【文/觀察者網 呂棟 編輯/周遠方】
在半導體等先進技術領域，美國頻繁用行政手段幹預正常的市場競争。前幾天，拜登剛簽署了2800億美元的晶片法案，限制半導體巨頭們對華投資，轉眼美國商務部又對幾項新技術進行出口管制。
當地時間8月12日，美國商務部工業和安全局（BIS）釋出公告，稱出于國家安全考慮，将四項“新興和基礎技術”納入新的出口管制。這四項技術分别是：能承受高溫高電壓的第四代半導體材料氧化镓和金剛石；專門用于3nm及以下晶片設計的ECAD軟體；可用于火箭和高超音速系統的壓力增益燃燒技術。
盡管BIS并沒有直接提到中國，但彙業律師事務所進階合夥人楊傑向觀察者網指出，中國現在屬于被美國列為國家安全管控的國家之一，隻要技術和物項被美國政府列入出口管制目錄，大機率就會對中國的出口設定限制，比如美國企業對華出口需要許可證等，這實際上會造成中美在半導體領域裡進一步脫鈎。
圖源：BIS
美國商務部副部長艾倫∙埃斯特韋斯（Alan Estevez）在公告中宣稱，美國進行出口管制是為了讓“全球各地的公司能在一個公平的競争環境中運作”。他提到，科技進步使得半導體和發動機等技術運作的更快、更高效和更耐用，甚至可以在更惡劣的條件下運作，這可能使它們成為商業和軍事領域“遊戲規則”的改變者。
BIS在公告中聲稱，将四項支援生産先進半導體和瓦斯渦輪發動機的技術納入出口管制，是《瓦森納協定》42個參與國在2021年12月全體會議上達成一緻的結果。此外，美國還在管控更多的技術，包括用于半導體生産的裝置、軟體和技術，這些管控已超出《瓦森納協定》中商定的項目。
盡管美國打着42個國家的旗号，但俄羅斯衛星網等外媒早就揭露過，《瓦森納協定》實際上完全受美國控制。當協定中的某一國家拟向中國出口某項高新技術時，美國甚至直接出面幹涉。如捷克拟向中國出口“無源雷達裝置”時，美國便向捷克施加壓力，迫使捷克停止這項交易。
“出口管制是美國在與他國競争過程中的一種手段，”楊傑向觀察者網指出，考慮到中國正加大力度投資半導體，美國為了維持自身優勢，正想法設法阻礙中國半導體産業的發展速度。
對于美國動不動就使用制裁大棒的做法，國外學者曾撰文抨擊，如果美國想要保持其在電子行業的世界上司者地位，可以加大力度投資未來的技術知識，進而與中國相匹敵。那麼，美國為什麼要走制裁路線呢？因為制裁更容易實施，建立一個重視知識的社會更困難。這是晚期資本主義的病态。
在公告中，BIS介紹了四項最新被管制技術的詳細資訊（觀察者網有所補充）。
氧化镓（Gallium Oxide，Ga2O3）和金剛石（diamond）
BIS公告稱，氧化镓和金剛石是可以在更惡劣條件下工作的半導體材料，能承受更高的電壓或更高的溫度，采用這些材料生産出來的裝置具備更高的軍事潛力。
按照材料性質劃分，半導體襯底目前大緻可劃分為四代：
第一代以矽（Si）、鍺（Ge），為代表，主要應用于低壓、低頻、低功率的部分功率器件、內建電路；
第二代以砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等為代表，被廣泛應用于光電子和微電子領域；
第三代以碳化矽（SiC）、氮化镓（GaN）等寬禁帶半導體為代表，在介電常數、導熱率及工作溫度等方面具有顯著優勢，目前已逐漸應用在5G通信、新能源汽車、光伏等領域；
氧化镓、金剛石等被視為第四代半導體材料。
北京科技大學教授李成明曾介紹，氧化镓是一種新型超寬禁帶半導體材料，與碳化矽、氮化镓相比，氧化镓的禁帶寬度達到了4.9eV，高于碳化矽的3.25eV和氮化镓的3.4eV，確定了其抗輻照和抗高溫能力，可以在高低溫、強輻射等極端環境下保持穩定的性質；而其高擊穿場強的特性則確定了制備的氧化镓器件可以在超高電壓下使用，有利于提高載流子收集效率。
美國對第四代半導體等技術實施新出口管制，針對中國嗎？ 從市場調查公司富士經濟2019年6月對寬禁帶功率半導體元件的全球市場預測來看，2030年氧化镓功率元件的市場規模将會達到1542億日元（約人民币92.8億元），這個市場規模甚至超過氮化镓功率元件的規模（1085億日元，約人民币65.1億元）。
目前，針對氧化镓展開研究的各大企業、高校和研究所都對氧化镓的性能寄予厚望，但距離真正實際應用還需要解決很多關鍵的瓶頸問題。研發上遇到的障礙主要有兩方面，一是大尺寸高品質單晶的制作，目前僅有日企研發出6英寸單晶，但還未實作批量供貨。二是氧化镓材料大功率、高效率電子器件還處于實驗室階段的研發，在大規模實際應用方面還有欠缺。
中國科技部今年已将氧化镓列入“十四五重點研發計劃”。而美國目前正從前沿軍事技術布局的角度大力發展氧化镓材料。美國空軍研究實驗室、美國海軍實驗室和美國宇航局，積極尋求與美國高校和全球企業合作，開發耐更高電壓、尺寸更小、更耐輻射的氧化镓功率器件。
需要指出的是，盡管在半導體襯底材料中有代際劃分的說法，但并不能籠統地認為“後一代優于前一代”。第二代、第三代半導體并不能取代第一代半導體，而是根據不同材料的特性，在不同領域應用。
電子計算機輔助設計軟體（Electronic Computer-Aided Design，ECAD）
ECAD是一類用于設計、分析、優化和驗證內建電路或印刷電路闆性能的軟體工具。
BIS公告稱，此次被納入管制範圍ECAD軟體，是專門被用于開發具有全栅極場效應半導體 (GAAFET) 結構內建電路的軟體。
GAAFET半導體結構是實作3nm及以下技術節點的關鍵。該技術使生産更快、更節能、更耐輻射的內建電路成為可能，可以用于推進許多商業和軍事應用，包括國防和通信衛星。
今年6月，三星已使用GAAFET技術量産3nm制程晶片，尚未公布具體客戶名單。而台積電已宣布，3nm制程仍将采用FinFET半導體結構，最早到2nm制程時才會使用GAAFET結構。
曾有半導體行業媒體撰文指出，采用GAAFET半導體結構制造的晶片，性能有望提升25%，功耗降低50%。而使用FinFET結構，性能和功耗的改善大緻都在15%到20%的範圍内。但兩種技術的難度和成本應該并不相同。
美國對第四代半導體等技術實施新出口管制，針對中國嗎？ 元達律師事務所資深顧問詹凱向觀察者網指出，用于開發GAAFET半導體結構的ECAD軟體将被美國添加到新的出口管制分類編号3D006下的商業管制清單（CCL）中。對于在NS列中帶有“X”的國家/地區，出于國家安全 (NS) 和反恐 (AT) 的原因，這将需要出口許可證，包括中國也屬于受限國家。
他認為，美國嚴格限制EDA領域是比較困難的，這将給目前已經面臨嚴重不确定性的半導體産業帶來巨大傷害。本次美國采取的臨時禁令和之前判斷一緻，主要針對的是“3nm及以下”先進制程的ECAD，而不是全産品線和産業鍊均需要使用的EAD産品。從這個角度看，美方“小院高牆”的出口管制政策并沒有改變。
目前，國内已湧現出華大九天、廣立微、概倫電子、芯和半導體等多家EDA廠商。但被視為國産EDA龍頭的華大九天去年曾在招股書中透露，該公司既有模拟電路設計及驗證工具尚不支援16nm及以下先進工藝設計。
美國對第四代半導體等技術實施新出口管制，針對中國嗎？ 圖源：華大九天招股書
壓力增益燃燒技術（Pressure Gain Combustion，PGC）
BIS公告稱，壓力增益燃燒技術在陸地和航空航天領域具有廣泛的應用潛力，涉及應用包括火箭和高超音速系統等。2020年，美國國家科學院曾把壓力增益燃燒等技術列入先進瓦斯輪機十大優先研究領域。該技術利用多種實體現象，包括共振脈沖燃燒、定容燃燒和爆震，導緻穿過燃燒器的有效壓力上升，而消耗的燃燒量相同，有潛力把瓦斯渦輪發動機效率提高10%以上。不過，BIS目前尚無法确認任何正在生産中的發動機使用了這項技術，但已經有大量研究指向潛在生産。
根據BIS公告，對氧化镓、金剛石以及壓力增益燃燒技術的出口管制将自今年8月15日生效，對ECAD軟體的出口管制将在自今年8月15日起60天後生效。
楊傑告訴觀察者網，這四項技術被美國納入新的出口管制後，美國政府可能會設定新的許可證和要求。而BIS所提到的對美國國家安全造成嚴重影響，往往是對美國的軍事優勢存在一定威脅。未來也不排除美國把更多自身掌握一定優勢的新技術和新物項納入出口管制，進而加強對中國的打壓。
他分析指出，美國的出口管制是針對不同的物項和不同的最終使用者設定不同的管制要求。比如同一個半導體材料，如果向英國出口可能就不需要特别的許可證，但如果出口到中國，可能就需要特殊的許可證。甚至也有可能禁止對華出口，像一些被列入實體清單的中國企業，很可能就無法拿到許可證。
“對中國企業而言，如果未來美國在半導體領域加速與中國脫鈎，中國企業一方面可能要加速去美化，也就是說在半導體領域裡，要盡量減少對美國的依賴。另一方面也要注意，供應商中有沒有受到美國制裁的企業，一旦與受到美國制裁的企業進行相關交易的話，可能自己也會受到美國制裁。”楊傑分析稱。
對于美國頻繁動用出口管制等手段打壓中企，中國外交部早就表明過态度：美國動用國家力量，泛化國家安全，不斷濫用出口管制等措施，對他國特定企業進行打壓遏制，這是對自由貿易規則的嚴重破壞，對全球産業鍊供應鍊安全的嚴重威脅，也是對包括美國在内的各國人民福祉利益的嚴重損害。
盡管在目前的大環境下，美國繼續出手打壓中國相關産業的機率很大，但也有業内人士向觀察者網指出，美國能夠使用的手段其實比較有限，不可能像美商務部長雷蒙多所說的那樣，輕易就能讓某家企業“關門”。
首先，全球半導體産業離不開中國半導體産業的配合。荷蘭光刻機巨頭阿斯麥就曾直言，如果美國迫使該公司停止向中國大陸銷售其主流光刻裝置，全球半導體供應鍊将面臨中斷，美國企業也将成為受害者。目前，半導體制造業在東亞的聚集，不僅是美國産業的選擇，也是全球化資源配置最高效的辦法。
第二，美國政府試圖重建本土半導體制造業，不見得符合全部美國資本的立場，甚至也不符合美國勞動者的立場。特朗普執政時期，試圖施壓讓制造業回流美國，但他們很難說服普通人前往汽車制造業、鋼鐵業以及技術含量更高的半導體制造業就業。一是因為半導體制造需要高強度工作，二是人才教育訓練不可能短期完成。
“美國的幹擾會一直存在，但具體作用沒有那麼誇張。”前述業内人士認為，半導體對整個國民經濟和工業發展起着至關重要的作用，中國半導體産業要做好長期艱苦奮鬥的打算，不能急功近利。
“我認為半導體産業并不是人和人的競争，甚至也不是企業之間的競争，而是國家間的競争。”他指出，國内政策對半導體産業的支援力度還遠遠沒有到頭，“比起當年對高鐵、光伏等行業的支援，政策方面還有很多牌可以出，還有很多工作可以做，中國半導體未來還是充滿希望的。”
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