美国于2022年出台限制措施,意在遏制中国制造和开发提高其军事能 力的先进半导体,切断中国经济与芯片产业关键节点的联系。2022年10月 7日,美国商务部工业与安全局对美国向中国实体出口最先进的计 算芯片(尤其是与人工智能发展相关的芯片)和半导体制造设备实施了一 揽子限制措施。这些管制措施不适用于“传统半导体”或家电、汽车和许 多联网设备中使用的不太先进的芯片。在这些领域,中国很可能继续再生 产方面占主导生产(见图1)。根据Counterpoint咨询公司估计,到2025 年,对先进半导体产品的限制只会影响中国逻辑芯片产量的10%左右。然 而,限制措施却导致美国对华半导体出口急剧下降。2023年前八个月,美 国半导体公司向中国出口的芯片价值仅为31亿美元,与2022年同期64亿美 元的出口额相比下降了50.7%(见表1)。
与此同时,美国正在通过实施 《2022年芯片与科学法案》来提高其在半导体领域的自立能力,拜登政府 正在向产业界分配数十亿美元的税收减免和资金,激励国内制造业。2023 年3月,美国商务部和财政部发布了拟议规则,禁止该法案资金的受惠企 业在受关注的外国扩大尖端芯片的产能,并对在这些国家建设遗留设施时 加限制。
图1:2019年全球各地区半导体制造产能分布情况
10月7日的限制措施还禁止美国人在未申请许可证豁免的情况下帮助 发展中国的先进半导体产能,实际上阻止了美国高级半导体工程师和科学 家在中国公司从事技术工作。作为回应,包括美国半导体设备制造商应用 材料公司、KLA和Lam Research的工程师在内的数 百名在中国芯片公司担任支持人员的美国人员突然离开了中国半导体行业 的核心岗位。这些限制促使中国公司加大了吸引半导体人才的力度。中国 国内缺乏培养合格半导体工程师和技术人员的强大渠道,使中国芯片公司 严重依赖海外培养的人才。美国芯片公司Marvell Technology自2022年下 半年起裁撤了其在中国的全部研发人员后,前员工很快被中国半导体公司 挖走。同样,据报道,大陆公司在台湾为半导体人才提供的薪资是他们在 岛内收入的五倍。
表1:2022年和2023年(1月至8月)美国对华先进半导体和半导体制造设备的
主要出口情况
由于中国半导体产业面临荷兰和日本的出口限制,中国企业急于通过 囤积外国公司的设备来扩大产能。2023年1月28日,荷兰和日本同意将其 出口管制政策与美国对中国芯片业的限制措施保持一致,承诺协调控制中 国获得半导体设计软件和光刻机等关键技术的渠道,中国自主研发的技术 在这些领域严重落后于美国的领先水平。荷兰和日本都是世界领先的光刻 机制造商,能够在半导体晶片上印刷先进的集成芯片设计。自2019年起, 荷兰限制向中国销售由荷兰ASML公司独家生产的极紫外光刻机;然而,日 本和荷兰此前均未对用于大规模生产14纳米(nm)节点的不太先进芯片的 深紫外光刻机出口实施管制。2023年7月,日本将包括DUV技术在 内的某些半导体制造设备列入出口管制清单。荷兰同样于2023年9月开始 限制出口。
在这些限制措施生效之前,中国公司利用荷兰政府宣布对华出 口管制意向与实施之间大约八个月的滞后期,在2023年猛增了对外国半导 体制造技术的订单。2023年1至8月,中国从荷兰进口了价值32亿美元(约 合人民币235亿元)的半导体制造设备,比2022年同期的17亿美元(约合 人民币120亿元)增长了96.1%。2023年前8个月,由于中国公司建立了库 存,中国从所有国家进口的半导体设备总额达到138亿美元(约合1000亿 元人民币)。当时美国将中国电信巨头华为列入实体清单,从而限制华为 获得半导体技术,促使中国加快推动扩大国内芯片制造能力。尽管中国公 司主要收购只能生产老一代集成电路的设备,但这些囤积活动可使中国深 化其在传统半导体领域的主导地位。
尽管美国实行出口管制,但中国公司已展示出生产高端芯片的能力。2023年9月,某为开始销售Mate 60 Pro智能手机,据说这款手机使用了中 国制造的芯片,其功能与美国控制的半导体技术非常接近。麒麟9000s由 中芯国际(SMIC)生产,由某为子公司海思半导体设计,能连接5G网络, 其功能与7纳米芯片一致,而7纳米技术以前仅由三星、英特尔和台积电生 产。TechInsights的专家对华为手机进行的检查证实,该设备的处理器性 能意味着中芯国际仅落后于3纳米技术两代,而3纳米技术是目前生产的最 先进芯片。
专家们普遍认为华为和中芯国际的最新生产能力是一项真正的突破, 尽管中国的本土化程度和生产效率仍存在不确定性。《芯片战争》一书 的作者克里斯·米勒认为,华为的Mate 60 Pro可能是 “有史以来最中国最先进的智能手机”,因为“这款手机的主要7纳米处 理器和许多辅助芯片都是国产的,包括蓝牙、WiFi和电源管理芯片”。正 如美国国家安全顾问杰克·沙利文在2022年10月实施出口管制前所解释的 那样,这些进展超出了预期,也让人质疑当前出口管制的有效性,其目的 不仅是为了确保美国保持几代领先,也是为了“尽可能保持领先优势”。 中国国内在尖端半导体生产这一关键领域的进步给美国带来了国家安全方 面的挑战,因为该技术具有双重用途,可用于人工智能计算机视觉、自主 武器系统和其他用途。
正如半导体分析师迪伦·帕特尔所言,某芯国际的 先进生产工艺在很大程度上仍得益于西方技术,如ASML公司的浸没式DUV 光刻机(中国在2023年底前仍可购买),但美国现有的半导体制造设备出 口管制漏洞也可能为其提供了便利。此外,这款手机似乎仍使用了几个关 键的非国产元件。例如,该手机的存储芯片据信来自韩国SK Hynix公司生 产的传统技术,不过该公司在出口管制实施后一直否认曾向华为销售。即 使取得了真正的进步,但在中国旗舰电信公司生产的最新手机中,仍继续 使用西方半导体生产设备,并出现了非国产硬件,凸显了中国在先进技术 方面对外部生产商的持续依赖。
中国针对美国半导体管制采取的行动范围很窄。中国为行动阻止进一步的限制措施,又 不会造成巨大的国内成本。2023年,中国将少数美国公司冻结在中国市场 之外,并限制了对美国先进技术产业至关重要的两种矿产品的准入。·2023年2月16日,中国将洛克希德·马丁公司和 雷神导弹与防务公司(Raytheon Missile and Defense Corp,RTX的子 公司)(原雷神技术公司)列入黑名单,实施贸易和投资限制,禁止这 两家防务公司在中国进口或出口武器系统,从而打响了“不可靠实体清 单”的第一枪。由于美国的出口管制措施本来就不允许这两家公司在中 国销售军事装备,因此这些限制措施的商业影响甚微。·2023年5月21日,中国网络空间管理局认定美光公司生产的内 存芯片存在“重大安全风险”,禁止中国关键基础设施运营商采购美光 公司的产品。
这一禁令是在2023年3月启动调查后实施的,也是中国网 信办首次针对外国公司采取的监管行动。尽管美光是中国内存芯片的主 要生产商,2022财年美光在中国的营收占其总营收的近11%,但鉴于三 星和SK海力士是美光的同行竞争对手,并在中国销售类似的芯片,中国 通信委员会的限制可能对中国公司影响不大。 ·2023年8月1日,中国对镓和锗以及用这些金属制造的数十种相关产品 实施出口管制,导致出口商在等待从中国商务部获得军民两用产品出口 许可证时停止发货。2023年8月,中国对美国和其他国家的镓核锗产品 出口量为零。9月21日,商务部发言人表示,商务部已向几家公司发放 了相关产品的出口许可证,但并未进一步详细说明有多少公司可以恢复 出口,可以向哪些国家出口,以及哪些产品获得批准
因此,一些出口 可能会恢复,但截至2023年10月6日,这些措施的全部范围和长期影响 仍不明确。中国的限制措施可能会使美国关键技术出现严重供应短缺。 镓和锗都被美国地质调查局视为关键矿物,其应用范围包括半导体、导 弹系统和太阳能电池板。中国是世界上这两种资源的主要来源,占世界 镓矿石初级生产的98%和锗生产的60%。美国国内这两种矿物的产量和库 存都很有限。美国、日本和德国可能会通过改造国内炼油厂,使其具备 提取这两种矿物的能力,来开发替代供应源,,以防止出现严重短缺, 但这些替代品可能无法及时投入使用。请继续关注下一期。