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科技戰進入白熱化,拜登聯手盟友對抗中國 AI 與芯片|硅基世界

2023020115:02

隨着美國對華科技戰進入第五年,脫鈎明顯升級。如今,通過拉攏日本、荷蘭等歐洲國家加入中美之間的芯片、人工智能(AI)行業戰略競爭,成為美國圍堵、打壓中國的重點。

2月1日消息,針對美國和荷蘭、日本聯合對華限售芯片製造設備消息,荷蘭光刻機巨頭ASML阿斯麥(NASDAQ:ASML)日前發給鈦媒體App的一份聲明中證實,已知悉幾國政府間就達成一項側重於先進制程芯片製造技術的協議有了最新進展,其中將包括但不限於先進制程的光刻系統。但在其正式生效前,還需進一步細化相關具體內容並付諸立法,這仍需要一定時間。

聲明強調,ASML在中國的業務以成熟製程為主。基於政府官員的聲明、立法進程時間表、不同條款的生效日期,加之目前的市場形勢,ASML預計這些措施不會對其發布的2023年預期產生實質性影響。

與此同時,中國 AI 技術還面臨着美國的圍堵。美國國家安全顧問沙利文(Jake Sullivan)1月27日在白宮發布聲明稱,美國和歐盟簽署了一項行政安排,進一步研究人工智能 (AI)、計算和相關隱私保護技術,以優化農業、醫療、應急反應、天氣預報和電網運營等關鍵領域。這是美國和歐洲達成的首個全面的 AI 技術合作協議。

鑑於目前中國是深度學習和 AI 技術專利最多、產業鏈最全的國家(清華大學數據)。美歐合作意味着,美國政府試圖聯合歐洲來削弱中國 AI 技術領先地位。中國半導體、AI 產業面臨全球化停滯。

此外,據環球時報引述媒體報道稱,美國政府已暫停對美國部分企業核發向華為供貨的許可證,考慮切斷華為與其所有美國供應商的聯繫。

當下,人類面臨百年未有之大變局。在脫鈎、疫情、加息、通脹、戰爭等多個因素疊加影響下,半導體、人工智能產業鏈遭遇到前所未有的衝擊。這場中、美兩個重要經濟體的先進計算技術競爭正進入白熱化。

拜登嫉妒,美國企業遭殃

「幾十年前,美國將其國內生產總值(GDP)的2%用於研發。而我們今天呢,不到0.7%。我們曾經在研發方面排名世界第一、我們擁有世界上最好的大學、最好的智慧能力。但如今,我們停止了對自己的投資。(研發)世界排名從第一現在跌落到第九。而十年前,中國在世界排名第八,現在則是世界第二。各國正在迅速接近我們。」

這是1月26日美國總統拜登(Joe Biden)發表年內首場經濟演講的一段話。他在演講中表達中國科研投入、研發能力迅猛發展對於美國經濟發展的威脅與擔憂。

拜登的嫉妒與焦慮,是近幾年美國白宮對華科技外交關係轉變的一個縮影。

實際上,中、美關係曾有過一段蜜月期。

1972年2月,美國總統尼克松訪華,重新開啟了美中交往。從那時起兩國關係起起伏伏,曾在1999年美國轟炸中國駐南斯拉夫大使館時陷入低潮,雙邊關係隨後好轉,中國在2001年加入了世界貿易組織(WTO)。21世紀的首個10年內,中國經濟騰飛,製造業繁榮。

在過去10年,美中關係爭端與合作並存,並肩抗擊氣候變化,兩國之間的人員交往加深,但也就知識產權、區域競爭針鋒相對。有媒體戲稱,兩國就像是一對吵架的情侶。

從科研能力上來說,美國此前一直都處於領先。第二次世界大戰之後《科學:無盡的前沿》報告發布,加之冷戰期間蘇聯發射「斯普特尼克」號人造衛星對美國的震驚,使得美國多年來對科學研究領域持續高額投資,研發投入占美國GDP的比重從20世紀50年代中期起始終維持在2%~3%之間。很長一段時間內,美國的研發投入總額,超過全球經濟合作與發展組織(OECD)中其他國家的研發投入總額,成為全球科技領域當之無愧的超級大國。

但最近十多年來,隨着歐洲和東亞地區在科技創新領域迅速發展,美國的科技領先地位開始受到威脅。與此同時,美國政府對研發的投入占全社會研發投入的比重也接近六十年來的最低水平。

2017年,特朗普上台,美國次年開啟了對華半導體產業「脫鈎」策略。自2017年8月特朗普政府對華發動「301 調查」以來,美國實施了打造反華包圍圈的地緣戰略競爭、關稅極限施壓的經貿戰、精準打擊中國高科技企業的「新冷戰」,以此延緩美國科技能力衰弱局面。

    2018年8月,美國商務部以維護國家安全和外交利益為由,將44家中國企業列 入出口管制「實體清單」,正式開始對中國的技術封鎖;

    2019年5月,美國將華為及其114家海外關聯公司列入「實體清單」,向華為出口美國產品的公司必須獲得許可證;

    2020年9月,美國對華為的新制裁禁令正式生效,這使華為無法再通過代工或採購的方式獲得高端芯片。隨後,美國商務部還將中芯國際列入「實體清單」,限制其獲取美國關鍵技術的能力。

2021年,疫情使全球半導體供應鏈和產業鏈遭受重大衝擊,在生產和運輸方面不斷受創、全球「缺芯」加劇下,拜登政府上台後,不但延續了特朗普的對華政策遺產,而且更明確地制定了通過大國競爭、加大國內投資和強化聯盟從而在實力基礎上競勝對手的對華戰略方針。

如今,美國政府繼續升級對中國半導體產業打壓的範圍和力度,而且從企業管制變成結構性技術打壓。

    2021年3月,美國政府將華為、中興、海能達、海康威視、大華科技列入「不可信供應商名單」,從而拆除美國境內這些公司生產產品;同年7月和12月, 美國商務部又分別將23家和34家中國實體列入「實體清單」,均涉及半導體企業;

    2022年8月拜登簽署《芯片與科學法》,其中有針對性地提出「禁止接受資金補助的企業在『對美國構成國家安全威脅的國家』建造/擴大先進制程晶圓產能或升級設備」,中國成為該法重點提及的限制對象,此次立法被認為是美國遏制中國半導體產業的法律支持;

    此外,去年10月7日美國商務部工業和安全局(BIS)發布新規限制中國獲得先進計算芯片、開發和維護超級計算機以及製造先進半導體的能力等。目前,美國已經將制裁範圍從之前的10納米以下提高到14納米以下,整個先進工藝都將受到影響。

但問題在於,這些所謂「制裁」措施並沒有影響到中國、美國科研能力局面,「東升西降」已然成為大趨勢,而且這些制裁損害了很多美國、荷蘭、日本半導體企業的核心利益。

首先是科研能力。2021年末,哈佛大學肯尼迪政府學院艾利森(Allison Graham)教授團隊撰寫的《偉大的科技競爭:21世紀的中國與美國》報告中選擇人工智能、5G、量子信息科學、半導體、生物技術和新能源領域,對中美兩國在這些領域的發展態勢進行了分析和預測。

報告認為,中國在這些領域快速發展對美國在科技領域的優勢地位形成了挑戰,「在一些領域,中國已經超過美國,而在其他領域,根據目前的態勢,中國將在未來10年超越美國」。

其次是損害很多美國企業利益,反噬自身。在去年10月美國商務部BIS宣布一系列半導體出口管制新規之後,美國半導體設備巨頭泛林(Lam Research)隨即稱,BIS禁令讓公司2022年營收減少30%,即20億-25億美元,其在中國大陸市場銷售額大減50%,隨後宣布裁員高達1300人;芯片設備巨頭科磊(KLA)2023年收入因此會減少6億-9億美元;美國芯片巨頭英偉達則在去年10月宣布,由于禁令2022年三季度英偉達在中國的潛在銷售中損失4億美元。另外幾家美國半導體企業情況也不容樂觀。

同時,荷蘭光刻機企業ASML也感受到了影響,面臨兩難局面。

財報顯示,儘管2022全年,ASML淨銷售額達到212億歐元,比上一年增長13.8%,並預計2023年淨銷售額將同比增長25%以上。但ASML中國區銷售占比卻出現年年下降狀態,從2020年占比18%降到2022年14%,接下來可能還會更低。

而且從財報看,製造先進芯片的ASML極紫外(EUV)光刻機銷售份額卻沒有增長。相比2020年,美國企業購買ASML光刻機的份額並沒有出現「火爆」局面,美國企業並沒有得到更多益處。

實際上,早在特朗普政府時期,荷蘭政府便迫於美國壓力,自2019年起拒絕向ASML發放向中國出口最先進的EUV光刻機的許可證。去年10月,美國進一步擴大並升級對中國芯片行業的打壓,拜登政府向荷蘭施壓將對中國的貿易禁運範圍進一步擴大到上一代的(深紫外線)DUV光刻機。如今,ASML只能在中國銷售較舊(成熟)的芯片製造設備。



目前,中國在半導體設備環節的話語權不大、國產化率極低。光刻環節,7nm及以下先進芯片製造工藝荷蘭ASML是唯一的供應商;芯片製造前道工序中的刻蝕、塗膠顯影、離子注入等設備基本被美、日企業壟斷,以訂單金額來計算,中國晶圓代工行業的前道設備國產化率普遍不足10%,部分設備更是低至2%左右;Gartner數據顯示,2020年全球刻蝕機市場上,美國泛林、應用材料公司和東京電子三家就占到了91%的市場份額。

有半導體行業人士表示,美國與日本、荷蘭的協議落實,對於國內半導體行業發展無疑是一大重挫。

「畢竟先前EUV機的限制已影響到先進制程的發展,DUV設備的禁止將再限制中國成熟製程的產出。這是外界可以料到的腳本,因為目前全球最大的半導體設備供應國前三名即是美國、日本、荷蘭。白宮要阻擊中國半導體業發展,勢必早晚都會在半導體設備上下手。」上述人士表示。

隨着出口管制的擴大,ASML態度更為着急。

ASML CEO溫寧克(Peter Wennink)1月25日接受彭博社採訪時表示,美國的出口管制措施反而可能會推動中國成功開發先進芯片需要技術,將最終導致中國發展起自己的半導體設備。「如果他們得不到這些設備,他們就會自主研發,這可能需要時間但他們最後一定能做到。增加壓力只會迫使他們加大投入。」溫彼得還警告,出口管制將會阻撓效率和創新,「將會影響我們每一個人。」

此外,美、日、荷之間的新合作還影響到日本半導體企業。

新加坡《聯合早報》引述研究機構Omdia的分析稱,根據新規,日本企業仍可向中國銷售非尖端晶片產品。但對中國出口的下降,日本可能在中長期內需要增加對美、德和印度等地的出口來彌補。而且,新限制若給日企業務帶來過大的影響,日本政府及商業可能會跳出來反對;日本自民黨議員青山繁晴便強調,日企將會因此受影響,需物色新市場。

上海社會科學院國際問題研究所團隊在《和平與發展》期刊上發表的一篇論文中提到,美國打擊半導體製造領域的原因在於,半導體是美國第五大出口產品,產業發展對美國經濟非常重要。儘管美國在半導體設計、設備和材料方面擁有很大優勢,但在晶圓製造、尖端製造和先進封裝等環節較為薄弱,這些都使美國感受到極大的危機感和緊迫性,迫使其關注潛在風險,防止可能出現的風險點造成供應鏈的中斷。

論文中指出,對追求「絕對安全」的美國來說,很難容忍在製造環節「受制於人」,也極力避免某一風險點對整條供應鏈帶來的較大影響。雖然中國與美國在半導體全產業鏈諸多環節上存在很大差距,但基於拜登政府已明確把中國視為首要挑戰者,中國無疑就成為美國眼中芯片產業鏈的最大風險點。

2022年7月, 美國商務部長雷蒙多(Gina Raimondo)和國防部長奧斯汀(Lloyd Austin) 聯名致信國會指出:「中國決心成為未來產業的全球領導者,美國首次面對這樣一個戰略競爭對手,如果不參與競爭,中國將有能力和資源做到這一點。」

可見,科技霸權對於維持美國國際領導地位至關重要,是美國進行國際政治鬥爭的有力手段和維持國際威望、世界影響的重要保證。一直以來,美國通過技術、市場和金融控制等方式獲得在供應鏈中的話語權,使諸多半導體企業不得不順應美國的要求。

以ASML為例。鈦媒體App根據彭博終端梳理的最新數據顯示,截止2023年1月22日,ASML公司股權結構中,95%以上的股權資本控制來自美國。而且,據中國人民大學國際關係學院教授李巍、李璵譯刊登於《外交評論》的論文顯示,阿斯麥EUV光刻機中有55%使用了美國的零部件。



但美國政府如今的這些貿易衝突、遏制全球化的行為,卻促使企業利益受損,包括上游芯片設計、設備廠、製造廠和封裝廠,並沒有獲得非中國的新收入。

美國半導體產業協會(SIA)近日罕見警告稱,雖然國家安全相當重要,但美國遏止其他國家芯片發展的行為,可能傷害美國整個半導體產業。「過度控制有可能損害美國的工業基礎,特別是在美國之外,仍有其它競爭性技術、軟件、部件和設備的情況下,有可能導致外國企業在供應鏈中將美國成分排除在外。」SIA在聲明中表示。

ASML方面在對鈦媒體App的一份聲明中表示,在這些規則最終被確認的同時,ASML將繼續與當局溝通,告知任何擬議規則的潛在影響,以評估對全球半導體供應鏈的影響。與此同時,ASML的全球業務也將繼續進行。我們的行業需要穩定性和可靠性,以避免全球半導體行業的進一步動盪。

「限芯」衝擊下,成熟製程是中國芯片發展的新路徑

「現在全球芯片大廠,擁有一二十年積累的優勢,而我們這些初創公司想要通過幾年的時間追趕上,坦白講還是有差距的。」華登國際管理合伙人張聿去年在一場活動中表示,中國半導體行業接下來需要「優勝劣汰」。

實際上,如今,「美日荷達成芯片出口管制新協議,中國怎麼辦」這個問題,已經不再有猜測性答案了。

一個肯定的事實是:美國朝野仍然不能看清全球科技發展的大勢,接下來,美國政府會持續將中國作為科技領域的主要競爭對手,長期、針對性地採取各種打壓和限制措施與中國在前沿科技領域展開競爭,有意識地在美國科技界與中國科技界之間設置層層藩籬。這對於全球科技企業、產業鏈的發展是極為不利的。

因此,目前已經有專家建議,中國半導體需要考慮深耕成熟製造工藝,以減少先進芯片國產替代不足的影響。

中國半導體行業協會集成電路設計分會理事長、清華大學教授魏少軍在2022世界5G大會上表示,從技術角度看,中國企業通過系統能力的提升,可以把芯片的製造要求降低2到3代甚至更高,大大延緩對先進工藝的需求。

「我從芯片設計角度來看,任何的技術都有它自身的發展特點,並非一定要走最先進的工藝。我們為什麼要採取最先進的工藝,是源於它最簡單、最容易,因為把單片集成是最容易的事情,在一個地方做設計就直接做進去的,但它不是最優的解決方案。芯片當中絕大部分的東西並不需要最先進的技術去做。」魏少軍指出。

魏少軍在12月29日深圳中國集成電路峰會中表示,中國產業原來發展的重點比較多地放在聚焦很先進的科技工藝。但到了後面,可能需要轉向那些對工藝和EDA工具不強敏感的芯片研發技術,同時更聚焦目標導向和問題導向,提升成熟工藝的性能、功耗和尺寸,這是在別人限制中國的前提下,所做的無奈之舉。而新器件、新材料、新工藝和芯片架構創新將是主要的發力方向。

「之前人們把能做7nm設計作為高水平的標誌,事實上,能夠用14nm、28nm做出7nm的性能,才是真正的高手。」魏少軍在演講上說。

當前,中國是全球最大的芯片進口和消費國。根據公開數據,2021年,全球半導體產業銷售額是5560億美元,其中,中國進口了4300多億美元集成電路,占78%;芯片消費市場規模達到1950億美元,占35%。這意味着,中國的芯片國產化率並不高,大量依賴進口。

「我們是否能夠對自身存在的問題有清醒的了解和認識。處在這樣一個大變革情況下,如果我們對創新過程的緊迫性認識不足,可能會放慢創新步伐,實際上就給了我們的競爭對手一些可乘之機。」魏少軍此前表示,在外憂內患下,中國半導體的發展當前正面臨非常關鍵的時刻。

事實上,集成電路是信息技術產業的核心,具有基礎性、戰略性和先導性,事關國家安全和實體經濟國際競爭力,因而也是各國在高科技領域的戰略必爭之地,應該予以重視。

國務院發展研究中心產業經濟研究部研究員、副部長李燕,去年刊登在《國際經濟評論》「美國《芯片與科學法》及其影響分析」文章中表示,美國《芯片與科學法》反映出政府強力干預,來促進研發和製造回流美國以及強化芯片產業領導力的戰略意圖,同時法案中的補貼排他條款對全球芯片企業形成了選邊站隊的壓力,干擾了全球芯片產業鏈的正常秩序,將對中國企業公平參與全球芯片產業鏈的競爭與合作產生不利影響。

李燕強調,面對新的形勢,中國應始終堅持高水平科技自立和開放發展的方向不動搖,加快推動芯片產業創新發展,完善自主開放的信息技術產業生態。

在上述同一文中,魏少軍提出三個應對措施與建議:一是在國家層面加大組織力度,調整主攻方向,既要補短板,更要鍛長板。在繼續做好「卡脖子」領域技術攻關的同時,重點支持中國具有優勢的關鍵技術的研發;二是強化人才培養和引進力度,全力解決半導體產業人才缺口;三是充分發揮國內超大規模市場優勢,強化前沿新技術領域的「內源式」創新能力。

「大力開展新技術、新材料和新工藝的研發,在新型計算架構、芯粒 (Chiplet)、異質集成等方面積極布局,圍繞東數西算、雙碳戰略和新基建等改善民生和促進可持續發展的國家戰略,採取『賽馬』和『揭榜掛帥』機制,給予新技術『上場競技』的機會,爭取在新賽道上構建基礎引領優勢,降低對現有技術領域的供應鏈依賴。」魏少軍在文中表示。

不過2023年,半導體周期下行、全球經濟衰退以及三年防疫造成資金缺口困難等多重因素疊加下,中國半導體產業是否會煥發生機,能否繼續在正常軌道中推進發展,依然需要時間給出答案。-(鈦媒體/作者:林志佳)