本周,半導體行業最引人關注的新聞非中國限制镓和鍺及其某些化合物出口莫屬了。
中國商務部在一份聲明中表示,從今年 8 月 1 日起,中國化學品供應商必須申請政府許可證才能出口 38 種相關産品,包括氮化镓(GaN)和二氧化鍺(GeO2)等。
中國是全球最大的镓和鍺生産國,歐盟使用的镓有 71% 進口自中國,鍺則有 45% 進口自中國,另外,其它半導體業發達國家和地區,如美國和日本,對産自中國的這兩種半導體材料依賴度也很高,根據美國地質勘探局的報告,2017-2021 年,美國從中國進口了 53% 的镓,2015-2018 年,從中國進口了 59% 的鍺。
中國的這類舉措并不多見,在美國發起的對華電子半導體之戰中,美國一直是進攻方,且咄咄逼人,中國一直是防守方。此次,中國限制镓和鍺及其某些化合物出口,釋放了一個信号,中美半導體攻防戰進入了一個新階段。
01
美國進攻
美國對中國電子半導體産業打壓,要追溯到 2019 年對華爲的全面封殺。從 2019 到 2020 年,美國先後通過禁止台積電等先進制程晶圓代工廠爲華爲生産尖端芯片(主要是 7nm 制程手機處理器)、禁止高通等美國廠商向華爲出售 5G 手機芯片、禁止 Arm 向華爲授權先進 IP、禁止美國先進 EDA 軟件出售給華爲等手段,将即将趕超蘋果的華爲高端手機業務打倒,到現在也沒有緩過來。
壓制住華爲之後,美國就開始全面打壓中國的電子半導體産業,從 2021 年開始,一批批企業先後進入美國制定的 " 實體清單 ",最具代表性的就是中芯國際,作爲中國大陸晶圓代工龍頭企業,同時也是中國本土先進制程産線的拓荒者,中芯國際無法買到美國先進半導體設備,以及荷蘭 ASML 的 EUV 設備,這使得該公司的 14nm 及更先進制程發展之路艱難至極,直到現在也難以量産出相關芯片。
去年 10 月,美國限制中國大陸半導體産業發展的措施進一步升級,從半導體設備和 EDA 工具等多方面,更加系統地制定了限制政策,典型代表是:禁止用于制造 18nm 制程 DRAM、128 層 NAND Flash 存儲芯片的美國半導體設備出口到中國大陸;禁止向中國企事業單位銷售用于 3nm 制程芯片設計的 EDA 工具。
以上這些舉措,使得中國本土企業在獲得 14nm-28nm 制程芯片所需設備時,也遇到了諸多困難,這是之前所沒有過的。
進入 2023 年以後,美國不斷加大對中國大陸半導體制造業的打壓力度,不止美國半導體設備企業,日本和荷蘭也先後出台了新政策,不久前,日本政府規定,限制 23 種先進半導體設備及零部件出口,相關企業需要向政府報備,拿到許可證後才可以出口,這一政策指向中國大陸的意味濃重。ASML 也有新動向,6 月 30 日,荷蘭政府頒布關于半導體設備出口管制的新條例,包括最先進的 ALD 原子沉積設備、外延生長設備、等離子體沉積設備和浸潤式光刻系統,以及用于使用和開發這類先進設備的技術、軟件等都被列爲限制出口産品,需要拿到荷蘭政府許可證。ASML 表示,荷蘭政府新頒布的出口管制條例隻涉及部分最新 DUV 型号,包括 TWINSCAN NXT:2000i 及後續推出的浸潤式光刻系統,其它系統的發運未受荷蘭政府管控。
值得注意的是,這一次,很多 28nm-45nm 制程設備也被列入清單,這是前所未有的,以前最多限制到 28nm。
在限制半導體設備出售到中國大陸的同時,美國也在加緊組建東亞地區的半導體聯盟,也就是由美國、日本、韓國和中國台灣組成的 " 芯片四方聯盟 "(Chip 4)。在這個聯盟中,日本幾乎是 " 無條件 " 支持者,而韓國對加入 "Chip 4" 有更多顧慮,主要原因在于其對中國大陸的半導體産品出口依賴度很高,同時,三星電子和 SK 海力士在中國大陸的存儲芯片晶圓廠産能占它們全球總産能的比例很高,不得不考慮中國的感受及其在中國市場的巨大商業利益。
但是,以韓國對美國的依賴程度,即使很不情願,加入 "Chip 4" 并實施對華電子半導體産業發展限制舉措在所難免,作爲利益交換,美國允許三星電子和 SK 海力士在中國大陸晶圓廠繼續購買美國先進的半導體設備。從過去半年多的情況來看,雖然有諸多 " 漏洞 " 和在華利益限制,韓國也在半推半就地發揮着 "Chip 4" 成員的作用。
不止限制中國半導體制造業發展,美國對中國本土産業鏈下遊的電子系統,特别是高性能計算應用的限制接踵而至。在全球,特别是美國人工智能(AI)發展如火如荼的 2022 下半年,爲了阻止中國在這方面的前進,美國政府禁止英偉達和 AMD 等 GPU 大廠向中國大陸企業銷售高性能的 GPU,沒有相應的芯片,阿裏、騰訊,以及相關科研院所無法組建自家的高性能 AI 計算系統,從而使中國大陸整體 AI 研發進展落後于美國,而且持續禁售的話,這種差距會越拉越大。
進入 2023 年以後,美國政府一直在關注中國本土 AI 産業的發展進程,它們要保證這裏的發展水平和速度明顯慢于美國本土企業的。看到禁售以英偉達 A100 和 H100 爲代表的高性能 GPU 後,中國本土相關企事業單位依然有辦法獲得相應算力和系統,美國政府于近期又出新招,它們可能會進一步限制銷往中國大陸的 GPU 和 CPU 種類,據悉,英偉達特供給中國大陸的 A800 和 H800 也可能被列入限售清單,同時,美國政府還禁止亞馬遜和微軟等美國大型雲服務供應商向中國本土企業出租雲計算服務,想徹底掐死中國 AI 等高性能計算發展之路。
02
中國防守
由于美國在半導體設備、工具、技術等方面處于全面領先地位,在對中國大陸實施各種限售政策的情況下,中國隻能處于防守态勢。
典型代表就是華爲,在 2019 和 2020 年被各種限制後,該公司各項業務中受影響最大的就是手機,2019 年,其全年總營收 8000 多億人民币,而 2021 年,直接下滑到 6000 多億,手機業務消失了 2000 多億的營收,同時,在幾個發達國家的電信設備業務也受到了很大影響,又恰逢疫情,雪上加霜。爲了自救,華爲開辟了多條新業務線,包括汽車、農業、礦業等以前從未觸及的産業,華爲開始開發這些領域需要的設備和系統,目前來看,該公司在新能源汽車領域的發展速度較快,銷售業績不錯,在業内形成了影響力。
同時,華爲還在整合中國本土半導體産業鏈,以發展半導體設備和芯片制造,争取能在盡量短的時間内減少對美日歐相關企業的依賴。
不止華爲,中國本土衆多半導體設備,以及芯片設計企業(特别是 GPU),都在加緊高性能産品的研發進程,争取盡快拿出較爲成熟的高性能芯片,填補上因美國限售而形成的中國本土空白。其實,這是一個難得的商機,無論是先進半導體設備,還是高性能芯片,國内處于嚴重供不應求狀态,誰能先滿足市場需求,拿出過硬的産品,誰就能在新競争環境中處于優勢地位,從而不斷做強做大。
對于美國組建的 "Chip 4" 聯盟,中國就是要給美日韓相關企業更優厚的待遇,以及更高級别的禮遇,讓他們看到在中國發展的廣闊前景,增強他們在這裏發展的信心。資本的嗅覺是最靈敏的,隻要你把該做的做到位,他們是舍不得離開這麽大的生财之地的。
03
攻防戰升級
如前文所述,美國對出口到中國大陸的半導體設備設置了層層限制,從最初的 14nm 制程,到後來的 28nm,再到最近的 45nm,不斷升級,限制範圍一步步擴大。同時,爲限制中國大陸高性能計算設備和系統發展,以 GPU 爲代表的高性能處理器也越來越難獲得。
在這樣的背景下,中國政府于近期連續出招,首先是頒布法令,限制相關企事業單位的 IT 設備和系統購買和使用來自美光公司的存儲芯片,然後就是最近的這一次,限制镓和鍺及其某些化合物出口。
對于中國這一舉措,布魯塞爾智庫 Bruegel 的研究員 Simone Tagliapietra 認爲,西方至少需要 10 年時間才能去除中國相關礦物供應鏈的風險,這的确是一種不對等的依賴關系。
如果說在 2020 年和 2021 年,美國對中國半導體業發展進行全面限制初期,中國大陸相關方還存有某種 " 幻想 ",認爲那隻是短期行爲的話,到了 2023 年,類似幻想基本消除了。面對美國限購政策的不斷升級,中國必須要采取一些反制措施了。從目前的情況來看,對美光存儲芯片的限制,以及限制镓和鍺出口,還是很節制的,盡量避免 " 傷及無辜 ",其影響力也是相對有限的。
接下來,如果美國政府再出幺蛾子的話,中國肯定會有進一步的反制措施,而且力度也會增加。具體措施是什麽,隻能拭目以待了。
04
兩難
從過去三年美國陸續推出的限制政策和措施來看,越是新推出的政策,涉及的産品先進性越低,客觀上講,單一政策對中國的負面影響力在減弱,但是,這些政策和措施對美國相關企業的負面影響卻在增加,原來隻限制 14nm 制程設備,或最先進的 GPU 芯片,後來擴展到 28nm、45nm,以及中等算力水平的 GPU,這使得美國相關企業在中國大陸的營收來源不斷縮窄,對此,相關企業與美國政府的分歧越來越大。因此,随着美國不斷推出限制出口新規,需要平衡的關系也越來越多,難度也在提升。
對于中國而言,中短期内也是越來越難,因爲随着美國限制政策一步步升級,不隻是先進制程設備和處理器,相對成熟制程設備和中等算力水平的處理器也無法獲得,而短期内本土産品還難以頂上,這些對中國本土先進芯片制造,以及高性能計算設備和系統搭建來說,挑戰在逐步增大,而本土産業升級又需要時間,在這一段時間内,産業相關方,特别是晶圓廠和系統廠商的日子是很難的。不過,這些難處隻限于中短期,長期來看,當中國本土産業越來越适應美國的限購,且先進半導體設備和高性能芯片逐步發展起來以後,是利好的。
對于美國不斷出招,在當下給美國自己和中國造成的兩難困境,相信雙方都已經意識到了。有一種說法認爲,進入 2023 年以來,美國持續給中國施壓(包括但不限于電子半導體領域),就是要在近期的高層談判中(美國國務卿和财政部長先後訪華),以盡量小的代價,獲得更多利益。美國的做法有點兒像電商促銷,先提價,後打折,讓消費者形成占便宜的錯覺。
以上說法,有一定道理,但恐怕情況更複雜,最起碼在電子半導體領域,美國打算打持久戰,要堅決抑制中國大陸技術水平的提升。不過,由于美國自己也處于越來越難的境地,估計在對華半導體限制方面,施壓力度可能會有短期調整,給自身解壓。