自2020年以来，为了限制中国半导体产业的发展,美国政府采取了一系列行动,从组建"美日荷三方联盟"限制对华光刻机出口,到修改芯片出口规则,再到出台《芯片法案》提供数百亿美元补贴,力图牢牢掌控全球先进芯片制造领域的主导权。这一连串的动作,终于让美国在先进芯片制造上占据优势地位。
根据权威机构预测,到2032年前,全球10nm以下先进芯片将有30%由美国制造,而中国制造仅占2%。这个预测并非空穴来风,主要源于台积电、三星等芯片巨头在美国投资建厂,加上英特尔等本土厂商的支持,使得美国芯片制造能力大幅提升。
但这并不意味着中国在先进芯片领域已经彻底失去追赶的机会。当前,中国芯片产业仍面临诸多挑战,从设计到制造的各个环节都受到美国的严格管控。不过,随着新一代制造工艺的出现以及中国自主创新能力的不断增强,中国在某些特定领域突破美国封锁的可能性并非完全没有。
一、美国出手遏制中国半导体产业发展
2020年,在特朗普政府的主导下,美国出台了一系列限制措施,旨在遏制中国半导体产业的发展。其中最关键的,就是限制光刻机等关键设备出口到中国。
光刻机是芯片制造的关键设备,也是半导体产业的"命脉"。没有光刻机,芯片制造是无法进行的。特朗普政府意识到这一点,因此决定组建"美日荷三方联盟",并限制这些国家向中国出口先进光刻机。这一措施直接打击了中国芯片制造的基础。
除此之外,美国还修改了芯片出口管制规则,将更多芯片列入管制范围,并加大执法力度。同时,美国还推出了《芯片法案》,提供数百亿美元补贴,力图吸引台积电、三星等芯片巨头在美国投资建厂,从而牢牢掌控全球先进芯片制造的主导权。
在这一系列遏制措施的推动下,美国芯片制造业迅速崛起。据预测,到2032年前,全球10nm以下先进芯片将有30%由美国制造,而中国制造仅占2%。这意味着,美国在先进芯片制造领域已经占据了绝对优势地位。
二、台积电、三星加码在美投资 美国控制先进芯片制造主动权
美国能在先进芯片制造上取得如此优势,关键在于它成功引导了台积电、三星等芯片制造巨头在美国大规模投资建厂。
2022年,台积电宣布将在美国追加250亿美元投资,新建第三座晶圆厂。这意味着,台积电在美国的投资总额将超过400亿美元。而三星也宣布将在德州新建一座晶圆厂,用于大规模生产2nm芯片。
这些芯片巨头纷纷在美国大规模投资建厂,主要出于两个原因:一是美国政府提供了大量补贴,从而降低了在美国投资的成本;二是美国政府在芯片出口管制等方面施加的压力,迫使这些企业不得不在美国本土投资建厂,以确保自身产品能够进入美国市场。
在这些芯片制造商的支持下,美国的芯片制造能力得到了大幅提升。2022年,美国芯片产能在全球占比只有10%,而大部分产能集中在亚洲,主要来自台积电和三星。但随着上述投资计划的陆续落地,美国在先进芯片制造上的优势地位将进一步巩固。
此外,英特尔作为美国本土芯片制造商,在美国政府的大力支持下,也正在加快在美国的投资步伐。这使得美国的芯片制造产业链更加完整,在先进芯片制造上的主导地位更加牢固。
三、中国芯片产业面临严峻挑战 成熟工艺成为重点
相比于美国在先进芯片制造上的崛起,中国芯片产业目前面临着诸多挑战。这主要体现在以下几个方面:
首先,中国在芯片设计和制造各个环节都受到了美国的严格管控。从设计到制造的各个环节,中国均受到美国出口管制的严密监管,这使得中国芯片产业的发展蒙受巨大阻碍。
其次,中国在先进制造工艺上与全球领先水平仍存在一定差距。虽然中国在部分领域如28nm及以上工艺制造方面已经具备了较强实力,但在10nm及以下的先进工艺上,中国仍需进一步追赶。
再次,中国的芯片产业链仍存在一些短板。相比于美国、韩国、台湾等地区,中国在关键设备、材料、制程等方面的自主创新能力还有待进一步提高。这使得中国芯片产业在产业链的各环节仍需依赖进口。
面对上述困境,中国芯片产业的重心正在逐步转向成熟工艺的制造。虽然在先进制程上暂时无法与美国抗衡,但在成熟工艺制造上,中国已经积累了一定优势,可以在某些领域取得突破。
不过,即便如此,中国芯片产业在先进制程上与美国之间的差距仍然很大。除非中国能够在新一代制造工艺上实现突破,否则在可预见的未来,中国很难弯道超车,缩小与美国在先进芯片制造上的差距。
四、中国芯片产业仍存机会 自主创新或成关键
尽管中国在先进芯片制造上目前存在较大劣势,但并不意味着就此失去了追赶的机会。
首先,随着新一代制造工艺的不断出现,这为中国追赶美国提供了可能。目前,传统硅芯片制造工艺已接近物理极限,整个行业都在寻求新的赛道。如果中国能在新一代制造技术上取得突破性进展,绕开美国对关键设备的管控,就有机会重新缩小与美国的差距。
比如,中国正在大力发展基于碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等新材料的芯片制造工艺。这些新材料具有更好的性能指标,在功率电子、5G等领域有着广阔应用前景。一旦中国在这些新工艺上取得突破,就有可能在某些特定领域反超美国。
另一方面,中国芯片产业的自主创新能力也正在不断增强。近年来,中国在芯片设计、工艺制造等方面取得了一系列重要进展,部分技术已达到国际先进水平。如果中国能持续加大自主创新投入,不断提升核心技术水平,也有望在某些领域缩小与美国的差距。
不过,需要看到的是,即便在新工艺和自主创新方面取得突破,中国在先进芯片制造上追赶美国仍然任重道远。美国在这一领域已经建立了相当成熟的产业生态,拥有完整的产业链配套,这是中国短期内难以复制的。
因此,中国在推进芯片产业发展的道路上,需要坚持自主创新,同时注重在特定细分领域寻求突破,争取在新兴技术上率先取得进展。只有这样,才能在美国遏制下,为中国芯片产业开辟新的发展空间。
五、美国遏制中国不可能完全阻挡其芯片发展
尽管美国通过一系列手段牢牢掌控了先进芯片制造的主导权,但也不可能完全阻挡中国芯片产业的发展。
首先,中国的芯片需求不会因美国遏制而消失。作为全球第二大经济体,中国在信息通信、工业制造、汽车电子等各个领域有着旺盛的芯片需求。即便无法获得最先进的芯片,中国也仍需依赖成熟工艺芯片满足内需。这为中国芯片产业的发展提供了一定空间。
其次,中国在某些细分领域仍有机会实现突破。比如在碳化硅、氮化镓等新材料芯片技术,以及集成电路设计、先进封装测试等环节,中国均有望取得一定进展。这些进展,可能会在某些特定应用场景上弥补中国在先进制造工艺上的劣势。
再次,全球产业链分工的趋势并未改变。尽管美国试图将关键环节集中在自身,但芯片产业的全球分工格局仍难以根本性改变。中国仍可凭借自身的制造优势和市场规模,在产业链的某些环节发挥重要作用。
最后,中美两国在科技创新领域存在一定依赖性。美国虽然试图切断中国对关键技术的获取,但考虑到两国在基础研究、人才培养等方面的密切联系,这种做法并非完全可行。只要中美科技交流渠道保持畅通,中国就仍有机会通过自主创新弥补在先进制造上的短板。
总的来说,美国遏制中国半导体产业发展的努力,确实在一定程度上撼动了中国的追赶步伐。但只要中国坚持自主创新,持续加大投入,在特定领域寻求突破,就仍有机会缩小与美国的差距,实现追赶。这需要中国坚持战略定力,推动芯片产业实现高质量发展。