径,毫不掩饰其试图通过技术封锁、限制出口、实体清单制裁等手段,打压中国芯片产业,延缓中国在人工智能等高科技领域的发展步伐,维护其在全球半导体领域的霸权地位的意图。

面对美国如此全方位、高强度的围堵和遏制,中国并没有选择坐以待毙,而是积极地从政府到企业层面,凝聚力量,多方位地展开应对举措,展现出坚决自主发展芯片产业的决心和毅力。

在政府层面,政策的支持力度不断加大,通过设立国家集成电路产业投资基金等方式,为半导体产业的发展提供了坚实的资金保障。例如,2024 年 5 月,国家集成电路产业投资基金三期设立,重点培育设备制造企业和材料制造企业,致力于构建中国自主的供应链体系,力求从根源上减少对国外技术和产品的依赖,增强产业的自主可控能力。

同时,在面对美国不合理的出口管制措施时,中国也适时地采取反制手段。2024 年 12 月 3 日,中国商务部宣布将 “加强相关两用物项对美国出口管制”,严控对美出口镓、锗、锑、超硬材料、石墨等物资,这些关键材料在半导体制造中都有着不可或缺的作用,美国长期依赖中国供应,中国的这一举措打乱了美国的全球技术链布局,使其在半导体产业发展中面临关键材料短缺的困境,让美国切身感受到其遏制行为带来的反噬。

此外,中国还积极推动国内半导体产业的整合与重构,鼓励企业之间加强合作,协同创新,避免内部的无序竞争,形成产业发展的合力。并且通过外交途径,在国际舞台上多次表明立场,坚决反对美方泛化国家安全概念,滥用出口管制措施对中国进行恶意封锁和打压,强调这种行为严重违反市场经济规律和公平竞争原则,破坏国际经贸秩序,扰乱全球产供链稳定,而中方将采取坚决措施,坚定维护中国企业的正当合法权益。

在企业层面,众多半导体企业更是将压力转化为动力,不断加大研发投入,攻坚克难。比如中芯国际、长江存储等为代表的企业,在芯片设计、制造、封装测试等环节持续发力,努力突破技术瓶颈,逐步缩小与国际先进水平的差距。尽管面临着美国的技术封锁,诸如一些关键设备无法进口等难题,但国内企业通过自主研发、联合攻关等方式,积极探索替代方案。

同时,国内科研人才也纷纷响应号召,归国效力,为半导体产业的发展注入了强大的智力支持。高校、科研机构与企业之间的合作日益紧密,形成了产学研一体化的创新体系,加速了科技成果向实际生产力的转化,提高了产业的整体创新能力和竞争力。

而且,中国企业还积极拓展多元化的国际合作渠道,与那些秉持公平、开放合作态度的国家和地区加强合作,寻求更多的技术交流与资源互补机会,避免完全被美国的封锁政策孤立,在全球半导体产业格局中努力开拓出属于自己的发展空间,向着实现芯片产业自主可控、高质量发展的目标稳步迈进。


(一)美国的优势所在

美国在芯片领域长期处于领先地位,有着诸多显著优势。

在半导体设计方面,美国占据绝对优势,甚至有望达到一枝独秀的境界。像英伟达公司,作为全球可编程图形处理技术领袖,定义了 GPU,重新定义了现代计算机图形技术,并彻底改变了并行计算,对世界科技进步贡献巨大。并且,英伟达公司还在收购英国的 ARM 公司上取得重大进展,而 ARM 公司是全球领先的半导体知识产权提供商,全球超过 95% 的智能手机和平板电脑都采用的是 ARM 架构,一旦收购完成,美国在芯片设计领域的掌控力将更强。另外,设计芯片的著名软件全球有三款,其中两款都是美国研发,这些软件对于芯片设计来说至关重要,如同修房子必备的熟练工人、罐车、塔吊等工具,缺了它们芯片研发工作就难以开展。

高端制造技术也是美国的强项所在。硅晶圆制作过程中的光刻和刻蚀阶段是难点,而全球最强的光刻机制造公司 ASML 与美国有着深厚关系,其最大股东是美国 MSI 资本国际集团,ASML 实则是一家美国控股公司。在刻蚀设备方面,美国的泛林半导体公司,占据了全球近一半的市场份额。从芯片设计架构,到光刻机和刻蚀设备,美国都有着强大的话语权。

同时,美国还拥有众多顶尖芯片企业,英特尔、英伟达等皆是掌握核心技术的行业巨头,它们在技术研发、产品生产等环节有着深厚的积累和强大的实力。而且,美国善于拉拢盟友构建限制同盟,试图通过威逼利诱等方式,让其他国家配合其对目标国家实施芯片技术封锁等举措,例如其出台的《芯片与科学法案》,就是想利用 “长臂管辖” 原则,虹吸半导体制造能力回美国本土,限制他国在先进芯片制造领域的发展。

中国在芯片领域同样具备不容小觑的优势。

首先,有着庞大的内需市场,中国是全球最大的电子产品生产基地之一,对芯片有着海量的需求,这为国产芯片提供了广阔的市场空间和发展机遇。即便面临外部的技术封锁等情况,依靠国内市场也能为芯片产业发展提供有力支撑,众多国内芯片企业可以在这个庞大市场中不断试错、迭代、成长,并且如今中国芯片的销售量已经占据市场上约 50% 的份额,内需市场已然成为我国芯片产业最大的优势之一。

在芯片制造的关键原材料方面,中国有着主导权,例如稀土等,这些都是芯片制造不可或缺的重要物资,而美国等国家在相关原材料供应上对中国存在一定依赖。此前中国商务部宣布对镓、锗、锑、超硬材料、石墨等物资加强出口管制,就对美国半导体产业发展造成了冲击,打乱了其全球技术链布局,使其面临关键材料短缺的困境。

再者,中国拥有完整的产业链,从芯片设计到制造、设备、材料等环节都具备一定基础,能够实现内部协同发展,这相较于美国还需要从亚洲进口部分原材料来说,独立性更强。并且,中国有着数量众多的工程师、科研人才,经过多年发展,在理论研究和基础开发过程中,凭借中国人注重数理化又有耐心的特点,以及当下良好的科研环境,已经在移动通信、物联网、人工智能等应用领域的一些关键技术环节上取得了一定的领先地位,研发能力也在不断提升,为芯片产业的进一步突破筑牢根基。

美国方面,尽管在芯片领域有着诸多领先优势,但也存在不少劣势。其制造业空心化问题较为突出,大量的制造业环节外移,导致其在芯片制造的实际产能等方面存在短板,对全球产业链的依赖程度很高,很多关键环节都离不开其他国家和地区的配合。而且其采取的限制政策,在打击他国芯片产业的同时,也会反噬自身企业,比如限制芯片出口等举措,让美国芯片企业失去了像中国这样庞大市场的份额,营收和利润受到影响,台积电等企业赴美建厂,也面临成本高、人才短缺等诸多问题,延缓了产能落地和技术提升的进度。

中国面临的劣势主要体现在外部技术封锁下,高端设备获取难度极大,像先进的光刻机等核心设备,受到美国等西方国家限制,难以进口,这对提升芯片制造的高端制程工艺造成阻碍。同时,芯片产业研发突破需要大量的时间和资金投入,特别是在高端芯片领域,要想实现弯道超车,缩小与国际先进水平的差距,需要持续的巨额资金支持研发以及长时间的技术积累,并且在高端芯片领域的专业人才,尤其是具备国际视野和实战经验的人才相对还比较缺乏,这些都是当前面临的挑战。

近年来,中美芯片进出口贸易数据呈现出了较为明显的变化趋势,直观地展现出这场芯片战对贸易格局产生的影响。

此前,中国在芯片领域对进口依赖程度较高,美国长期是芯片的主要供应方之一。然而,随着局势发展,情况已悄然改变。例如,在过去几年中,中国集成电路出口额呈现出积极的增长态势,2024 年 1 到 7 月,中国集成电路出口额同比增长 25.8%,像长江存储、华为海思等企业不断取得突破,打破国外垄断,产品逐步在国际市场上崭露头角,出口规模在不断扩大。

反观美国,虽然顶着 “芯片强国” 名号,且在 2024 年 7 月芯片出口额达 154 亿美元,看似成绩不错,但实则麻烦不断。英特尔这样的芯片行业巨头在 2024 年出现了 70 亿美元的亏损,并且美国长期 “重设计、轻制造” 的发展模式,使其面临着如台积电美国建厂进展缓慢等制造环节的挑战,一定程度上影响了整体竞争力。

而中国半导体出口额在制裁背景下仍保持增长,这意味着中国芯片产业在应对外部压力时,正逐渐增强自身实力,从大量进口芯片逐步向提升自给率、扩大出口规模转变,贸易格局已开始朝着有利于中国芯片产业发展的方向改变。

中美芯片战如同一颗投入平静湖面的石子,激起的涟漪波及到了全球半导体产业链的方方面面。

美国为了遏制中国芯片产业发展,出台了诸多限制出口等政策,使得全球半导体产业链原本紧密的合作模式被打乱。像韩国、日本以及荷兰等美国盟友,都因美国的出口限制受到了不小冲击。例如,全球最大的半导体制造商台积电受美国政策影响,对华为等中国企业的芯片供应受限,这不仅影响了华为手机业务及相关产业链发展,同时也冲击了芯片制造设备、材料等上游供应商和依赖芯片的下游电子产品制造商等。

三星作为全球最大的存储芯片制造商之一,在中美 “芯片之争” 中选择站队美国,导致其在中国的业务受到很大影响,2023 年其营业利润暴跌 84.92%,其中半导体部门净亏损高达 12.69 万亿韩元,这是自 2019 年以来三星半导体业务首次出现亏损,昔日的半导体巨头都陷入如此困境,可见这场芯片战对全球产业链冲击之剧烈。全球芯片产业布局、供应链稳定性被打破,各个环节都在重新调整、适应新的规则和局势,产业链上下游环节出现断裂或不稳定的情况时有发生,整个全球半导体产业都陷入了一种动荡的状态。

从长远角度来看,这场中美芯片战对中美乃至全球科技发展都有着深远且多维度的影响。

一方面,它促使双方不断加大研发投入。美国为了继续巩固其在芯片领域的领先地位,众多芯片企业进一步加强在高端芯片设计、制造技术等方面的研发资金和人力投入;而中国面对外部技术封锁,更是坚定自主研发决心,从政府层面不断加码扶持,例如 2024 年 5 月国家集成电路产业投资基金三期设立,重点培育设备制造企业和材料制造企业,企业层面也不断汇聚科研人才,努力突破技术瓶颈,像华为在制裁背景下成功推出 7nm 工艺的麒麟芯片,打破了 “先进制程神话”。

另一方面,这场芯片战也加速了产业技术迭代。随着双方你追我赶的竞争态势,芯片技术的更新换代速度在加快,比如 AI 技术在芯片设计、制造中的应用越来越广泛,提升了芯片设计的效率与准确性,推动了生产工艺的革新,这使得整个产业朝着更高效、更先进的方向发展。

同时,它还可能重塑全球科技竞争格局,影响未来在人工智能、5G 通信等高科技领域的发展速度。如果中国能够持续提升芯片自给率,实现更多技术突破,那么在全球科技产业链中的话语权将不断增强;而美国若想继续维持其霸权地位,也需要不断应对来自中国等国家崛起带来的挑战。全球其他国家和地区的芯片企业也纷纷调整战略,寻求新市场与合作伙伴,全球芯片产业供应链多元化和区域化趋势不断加强,未来全球科技发展的版图也将因这场芯片战而发生深刻变化。

四、芯片战未来走向预测

美国在芯片战中的一系列动作,本质上是为了维护其在全球半导体领域的霸权地位,遏制中国芯片产业的崛起。基于当前局势,美国后续很可能继续出台更为严格的限制措施。例如,进一步扩大 “实体清单” 的范围,将更多涉及中国芯片产业链各个环节的企业纳入其中,从芯片设计公司、制造厂商,到设备供应商以及相关科研机构等,限制它们获取美国的技术、设备以及软件等资源。

同时,美国可能加大补贴力度吸引芯片企业回流本土。此前美国商务部敲定向美光科技提供逾 61 亿美元芯片补贴,用于支持其在国内建设半导体工厂,预计创造大量就业岗位。而且拜登政府出台的《芯片法案》,可为芯片企业提供总计 530 亿美元的补贴,用以鼓励先进芯片制造产业向美国国内回流。未来,美国大概率会继续通过这种巨额补贴的方式,吸引台积电、三星等国际芯片制造大厂,以及英特尔、英伟达等本土企业在美国扩大产能、建设新厂,试图增强美国本土在芯片制造环节的实力。

不过,美国的这些举措实施后也将面临诸多内外阻碍。从内部来看,美国制造业空心化问题由来已久,即便有企业回流,在实际的产能落地过程中,也会遭遇如专业建筑领域合格工人短缺、供应链不完善等问题。像亚利桑那州,多个上亿美元项目就因劳动力和供应链原因推迟了两年,成本也高于预期。而且美国政府资金发放缓慢以及相关政策规则不明晰等情况,已经让不少项目处于停滞状态,企业对美国大选变数的担忧也会影响其投资决策。

从外部而言,美国此举极易引发国际社会的反制。欧洲、日本等国纷纷效仿美国推出各自的芯片扶持政策,加剧了全球范围内的产业竞争与资源争夺,也使得全球芯片产业格局愈发复杂。同时,美国的限制措施会破坏全球产业链原本紧密的合作模式,像韩国、日本以及荷兰等盟友,都因美国的出口限制受到冲击,这些国家的企业在配合美国政策时,自身利益也会受损,后续可能不再愿意一味听从美国的指挥,这也会让美国构建的限制同盟面临瓦解风险。

面对美国的持续打压,中国在芯片产业上有着清晰且坚定的未来发展规划。

首先,持续培养专业人才是关键一环。我国有着庞大的人口基数,具备挖掘和培养大量芯片专业人才的潜力。如今,众多高校纷纷开设与半导体相关的专业课程,加强学科建设,培养从基础理论研究到实际工程应用等不同层面的专业人才。同时,通过与企业建立紧密合作,开展产学研联合培养项目,让学生能够提前接触产业实际需求,实现毕业即能上岗,为芯片产业不断输送新鲜血液。

其次,加强基础研究是提升芯片产业核心竞争力的根本。我国不断加大在半导体基础科学领域的投入,鼓励科研机构和高校针对芯片材料、设计算法、制造工艺等基础环节开展深入研究。例如,中科院在光子芯片领域巧用钽酸锂材料,成功开发出可批量生产且应用于光学通信和高性能计算等高端领域的新型芯片,为芯片技术突破开辟了新方向。

再者,完善产业链薄弱环节至关重要。我国芯片产业虽然有着完整的产业链,但在部分关键环节仍存在短板,如高端设备制造、先进制程技术等方面。为此,一方面通过自主研发,像中芯国际等企业不断加大研发投入,努力突破技术瓶颈,逐步缩小与国际先进水平的差距;另一方面积极引进国外先进技术和设备,在符合国际规则和贸易原则的前提下,加强国际合作,吸收国外先进经验,补全产业链短板。

展望未来,中国芯片产业凭借着自主创新和不懈努力,有着广阔的发展前景。从市场份额来看,中国作为全球最大的电子产品生产基地之一,对芯片有着海量需求,这为国产芯片提供了庞大的内销市场,助力企业不断成长,如今国产芯片的销售量已经占据市场上约 50% 的份额,并且随着技术的进步,出口规模也在逐步扩大。从技术创新角度,我国在光子芯片、龙芯 CPU 等方面已经取得了显著成果,不断打破国外垄断,在全球竞争中的地位也在稳步提升。相信在政府、企业、科研机构以及全体从业者的共同努力下,中国芯片产业定能实现弯道超车,在全球半导体领域绽放光彩,从 “追赶者” 逐步迈向 “领跑者”,摆脱外部制约,实现高质量、可持续的自主发展。

五、结语

中美芯片战发展至今,其局势可谓错综复杂,远非简单的输赢能够定论。美国凭借其在半导体设计、高端制造技术以及众多顶尖芯片企业等方面的优势,不断出台限制政策,试图遏制中国芯片产业发展,维护自身霸权地位;而中国也依靠庞大内需市场、关键原材料主导权以及完整产业链等优势,积极应对,努力突破技术封锁,实现自主可控发展。

从阶段性成果来看,贸易数据上,中国芯片出口额呈增长态势,自给率逐步提升,而美国芯片企业也面临着诸如营收受影响、产能落地缓慢等问题;全球产业链方面,美国的限制举措打乱了原本紧密的合作模式,冲击波及众多国家和地区的相关产业,整个半导体产业陷入动荡;对科技发展而言,双方都加大了研发投入,加速了产业技术迭代,也在重塑全球科技竞争格局。

展望未来,美国后续可能继续出台更严格限制措施,同时面临内部产能落地阻碍和外部国际社会反制等问题;中国则坚定地通过培养专业人才、加强基础研究、完善产业链薄弱环节等策略稳步向前。

这场芯片战关乎的不仅是两个国家的产业发展,更影响着全球科技产业的走向。无论是国家层面的政策制定、企业层面的技术攻坚,还是科研人员的创新探索,都需要持续关注并积极应对这场没有硝烟的 “战争”,助力芯片产业朝着健康、稳定、创新的方向发展,让芯片技术更好地服务于全球科技进步与人类生活改善。

总之,中美芯片战仍在持续演进,其最终结果还需交给时间去见证,但可以确定的是,它正深刻地改变着全球半导体产业的格局,也激励着各国在健康的发展。

来源:走进科技生活

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