榮智慧

10月17日,美國頒布新一輪對華芯片及半導體制造設備出口規則。比起一年前,此次規定更將“小院高墻”細細地圍上一層籬笆。
新禁令在11月APEC舉行、兩國元首有望見面之前頒布,透露出美國不惜“破壞氣氛”的態度,同時也顯現出科技競爭日趨常態化和“底線化”—不打熱戰的情況下,彼此做出什么舉動,都在意料之中。
距離美國總統拜登頒布《芯片與科學法案》已經過去一年零三個月,兩個大“補丁”也相距一年先后拋出??梢灶A判的是,力度相近的禁令將持續產生,框定的范圍也越來越細,中國芯片企業的外部環境也將越來越險惡。
理解美國芯片禁令和出口管制政策的影響,才能深刻理解“中國芯”的未來。其背后不僅是“經濟問題政治化、科技問題安全化”的宏觀戰略思路,更是中國企業如何認清窗口期時限、如何及時調整步驟和計劃的機會。
今年以來,美國部長級官員連續訪問中國:6月、7月國務卿布林肯,7月財政部長耶倫,8月底商務部長雷蒙多,近期到訪的參議院民主黨領袖舒默還獲得了相當高規格的接待。中國國務委員王毅與白宮國家安全事務顧問蘇利文穿梭會面,兩國亦不乏官方民間代表團互訪……雙方都在努力促成11月舊金山APEC峰會的最高級別接觸。
10月17日的新禁令“不合時宜”,甚至可以說“大煞風景”,但從側面證明,無論中美兩國關系保持在何種水位,人工智能和半導體領域的海嘯無可避免,連美國商界的支持也日趨渺茫。
新禁令兩大重點,一是出口限制的“紅線”再向“低算力”方向移動,囊括了美國企業英偉達的“中國特供”產品A800和H800系列芯片。
去年10月7日,《芯片法案》的第一個“補丁”頒布。美國政府要求英偉達不得向中國銷售最先進的產品A100和H100芯片。英偉達當時公開評估,這一限制將導致其2022年第三季度中4億美元銷售額受到影響,約占英偉達全球營收的5%~10%。
而“帶寬微調”的A800和H800的營收額,只多不少。2023年8月,中國互聯網巨頭百度、騰訊、阿里、字節,被曝向英偉達下了一筆累計達10億美元的交付訂單,總共采購約10萬個A800芯片,2024年交付的人工智能芯片價值更達到40億美元。
禁令一來,明年的訂單幾乎沒有指望。即便年內10萬個A800芯片順利交付,平均分攤的話,每家大廠也只有2.5萬個,遠不足以支撐它們跟上GPT-5的腳步。
英偉達反對美國政府一再收緊芯片出口管制規定,是人人皆知的“秘密”。僅在公開渠道,代表美國99%半導體企業的美國半導體行業協會,多次發布措辭強硬的反禁令聲明,人稱英偉達、高通的“嘴替”—行業協會發聲有好處,相關企業沒那么像“出頭鳥”。
據媒體報道,英偉達一度動用捐款杠桿,不惜對華盛頓一些支持收緊出口管制的智庫發難。
而更多的媒體、智庫、工會和議員,采用免費且全天候的輪番“游說”,呼吁政府禁止A800流向中國。英偉達等少數幾家企業,技術再硬,股價再高,也難以對抗美國朝野的政治共識和輿論風向。
新禁令的另一大重點是提出了“算力密度”指標,封殺了剛剛被中國企業寄予厚望的“芯?!甭肪€。
去年是芯粒技術的爆發年。它的技術原理是,不改變晶體管電路的線寬線距,采用異構集成技術,多個小芯片拼到一起,實現高密度集成,從而沖刺先進制程芯片。
芯粒技術本質上是集成技術—成熟工藝制程芯片,外加先進封裝。雖然和樂高玩具的組成方式類似,但其性能優秀的前提是不能有任何一個短板,同時還增加了互聯、散熱等一系列集成上的難點。
對芯片企業而言,紅線更“觸底”,迭代更快,大大超出了此前的預計。
過去,企業的最優策略是“無限接近紅線”,只要合規就行。英偉達的A100受限,就稍微改下換成A800出售,賺錢和印錢一樣容易。而且紅線一旦劃定,總會保持幾年。
禁令一來,明年的訂單幾乎沒有指望。即便年內10萬個A800芯片順利交付,平均分攤的話,每家大廠也只有2.5萬個,遠不足以支撐它們跟上GPT-5的腳步。
如今,紅線向性能更差的方向移動了至少一代半,且政策一年就變,導致去年10月之后所有貼著紅線操作的企業及其產品、銷售計劃,全部要推倒重來。
《2022芯片與科學法案》于2022年8月9日施行,5年一共提供390億美元的直接補貼。
390億美元是什么概念?全球所有半導體企業,1年的支出大概是1900億美元,5年增加390億美元,約等于全行業的支出每年提升4%。如臺積電2022年資本支出預算約400億美元,那么,這個補貼計劃相當于全世界最頂級晶圓廠的1年開支。
根據波士頓咨詢的估算,芯片領域有500億美元的政府資助(390億美元直接補貼,加110億美元研發支持),會令美國本土10年內額外增加10座中等規模的晶圓廠,相當于同期全球新增產能的近四分之一。由此,美國在全球半導體制造中的市場份額,將從10%提高到13%~14%。
沒有哪家企業會傻到放棄盡人皆知的“免費午餐”。最合理的做法是,中資之外的半導體制造企業,幾年內到美國開展一些投資有限的項目,以最少的成本,換取最大的補貼。這些“投資”的象征性更強,很難真正改變全球半導體制造業的布局。
很快,“聰明企業”的美國工廠建起來了。
中國臺灣制造業巨頭臺積電,在亞利桑那州的兩家晶圓廠上投下40億美元。韓國三星在得克薩斯州投資17億美元。美國芯片制造冠軍英特爾斥資40億美元于亞利桑那州和俄亥俄州建造4座晶圓廠。
隨著《芯片法案》一周年的到來,美國政府準備發放補貼,民主黨人和共和黨人難得地慶?!皟牲h的勝利”—他們最近就沒有達成一致過。如果一切按計劃運行,到2025年,美國的晶圓廠將生產全球18%的先進制程芯片。
按計劃運行的事情不多。
首先是招工難,建設和人力成本高。
智庫“安全與新興技術中心”估計,在中國,企業大約650天內就能建成一座新工廠。在美國,制造商必須遵守聯邦、州和地方政府的法規,平均施工時間900天。同時,建設成本約占新晶圓廠資本支出的一半,而在美國的成本比在亞洲高出40%。
其中一些費用可以通過《芯片法案》的補貼支付。即便這樣,企業在美國的年度運營費用依然比亞洲高出30%。部分原因是美國工人的工資更高—假如能招到工人的話。今年,臺積電把亞利桑那州第一家晶圓廠的啟動時間推遲了一年,因為找不到有行業經驗的熟練員工。
其次是規模不夠,生產成本過高。
“聰明企業”投資美國的項目,規模較小,進一步破壞了經濟效益。晶圓廠生產的芯片越多,單位成本就越低。在亞利桑那州,臺積電計劃每月生產5萬片晶圓。在臺灣,臺積電運營著4家“千兆晶圓廠”,每家每月至少生產100萬片晶圓。
另外,成熟制程芯片過剩,價格下行,高成本的企業更扛不住。根據行業組織Semi的數據,2019年中國制造了全球五分之一的成熟制程芯片。到2025年,數字將變成三分之一。供應的過剩,給價格帶來下行壓力。而建設、人力、生產成本“三高”的美國芯片工廠,很可能要倒閉一批。
半導體行業以周期性為特征?!缎酒ò浮啡藶楦深A了“正?!敝芷冢谛枨笙陆档臅r候大力增加供應,“庫存調整”的時間要遠長于過去的預期,芯片企業的收入和利潤也會大不如前。
一年來,美國國家安全事務顧問蘇利文針對中國科技提出的“小院高墻”政策,逐漸顯示出更強的時效性和約束性。
“小院”,是人工智能和先進半導體領域;“高墻”,則是每年至少更新一次的出口管制政策。從一開始的各個科技領域“漫天卡死”,到今天的細分領域最新進度“精準收口”,是自2018年以來美國朝野政商多方利益博弈、妥協的結果,也在很大程度上取得了盟友的理解。
出口管制政策,本質上是一堵“四面漏風”的墻,只不過取決于制定者愿意“錯殺”還是“放過”。
在人工智能領域,新的規定剛剛拋出。10月30日,為繞開冗長的立法程序,美國總統拜登簽署人工智能行政監管令,要求大模型測試結果必須通知美國政府,并要求相關部門將人工智能標準納入研究。
在半導體領域,從去年8月的《芯片法案》,到10月補丁1.0版本,再到今年10月補丁2.0版本,循序漸進的管制迭代,顯示出美國政府的“立場”已經過渡到“寧可錯殺一千、不可放過一個”的激進狀態。
在中國,企業大約650天內就能建成一座新工廠。在美國,制造商必須遵守聯邦、州和地方政府的法規,平均施工時間900天。
美國出口管制體系始于1949年,是冷戰的結果。彼時,制定《出口管制法案》有三個主要目的:保護國內經濟,拓展美國的外交政策利益,控制敏感物品出口以加強國家安全。2018年,國會用《2018年出口管制改革法》取代了早已失效的《出口管制法案》,使其更符合蘇聯解體后的情況。
冷戰結束的30多年里,兩個要素被證明難以調和:國家安全,經濟優勢。在美國的出口管制法律體系下,前者受到保障而后者沒有,但經濟優勢顯然會深刻影響軍事和安全領域。
很多項目同時具有民事和軍事用途,例如半導體、量子技術、人工智能、生物技術。如果管控太松,他國就有機會獲得“針對美國”的技術;如果管控過緊,美國的科技公司就無法獲得正常的收入來研發下一代產品。
即使“自傷七千”,如今美國的芯片出口管制政策堅持強硬:不僅要求最終產品申請新的出口許可,而且對生產設備和設計軟件也加以管制。雖然在全球半導體供應鏈上,美國只控制了EDA軟件一個節點,但其通過資金來源、盟友配合等多個方式,一并“打擊”供應鏈上的知識產權、制造設備、晶圓制造、組裝測試封裝等其他環節。
2022年10月的“補丁”1.0是一個重要節點。
在此之前,美國長期采取的是一種“動態目標”的管制方法:釋放老一代產品,賺取銷售收入,打壓中國的技術研發勢頭。在此之后,最新的政策將所有中國公司都排除在出口對象之外,連中國企業的資金來源也受到限制,其目標已不再是控制中國半導體產業的技術發展,而是努力將其扼制在當前水平上。
客觀地看,《芯片法案》以及后續政策的出臺,確實減緩了中國先進芯片制造能力的發展,不過基本上沒有影響中國使用14納米及以上芯片技術的能力。對市場效益來說,聚焦成熟市場反而不失為更適合中國半導體產業發展的舉措。先進制程方面,中國企業也有沖鋒的潛力。
實際上,多次管制政策的出臺反映,美國很難直接控制中國的行動,而禁令的邊際遞減效應卻在顯著增加。中國的半導體行業產值不斷上升,且堅持在半導體領域和其他先進領域推行自己的技術發展計劃。無論美國采取何種激烈的舉措,中國都不再可能偏離自己的雄心。