自美国拜登政府推动《芯片与科学法案》以来,已过去两年时间。该法案拨款520亿美元用于补贴,旨在鼓励半导体制造商在美国国内建设产能,并对中国出口芯片相关技术实施广泛限制。目标是实现美国在微芯片方面的自给自足,并阻止中国实现这一目标。然而,这一目标是否已经实现?
美国对中国的限制主要集中在最先进的集成电路(IC)上,这些IC占全球半导体市场的80%以上。IC主要有三种类型:逻辑芯片、DRAM和NAND。这三种芯片在中国均有生产,尽管中国企业在技术和市场份额方面一直在追赶竞争对手,但打入高端市场正变得越来越困难。
芯片制造的成本和复杂性正在迅速上升,而美国的制裁严重限制了中国公司获得生产最先进半导体所需的技术。尤其是节点尺寸小于14纳米的逻辑芯片、小于18纳米的DRAM和128层或更多层的NAND存储芯片。
尽管如此,中国企业在某些领域正紧跟全球领军企业。例如,YMTC的128层3D NAND产品于2021年推出,与竞争对手的产品不相上下。截至2023年10月,世界上最先进的3D NAND存储芯片被发现在YMTC制造的固态驱动器中。
中国可能很快就能同样深入进入DRAM市场,从而推进其对微芯片自给自足的追求。高带宽存储器(HBM)芯片是一种先进的DRAM芯片,制造过程不一定需要尖端的EUV光刻技术,而且HBM芯片通常比传统的10nm以下节点的DRAM芯片更容易生产。这意味着中国可以在没有最新设备的情况下制造自己的版本。
HBM芯片需求量很大,该技术克服了内存传输速度的限制,并允许更高的能源效率,因此它正在成为人工智能模型和高性能计算的首选解决方案。韩国的SK海力士目前生产最先进的HBM芯片,并从人工智能热潮中受益匪浅。但中国公司正在努力追赶:虽然中国大陆在美国注册的传统DRAM和逻辑芯片专利方面落后于韩国和中国台湾,但在HBM专利方面却处于领先地位。
中国政府推动芯片自给自足的努力,也促使中国芯片制造商向本土企业寻求所需设备。因此,北方华创科技集团和中微等设备生产商的收入和利润出现了显著增长。与此同时,芯片设备和零部件在中国的国产化率大幅上升,从2021年的21%上升到去年底的40%以上。
目前主导芯片市场的韩国和中国台湾已对这一切做出了回应,它们增加了产能,尤其是在高端领域,同时保持了较低的海外产能。三星在韩国生产其核心产品——DRAM芯片。在全球半导体产业的竞争格局中,中美芯片自主化进程仍在继续,挑战与机遇并存。
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