12月2日,,美國對中國芯片新一輪禁令的靴子終于落地,。
美國商務(wù)部公布兩份最新的出口管制文件總計210頁,涉及具體的出口管制條例調(diào)整和實體清單明細更新,,其中實體清單涉及中,、日、韓140家企業(yè),,中國芯片企業(yè)占130多家,,名單就長達58頁,本月內(nèi)生效,。
本輪出口管制條例調(diào)整有兩大主題:限制中國獲得尖端高算力的人工智能芯片,,遏制中國的先進芯片制造能力。此前盛傳臺積電將斷供大陸7nm AI芯片的代工服務(wù),,此次未直接提及,。
此前,由于多家外媒的吹風,,業(yè)內(nèi)對禁令早有預(yù)期,,但真正落地公布之后,大家的反應(yīng)還是各不相同——當晚,,應(yīng)該所有的同行都在給客戶們梳理公告信息,,機構(gòu)和媒體也在朋友圈,、群聊里面逐一核實實體清單對應(yīng)的公司,,而此前盛傳會上榜但最終未出現(xiàn)在名單中的企業(yè),則可以長舒一口氣,。
那么,,如何準確地理解這一輪“芯片禁令”,,它對中國芯片產(chǎn)業(yè)會帶來什么,?我可以先從“禁令”本身看起。
2023年英偉達的核心產(chǎn)品H100GPU,,物料成本接近3000美元
2024版“芯片禁令”的三板斧
過去幾年,,美國商務(wù)部工業(yè)與安全局(BIS)都是在10月發(fā)布對華半導(dǎo)體管制新規(guī),今年受到選舉影響,,規(guī)則懸而不發(fā),,也引發(fā)行業(yè)諸多猜疑,其中包括廣為猜測的臺積電代工中國大陸設(shè)計芯片的紅線——Die Size<300mm2,、不能使用CoWoS封裝和HBM,,晶體管數(shù)量<300億顆等等。
12月2日,,美國感恩節(jié)后的周一工作日,,BIS一早就頒布新規(guī),不出意料地對今年的幾個主題——“人工智能”,、“先進制造設(shè)備”等管制一一進行強化,,對規(guī)則進行細化。此時,,距離特朗普2.0時代,,剩下不到2個月時間。
本次出口管制條例更新,,強化了對高帶寬內(nèi)存(HBM)的管制措施,,主要針對人工智能領(lǐng)域,,可以視為對2022年10月,、2023年10月的升級。
HBM芯片是人工智能算力中心廣泛使用的存儲器,,先進的GPU芯片,,通過CoWoS等先進封裝技術(shù),配備HBM芯片,,大幅提升并行計算的帶寬,,同時降低GPU集群的計算能耗。
之前有很多機構(gòu)做過H100的BOM成本分析——總成本3000美元,,6顆HBM芯片的成本就達到了1500美元,。
SK海力士公司生產(chǎn)的HBM3e芯片
2022年-2023年,中國GPU產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,,部分企業(yè)開始排隊上市,,一些主流產(chǎn)品開始導(dǎo)入HBM芯片,因此HBM芯片也成了管制對象,。本輪新規(guī)增加了數(shù)個管制號碼(ECCN),,對HBM芯片本身和相關(guān)設(shè)備技術(shù)一并管制,。目前,該類芯片制造商以韓國,、美國企業(yè)為主,。
在新的“禁令”當中,HBM的定義不再以18納米工藝制程為標準,,而以密度為指標,,即存儲單元面積小于0.0019微米或存儲密度大于每毫米0.288Gb/mm2的DRAM,限制范圍比之前的18納米這種寬泛的的標準更加嚴格,、精細化,。
按照管制的規(guī)定,HBM芯片如被用于先進計算,、人工智能訓練則需要出口許可證,。
在這個背景下,一方面許可證難以獲得,,可能會部分重現(xiàn)2022-2023年英偉達芯片“一卡難求”的情況,。另一方面,進口HBM芯片制造設(shè)備難度也會加大,。
除了對HBM的限制,,新規(guī)還增加兩個新的外國直接產(chǎn)品規(guī)則(FDPR)——半導(dǎo)體制造設(shè)備FDPR和腳注5FDPR,適用于先進芯片制造設(shè)備,,是對中國先進制程芯片制造的進一步合圍,。
自2021年起,美國對荷蘭光刻機出口中國多有干涉,,經(jīng)過數(shù)年,,美日荷的設(shè)備管制基本同步。過去,,按照美國出口管制規(guī)則,,外國產(chǎn)品出口到中國,通常當其中含有受到美國許可證管控的成分合計超過總價值25%才需要獲得美國許可證,。
按此次半導(dǎo)體制造設(shè)備FDPR,,不管是德國、韓國,、中國制造的設(shè)備,,只要使用了特定的美國技術(shù)和軟件,或者含有利用美國技術(shù)或軟件的部件,,也受到相應(yīng)限制,,其范圍急劇擴張,對全球設(shè)備企業(yè)的震懾效果空前。不僅進口受限,,國產(chǎn)自研也會受限,。
腳注5名單的FDPR只針對特定的十多家中國企業(yè),包括福建晉華,、武漢新芯,、中芯國際集成電路制造(北京)有限公司、上海集成電路研發(fā)中心等,,打擊范圍還有限,,但按照過往慣例,名單的擴大只是時間問題,。
此外,,用于先進芯片制造的設(shè)計工具(EDA)的限制也被加強。EDA工具雖然早就被嚴控,,但由于是軟件的特殊性,,管制難免鞭長莫及,此次對于使用EDA的授權(quán)密鑰,、先進制程設(shè)計用途進行審查,,屬于對該領(lǐng)域的管控加強。
大眾視角來看,,HBM,、FDPR的感知度不是那么明顯,130多家中國企業(yè)一次性被列入實體清單對感官的刺激更加突出——其數(shù)量和范圍史無前例,,可以視為拜登下臺前的總結(jié)算,。
美國商務(wù)部對實體清單的更新,比對出口管制條例更新更加頻繁,,一直是保持滾動更新的狀態(tài),。
據(jù)不完全統(tǒng)計,整個2024年實體清單更新就有近10次,,覆蓋全球接近500個實體,,中國相關(guān)主體超過50%,。每次實體清單企業(yè)大都有一個或數(shù)個主題,,2022年以來多是人工智能企業(yè),2024年開始以涉俄為主,,而12月2日這批企業(yè)聚焦到先進芯片制造,。
本次實體清單覆蓋了100多家中國芯片企業(yè),也被業(yè)內(nèi)戲謔的調(diào)侃為“光榮榜”,,包括北方華創(chuàng)這樣的設(shè)備企業(yè),,也包括中芯國際北京、武漢新芯這樣先進制造龍頭,給中國芯片制造企業(yè)進口海外產(chǎn)品,、設(shè)備,、技術(shù)、軟件造成障礙,。
“先抑后揚”的一年
2022年,、2023年,美國連續(xù)推出針對中國芯片制造,、人工智能的重磅管制政策,。不過,過去幾年以GPU為代表的中國芯片設(shè)計,、制造和先進封裝技術(shù)等仍然在穩(wěn)步發(fā)展,。
所以,拜登政府選擇在下臺前,,延續(xù)過去幾年的管制邏輯,,并對管制條款整體進行升級,手段精準,,對國際供應(yīng)鏈,、中國自研進度都將造成深遠影響。
美國不斷的升級管制措施,,也說明中美科技競爭的核心是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),,而半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中,雖然人工智能是當下和未來競爭的焦點,,但人工智能為表,,芯片制造為里,后者仍然是最重要的環(huán)節(jié),,也是競爭的基礎(chǔ),。
從全局的視角來看這一年的出口管制,美國對華出口管制政策雖然更為成熟,,但上半年到11月份美國大選,,基本上是靜水深流。直到大選后,,市場上傳聞不斷,,注定了在權(quán)力交接前,新一輪政策會推出,。
2024年的政策明顯延續(xù)了前幾年的主題——“人工智能”“先進制造”“俄烏沖突”“華為”,,具體的管制政策、黑名單,、跨國聯(lián)合行動,,都圍繞前面幾個主題展開,。
2022年10月起,人工智能和先進制造成為對華管制的焦點,,美國對人工智能算力芯片的出口限制幾經(jīng)修改,,而先進制造則是牽一發(fā)而動全產(chǎn)業(yè),光刻機的銷售直接影響中國的芯片制造能力,。此外,,2024年也加入了幾個新的關(guān)鍵詞,即“量子計算”和“聯(lián)網(wǎng)汽車”,。
“量子計算”早在2018年就被美國政府列為新興戰(zhàn)略科技,,雖然當前技術(shù)尚未成熟,但美國2024年5月將中國的量子技術(shù)企業(yè)列入實體清單,,限制獲得美國技術(shù)和設(shè)備,,為未來的技術(shù)競爭埋下伏筆。就“聯(lián)網(wǎng)汽車”而言,,美國BIS在9月發(fā)布草案,,計劃對中、俄的聯(lián)網(wǎng)汽車相關(guān)軟硬件進行限制,,一旦生效就意味著巨大的美國市場對中國的車聯(lián)網(wǎng)硬件,、軟件系統(tǒng)企業(yè)關(guān)上大門。
而華為作為中國領(lǐng)先地位的科技公司,,其強大的國際競爭力一直被美國忌憚,,雖然在2024年新規(guī)中已經(jīng)不是中心位置,但一直是美國出口管制監(jiān)控的重點之一,。
總體而言,,2024年是管制步步深入的一年,前十個月波瀾不驚,,看似沒有重磅炸彈,,但目標清晰,規(guī)則越發(fā)嚴密,。隨著12月2日這一輪新規(guī)則發(fā)布,,管制力度達到了2024年最高潮。
層層加碼背后:抓大放小不傷自己人
2022年10月7日,,美國對中國先進芯片制造進行管制,,被業(yè)內(nèi)稱之為“1007新規(guī)”。
在這一階段,,中國芯片制造企業(yè)進口先進制程即14/16納米邏輯芯片,、128層或以上的NAND存儲芯片、18納米或以下的DRAM芯片的美國設(shè)備需要許可證,。當時最關(guān)鍵的設(shè)備是阿斯麥的光刻機,,只要光刻機被卡,就無法生產(chǎn),。
2023年10月17日,,美國商務(wù)部還更新了半導(dǎo)體設(shè)備的相關(guān)限制,針對波長193nm,、分辨率小于45nm的DUV設(shè)備修改了最低比例規(guī)則(0%最低比例門檻),,要求相關(guān)設(shè)備只要包含受控物項超過0%,就受美國管制,。
另外,,對于光刻機套刻精度的DCO值,新規(guī)也做了明確的限制,,小于等于2.4nm即需要受到管制(先前為1.5nm),,與日本與荷蘭在當年5月23日和6月30日分別發(fā)布的管制標準對齊、加碼,。
到了2024年,,荷蘭、日本不但對齊美國的出口管制標準,,也在不同程度的加碼,,比如荷蘭已經(jīng)將光刻機的許可標準從1980i,直接擴大到1970i這種更早的型號,。
美國商務(wù)部的出口管制既有層層加碼的意味,,也是典型的“兩手抓”——既限制制造,也限制購買,。
不過,,美國對中國先進芯片進行出口管制,像H100,、H200這種高性能產(chǎn)品無法正常出口,,反而促進了中國算力芯片設(shè)計公司的發(fā)展,但受限于國內(nèi)先進制造的目前的水平,,中國AI芯片公司只能在臺積電,、三星制造。
11月份,,有消息稱臺積電拒絕為中國GPU設(shè)計企業(yè)代工,,隨后也有消息稱三星態(tài)度亦是如此,皆因收到美國政府的信函,。
邏輯上,,這是美國管制升級的舉措,但此舉并非通過頒布新規(guī)則,,而是通過向代工企業(yè)發(fā)告知函的簡易形式開展,,具體的對照的標準,,即2023年10月管制規(guī)定當中對于芯片算力的限制,具體如下:
*2023年出口管制條例中關(guān)于芯片算力和性能密度的說明
據(jù)了解,,11月份,,臺積電、三星等代工巨頭就已經(jīng)按照上述標準,,對前來代工的中國芯片設(shè)計公司進行摸底,,以區(qū)分人工智能芯片和其他類別芯片,目前人工智能之外的尖端芯片代工未受到影響,。
此外,,中國的造車新勢力、手機廠商,,在先進芯片設(shè)計上也有相應(yīng)突破,,也需要臺積電代工,但此類智駕芯片,,手機SoC通常不會滿足上述人工智能芯片的算力限制指標,,預(yù)計可以正常代工、量產(chǎn),。
總體來說,,美國對于中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的限制是一個長期策略,出口管制條例也是按年度回顧更新,,行業(yè)內(nèi)外都需要認知到,,其看中的是對中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)長期的削弱能力,對于特定企業(yè)如臺積電代工AI芯片進行限制,,不一定能取得很好的長期收益,。所以在這一點上,美國的管制表現(xiàn)為動態(tài)性,、精準性,,比如限制HBM芯片出口,但采用HBM芯片的英偉達H20這樣的GPU產(chǎn)品,,只要性能密度合規(guī),,則可以正常出口,所以在我看來,,這是一種抓大放小,,不傷自己人的策略。
還有一點,,大家也需要認知到,,出口管制的動態(tài)更新的過程中,很多企業(yè)已經(jīng)適應(yīng)了這種環(huán)境,,前期也在通過囤積設(shè)備等形式提前應(yīng)對,,這其實也反映出了中國芯片產(chǎn)業(yè)的韌性,。從與從業(yè)者的交流來看,普遍的態(tài)度是這種管制會變相加速國產(chǎn)自研進度,,之前的SoC,、現(xiàn)在的GPU都在用行動證實這一點,。所以,,面對現(xiàn)在層層加碼的出口管制,也不需要絕對的悲觀,。
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2024-08-14 09:15:55臺積電美國廠4年未生產(chǎn)一顆芯片