中国因芯片而受制于美国

核心提示大国博弈,如同兵家之争,需要谋略。上兵伐谋,中国历史上,有许多以少胜多的经典战役,弱者多以谋略制胜。而抓住敌人的薄弱环节,以己方优势攻击敌方的劣势,化被动为主动,往往被视作取胜的关键。中国革命史上的经典战役,解放战争中刘邓大军挺进中原这一仗

大国之间的博弈,就像军事家之间的争斗,需要谋略。

中国历史上有很多以少胜多,弱者靠策略取胜的经典战役。

抓住敌人的薄弱环节,以我之长攻敌之短,化被动为主动,往往被认为是制胜的关键。

中国革命史上的经典战役,解放战争时期刘邓军队挺进中原之战,毛主席曾经说过:蒋介石伸出两个拳头打我们,一个在山东,一个在陕北。当两个拳头伸出时,他的胸部露了出来。我们的战略方针是握紧这两个拳头,让刘邓的军队进军中原,在他胸口插一刀。

目前在中美的芯片博弈中,美国在高端芯片上对中国穷追不舍,就像伸出两个拳头,却暴露了自己的薄弱领域——低端芯片。中国决心在被美国忽视的薄弱领域发力,就像在美帝胸口捅了一刀,战场主动权已经偏向中国。

或许中国在应对美国芯片封锁时并没有预料和计划那么多,只是遵循市场规律,做了自己该做的事情。但最后发现,美国锁定了对中国高端芯片的供应,却给了中国在自己领域发展壮大的好机会,也就是低端芯片。

美国误判了中国的预测。

芯片制造工艺越先进越重要,这让美国产生了一种错觉,认为只要封锁高端芯片技术,就能扼住中国芯片产业的咽喉。众所周知,时代和潮流是站在中国这边的,中国已经在被美国忽视的低端芯片市场站稳了脚跟。

几年前,美国宣布对中国芯片产业实施制裁后,中国芯片产业一度迎来黑暗时刻。但中国的筹码没有沉下去,最后一站反击了。在美国的高端芯片和芯片制造设备上卡脖子,就能在自己熟悉和擅长的领域做到最好。

数据显示,自美国对中国芯片实施制裁以来的5年间,中国芯片设计行业的产值翻了一番,是同期全球半导体行业年复合增长率的近6倍。在过去的四个季度中,芯片行业增长最快的20家公司中有19家来自中国,同比增长了一倍多。中国进口大量芯片,出口大量芯片。今年前5个月,中国芯片出口增长19.6%。

到目前为止,美国芯片制裁的战略重点似乎仍停留在高端芯片上。

不,在美国众议院19日通过的有520亿美元配套补贴的“芯片法案”中,明确要求未来十年内禁止在美国投资建厂获取补贴的半导体企业在中国大陆新建或扩建先进工艺半导体工厂。

也就是高端芯片还被锁着,阻碍了中国在先进工艺的半导体生产上取得突破。

美国还成立了一个限制中国大陆半导体产业发展的小圈子——四方芯片联盟。目前,中国台湾省地区和日本已确认加入,但韩国犹豫不决。近日,美国向韩国发出“最后通牒”,要求其在8月31日前就是否加入给出答案。该联盟的目的是建立一个芯片生产和供应的闭环,并将中国大陆排除在供应链之外。

韩国之所以对是否加入“四方芯片联盟”十分纠结,正是因为韩国不仅向中国出口芯片,还从中国进口大量生产芯片的材料。后者的增长率甚至高于前者。

据韩国海关统计,2022年5月,韩国对华出口总额为134亿美元,而进口为149亿美元,首次出现对华顺差。其中,约占中国对韩出口总额六分之一的半导体产品5月份激增40.9%,被认为对两国贸易格局的逆转影响很大。

它是韩国对中国最大的芯片出口产品,但韩国从中国进口芯片的增速比其出口增速快4倍。可以说,韩国不仅对中国市场恋恋不舍,而且离不开中国市场。中国的芯片设计产业已经取得了很大的进步,在低端半导体产品上有很强的成本优势。

美国控制的高端芯片,似乎有曲高和寡的感觉。

芯片有很多种。根据工艺不同,可分为5纳米、7纳米、14纳米、28纳米、45纳米、90纳米等。工艺越小,芯片的性能越高。目前世界上最先进的芯片工艺是3纳米,其中TSMC已经在试产,预计今年8月左右量产。

目前高端芯片和低端芯片的界限是14纳米,国内最先进的工艺也只有14纳米。它是由SMIC生产的。工艺改进后,可以生产出性能接近7纳米的芯片,但与世界顶尖的3纳米相比还有很大差距。

在智能手机和笔记本电脑时代,芯片不断争夺制造工艺。芯片的制造过程越短,芯片的性能越好,就越能在这些消费电子产品的市场竞争中胜出。但随着芯片工艺的不断缩短,芯片性能提升的程度越来越小。比如现在的苹果手机,虽然芯片工艺在不断缩短,但在性能流畅度上几乎没有表现出太大的区别。智能手机的迭代频率在下降,这是不争的事实。

高端芯片固然重要,但市场份额和利润明显低于低端芯片。据统计,高端芯片仅占芯片市场份额的2%左右,低端芯片往往是应用最广泛的芯片。这是因为高端芯片往往只用于手机、电脑等高端电子产品,而低端芯片则用于生活的各个场景。

中国企业也看到了低端芯片的巨大市场,所以在布局之初就瞄准了低端市场。2022年,一批中国企业开始减少低端芯片的进口。

得益于新能源汽车的快速发展和中国芯片产业的集群优势,在手机、电脑等消费电子产品出货量持续下滑的背景下,高端芯片的需求和市场份额正在萎缩,而类似汽车芯片的成熟工艺赛道正在成为蓝海市场。中国无疑抓住了这个机会。

目前,中国的半导体企业在技术上仍然落后于TSMC和三星。后两者现已投产3nm工艺,SMIC量产的先进工艺是14nm,华虹投产的最先进工艺是28nm。

但是不要忘了,中国很多行业需要的大量芯片还是用成熟的技术生产的。中国需要的芯片70%是14nm以下成熟工艺生产的。2021年中国第三家芯片制造企业跻身全球前十,目前的技术是55nm,说明中国对成熟技术的需求巨大。

根据应用场景,芯片可以分为消费芯片、工业芯片、汽车芯片和军用芯片。是汽车芯片的应用场景之一。因为汽车芯片不受空的限制,对高集成度的要求不是很迫切。而且主要功能芯片用在发电机、底盘、安全等小功率领域。安全、可靠、低成本成为主要考虑因素,而成熟的技术正好满足了这类芯片的需求。

汽车芯片需要有汽车标准水平。汽车行业缺的不是14nm、7nm、5nm等先进工艺的芯片。目前更为稀缺的是车规级的“成熟工艺”芯片产品。汽车级芯片对加工工艺要求低,但对质量要求高。中国芯片企业可以在成熟工艺的基础上打磨芯片的质量。

由于摩尔定律的限制,高端芯片的研发很快就会达到天花板,而中国在不断进步,这就给了中国芯片弯道超车的机会。在低端芯片领域,中国的生产技术已经非常成熟,占据了全球市场的最大份额,甚至开始大量出口。中国正在占据芯片供应链和产业链的主导地位,任何将中国挤出供应链的企图都是徒劳的。

美国芯片战略举步维艰。

容认为,美国遏制中国芯片发展至少犯了两个战略错误:

一是误判芯片产业格局,将战略重点放在高端芯片的遏制上,忽视低端芯片的布局,使得中国芯片产业在重压下爆发式增长;

第二,误判芯片布局时机,无休止的拖延和政治口角,让美国芯片布局举步维艰,也让美国错失了遏制中国芯片发展的最佳时机。

《华盛顿邮报》网站6月26日发表了一篇题为《半导体立法无法凸显美国为何遭遇竞争困境》的文章,作者是大卫·伊格内修斯(David ignatius)。两党少有的共识,揭露美国在高端芯片上牵制中国在伊格内修斯:

“两年多前,当一群来自两党的参议员首次提出半导体立法时,他们表示,这一紧急措施旨在解决一个重大的战略问题——美国在高端芯片设计和制造方面相对于中国的优势正在减弱。美国有必要动用联邦研究基金,在这个重要的技术领域与中国公司展开竞争——这是共和党人和民主党人能够达成共识的为数不多的问题之一。”

2019年,美国将芯片制裁的第一刀砍向了华为的5G技术,企图在高端芯片上卡住中国的脖子。

这两年在美国的压力下,华为5G在本国市场的发展遭遇挫折,其他几个国家也反悔,终止了与华为的5G合作。此外,华为的消费者业务也遭遇了有史以来最大的生存危机。由于高端芯片的砍掉,华为一度放弃生产5G手机,高端市场份额大幅下降。

随着美国压力的升级,我们逐渐意识到大力发展国内半导体产业链的重要性。国家制定了很多优惠政策,建设了亚洲最大的集成电路基地,即“东方芯港”,成立了中国第一所“芯片大学”——南京集成电路学院。工信部甚至喊出了“能给的都给,该给的都给”的口号。

在中国政府的大力支持下,国内企业和科研机构履行使命,取得重大技术突破,如清华大学发现EUV新型光刻机光源、中威研发3nm蚀刻机、中科龙芯发布100%自主知识产权的龙芯架构等。这让美国真正感受到了危机。

虽然两年前,美国把与中国芯片竞争的战略重点放在了“高端芯片设计和制造”上,这也是美国两党的共识。然而,这项补贴520亿美元的“芯片法案”直到最近才正式通过。这两年,中国在低端芯片制造上占据优势。

美国希望向芯片行业投资520亿美元,打造本土供应链,但遭到TSMC创始人张忠谋的否认,称该计划规模太小,不足以在美国重建完整的供应链。

比如德州仪器、互联网公司等美国芯片公司从事最终封装,他们的测试都在中国公司进行。如果从法律层面进行限制,这些公司将不得不重建产业链,投入远高于美国政府提供的补贴。这个时候,以财政刺激的形式在美国重建半导体供应链,其实成本很高。

现在,美国政府显然已经意识到忽视低端芯片市场的严重性,开始要求尼康、ASML等企业禁止向中国出口DUV光刻机。

与更先进的EUV光刻机相比,虽然DUV光刻机的技术水平无法达到更高的精度,但DUV光刻机在某种程度上甚至比更先进的EUV光刻机更重要。

美国这次针对的老DUV光刻机可以生产7nm及以上工艺芯片,是制造汽车、手机、电脑甚至机器人所需的一些非高级芯片最常用的设备。

因为中国所有成熟工艺都需要DUV光刻机,市场需求巨大。美国此举无疑意在重返低端芯片市场阻击中国。

但两拳过后,美国面临被中国半导体刀捅进心脏的窘境。

近年来,中国在芯片设计和制造方面取得了快速进展。2019年生产了14nm工艺的芯片,7nm工艺的芯片更快。据估计,现有的DUV掩模光刻机用于实现这一过程的大规模生产。这样的技术突破让美国大吃一惊。这也被认为是美国重新限制DUV光刻机对中国出口的导火索之一。

美国想阻止中国的低端芯片恐怕为时已晚。

美国芯片战略举步维艰。

建一个艰苦的村庄,打一场愚蠢的战斗。

美国发起制裁后,中国的半导体行业处境非常艰难。华为因为高端芯片被砍掉而不得不放弃生产5G手机,SMIC也因为TSMC的技术封锁而一度不被投资者看好。然而,这并没有阻碍中国芯片产业的自救之路。它充分利用自己的技术,发挥低端芯片的产业集群和产能优势,最终在美国的芯片封锁下杀出一条血路,满足了市场需求。

前路依然不易,美国将在空袭击后发起更猛烈的攻势,阻击中国芯片产业发展。之前低端芯片是美国战略进攻的薄弱领域,而中国正好抓住了这个机会,给了美国致命的一击。现在美国已经做出反应,开始通过限制DUV光刻机等成熟半导体生产设备的出口来打击中国芯片制造商。中美在芯片博弈上的激战正式来临。

面对美国的全面封锁,中国应加快国产芯片和光刻机的RD,在卡脖子技术领域发起猛攻,建立完整的芯片产业链,加快在全球芯片供应链的布局。中国除了在芯片原材料供应上占据重要地位,还应该生产成熟的芯片产品,不断获得出口优势。在此基础上,我们将利用系统优势赶超RD并生产高端芯片,努力抢占全球芯片技术领域的制高点。

 
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