在当今全球科技竞争激烈的舞台上,芯片无疑成为了核心战略资源,其掌控权的争夺关乎着一个国家在高科技领域的兴衰荣辱。
美国,作为全球科技领域的老牌强国,凭借其在芯片技术研发、制造设备以及产业生态等多方面的先发优势,妄图通过一系列的限制措施来遏制其他国家尤其是中国在芯片技术领域的崛起。
而台积电,这家在全球芯片代工领域占据举足轻重地位的企业,被卷入了这场中美芯片博弈的漩涡中心。
美国一纸命令,竟让中国大陆的AI 芯片公司被台积电拉黑7nm及更先进制程工艺。
据环球网报道,美国商务部向台积电施压,要求其停止向中国大陆客户供应7nm及更先进制程的AI芯片。美国指令刚出,台积电便迅速响应,众多中国AI芯片公司已收到断供通知。
这一事件看似突然,实则是美国长期以来推行其芯片霸权战略的又一关键举措。
明明是美国的政令,台积电为何如此顺从?
这背后有着错综复杂的利益关系和技术依赖因素。
首先,台积电对美国公司订单有着高度依赖,其 70%的营收源于美国订单。美国众多顶尖科技企业如苹果、高通、特斯拉、英伟达等,均将其核心芯片的代工业务交予台积电。苹果的 A 系列芯片为其 iPhone 等智能设备提供了强大的性能支撑;高通的骁龙系列芯片广泛应用于全球众多安卓手机品牌,在 5G 通信芯片领域占据重要地位;特斯拉的智能驾驶芯片则是其电动汽车自动驾驶功能的关键所在;英伟达的 AI 算力芯片更是在人工智能计算领域独领风骚。这些企业的订单对于台积电而言,像生命线一般重要,一旦得罪美国,失去这些订单,台积电的营收将遭受重创,企业的生存与发展将面临巨大危机。
再者,台积电自身芯片代工技术受美国制约。在现代芯片制造工艺中,光刻机是最为关键的设备之一,尤其是生产 7nm 以下 AI 芯片所需的阿斯麦 EUV 光刻机。而阿斯麦光刻机的核心光源技术来自美国,这就意味着美国通过控制阿斯麦,间接控制台积电的技术命脉。没有美国的技术投喂,无论是阿斯麦还是台积电,都难以在先进芯片制造工艺上取得如今的成就。美国在芯片技术领域的这种技术封锁和控制手段,使得台积电在面对美国的政令时,几乎没有反抗的余地。
此外,台积电创始人张忠谋早在 20 世纪 60 年代加入美国籍,且主要大股东多为美国资本。如美国花旗集团是其第一大股东,持股超 20%,前六大股东机构中有三家是美国财团。这种企业高层的国籍背景以及股权结构,使得台积电在战略决策和企业运营过程中,不得不充分考虑美国的利益和意愿。从某种程度上说,台积电已深度绑定美国,成为美国芯片产业战略布局在全球的重要一环。
中国大陆被断供 7nm 的 AI 芯片影响深远。
这类芯片即高端 GPU,是人工智能、超算平台等尖端科技的核心引擎,能产生强大算力。
在人工智能领域,高端 GPU 对于深度学习算法的训练和推理过程起着决定性作用。深度学习模型需要处理海量的数据,如在图像识别、语音识别、自然语言处理等应用场景中,数据量呈爆炸式增长。
高端 GPU 凭借其大规模并行计算能力,可以快速地处理这些数据,加速模型的训练过程,提高模型的准确性和性能。
例如,在图像识别任务中,使用高端 GPU 可以在短时间内对大量的图像数据进行特征提取和分类,从而实现快速准确的图像识别,这在安防监控、自动驾驶、医疗影像诊断等领域有着广泛的应用。
在超算平台方面,高端 GPU 更是不可或缺的核心组件。超级计算机被广泛应用于科学研究、气象预报、石油勘探、航空航天等诸多领域。
在科学研究中,如高能物理研究中对粒子碰撞数据的模拟分析、生物医学研究中对蛋白质结构的模拟计算等,都需要超级计算机强大的计算能力。而高端 GPU 的加入,可以显著提升超级计算机的浮点运算速度,大幅缩短计算时间。
以气象预报为例,超级计算机需要处理全球范围内的气象数据,包括大气温度、湿度、气压、风速等多个变量,通过复杂的数值模型进行模拟计算,从而预测未来的天气变化。高端 GPU 的并行计算能力可以加速这些计算过程,提高气象预报的准确性和时效性,为人们的生产生活提供更可靠的气象服务。
缺了高端 GPU,诸多尖端科技领域突破艰难。如电动汽车智驾系统多依赖英伟达的 GPU 算力芯片,华为之外的中国车企更是如此。
在智能驾驶领域,车辆需要实时处理大量的传感器数据,如摄像头图像数据、雷达探测数据等,通过复杂的算法进行环境感知、路径规划和决策控制。高端 GPU 的强大算力可以确保这些算法的高效运行,实现智能驾驶系统的快速响应和精准决策。没有高端 GPU 的支持,智能驾驶技术的发展将受到严重制约,自动驾驶的安全性和可靠性难以得到保障。
而且,人工智能、超级计算机看似遥远,实则与日常生活息息相关。从人脸支付、智能辅助驾驶到天气预报,甚至石油勘探、航空航天等关键科技发展都离不开 AI 技术。
在人脸支付场景中,当我们在商场、超市等场所进行支付时,摄像头采集我们的人脸图像,然后通过 AI 算法进行人脸识别,验证身份后完成支付过程。这一过程看似简单快捷,背后却离不开高端 GPU 的算力支持,它确保了人脸识别算法能够在瞬间完成复杂的图像特征匹配和身份验证。
在智能辅助驾驶方面,除了前面提到的对驾驶环境的感知和决策控制,像自动紧急制动、自适应巡航等功能也都依赖于 AI 技术和高端 GPU 的运算能力。如果高端 GPU 被断供,这些功能的性能和可靠性将大打折扣,甚至可能无法正常运行,给交通安全带来隐患。
美国此举意在破坏中国科技体系,阻碍其发展。通过限制高端 GPU 的供应,美国试图从源头上切断中国在人工智能、超算等前沿科技领域的发展动力,使中国在全球科技竞争中处于劣势地位,从而维持其自身的科技霸权。
自 2019 年 5 月美国全面制裁华为起,已过去 5 年有余。但中国芯片产业并未被击垮,反而愈发强大。
2024 年上半年,华为销售收入达 4175 亿元,同比增长 34.3%,净利润超 551 亿元,华为手机销量也重回高增长,二季度全球销量 1160 万台,同比增长 49%,凭借自研技术与国内芯片制程工艺突破重返 5G。华为在面对美国的制裁时,没有选择坐以待毙,而是加大了在芯片研发领域的投入,积极探索自主创新的道路。例如,华为在芯片架构设计方面不断优化,通过自研的达芬奇架构,提高了 AI 芯片的性能和能效比。同时,华为还加强了与国内芯片产业链上下游企业的合作,共同攻克芯片制造工艺中的难题。
美国制裁前,中国是芯片纯进口国,年花费超 2 万亿元,如今中芯国际已成为全球第三大芯片代工厂。
中芯国际在过去几年中,不断加大研发投入,提升自身的芯片制造工艺水平。从早期的成熟制程工艺逐步向先进制程工艺迈进,虽然在 7nm 及以下先进制程工艺方面仍面临一些挑战,但在 14nm 等制程工艺上已经实现了量产,并在市场上取得了一定的份额。
上海华虹、晶合集成、北方华创、紫光展锐等众多优秀企业也纷纷崛起。
上海华虹在特色工艺芯片制造方面具有较强的实力,如在模拟芯片、功率芯片等领域有着丰富的生产经验和技术积累;
晶合集成专注于晶圆代工业务,在显示驱动芯片等领域取得了不错的成绩;
北方华创作为国内领先的半导体设备制造企业,为国内芯片制造企业提供了关键的设备支持,其研发的刻蚀机、薄膜沉积设备等在国内芯片生产线中得到广泛应用;
紫光展锐在芯片设计领域表现突出,其设计的手机芯片、物联网芯片等产品在市场上具有一定的竞争力。
这些企业的蓬勃发展,使得中国从纯进口国转变为仅次于美国的全球第二大芯片出口国,截至 2024 年 9 月,芯片出口额超 9300 亿元,涨幅 21%。
当前,全球 90%的成熟芯片产品中国已能自主制造,仅尖端光刻机尚待攻克。
在成熟芯片制造领域,中国已经建立起了相对完善的产业链体系,从芯片设计、制造到封装测试等环节,都有众多企业参与其中,并且在技术水平和生产能力上都有了显著的提升。
可是,在尖端光刻机方面,由于其技术难度极高,涉及到光学、机械、电子等多个学科领域的前沿技术,且受到国外技术封锁的影响,中国仍面临较大的挑战。
荷兰阿斯麦公司在 EUV 光刻机领域占据着绝对的垄断地位,其技术研发和生产制造过程高度保密且受到美国等国家的政治干预,使得中国难以获取相关技术和设备。
一旦补齐光刻机短板,中国有望建成全球最完善、最独立的超级芯片工业体系,彻底摆脱美国的卡脖子困境。
中国政府和企业已经充分认识到光刻机技术的重要性,正在加大在这一领域的研发投入和资源整合。
例如,国家成立了专项科研基金,支持科研机构和企业开展光刻机技术攻关项目;企业之间加强了产学研合作,共同推进光刻机技术的研发和创新。
同时,中国还在积极探索新的光刻技术路线,如多光子光刻技术、纳米压印光刻技术等,试图通过技术创新来突破传统 EUV 光刻机技术的瓶颈。
美国的技术封锁从未成功过,从过往的原子弹、导弹、航母到天宫空间站、北斗卫星导航、嫦娥登月工程等,如今的芯片战,只会促使中国坚定走独立自主研发之路。
在历史上,美国等西方国家曾多次对中国进行技术封锁,但中国凭借着自身的智慧和努力,一次次突破困境,实现了科技领域的重大突破。
在原子弹研发过程中,中国科学家在艰苦的条件下,独立自主地开展研究工作,攻克了核燃料制备、反应堆设计、核弹头设计等一系列关键技术难题,最终成功研制出原子弹,打破了西方国家的核垄断。
在航天领域,从“两弹一星”到载人航天工程,再到天宫空间站的建设,中国航天人在面对国外技术封锁和资源限制的情况下,通过自主创新,逐步建立起了具有中国特色的航天工业体系,实现了从航天大国向航天强国的转变。
待解决 EUV 光刻机技术难题,中国有望一跃成为全球最强的超级芯片大国,在全球芯片产业格局中占据主导地位,实现科技领域的伟大跨越与崛起。