美国“设卡阻挠”中国再造台积电、ASML

来源:腾讯科技 #实体清单# #芯片禁令#
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【编者按】本文作者美国凯腾律所合伙人韩利杰,编辑郑可君、苏扬,首发于腾讯科技,集微网经授权转载。

12月2日,美国对中国芯片新一轮禁令的靴子终于落地。

美国商务部公布两份最新的出口管制文件总计210页,涉及具体的出口管制条例调整和实体清单明细更新,其中实体清单涉及中、日、韩140家企业,中国芯片企业占130多家,名单就长达58页,本月内生效。

本轮出口管制条例调整有两大主题:限制中国获得尖端高算力的人工智能芯片,遏制中国的先进芯片制造能力。此前盛传台积电将断供大陆7nm AI芯片的代工服务,此次未直接提及。

此前,由于多家外媒的吹风,业内对禁令早有预期,但真正落地公布之后,大家的反应还是各不相同——当晚,应该所有的同行都在给客户们梳理公告信息,机构和媒体也在朋友圈、群聊里面逐一核实实体清单对应的公司,而此前盛传会上榜但最终未出现在名单中的企业,则可以长舒一口气。

那么,如何准确地理解这一轮“芯片禁令”,它对中国芯片产业会带来什么?我可以先从“禁令”本身看起。

2023年英伟达的核心产品H100 GPU,物料成本接近3000美元

2024版“芯片禁令”的三板斧

过去几年,美国商务部工业与安全局(BIS)都是在10月发布对华半导体管制新规,今年受到选举影响,规则悬而不发,也引发行业诸多猜疑,其中包括广为猜测的台积电代工中国大陆设计芯片的红线——Die Size<300mm²、不能使用CoWoS封装和HBM,晶体管数量<300亿颗等等。

12月2日,美国感恩节后的周一工作日,BIS一早就颁布新规,不出意料地对今年的几个主题——“人工智能”、“先进制造设备”等管制一一进行强化,对规则进行细化。此时,距离特朗普2.0时代,剩下不到2个月时间。

本次出口管制条例更新,强化了对高带宽内存(HBM)的管制措施,主要针对人工智能领域,可以视为对2022年10月、2023年10月的升级。

HBM芯片是人工智能算力中心广泛使用的存储器,先进的GPU芯片,通过CoWoS等先进封装技术,配备HBM芯片,大幅提升并行计算的带宽,同时降低GPU集群的计算能耗。

之前有很多机构做过H100的BOM成本分析——总成本3000美元,6颗HBM芯片的成本就达到了1500美元。

SK海力士公司生产的HBM3e芯片

2022年-2023年,中国GPU产业发展较快,部分企业开始排队上市,一些主流产品开始导入HBM芯片,因此HBM芯片也成了管制对象。本轮新规增加了数个管制号码(ECCN),对HBM芯片本身和相关设备技术一并管制。目前,该类芯片制造商以韩国、美国企业为主。

在新的“禁令”当中,HBM的定义不再以18纳米工艺制程为标准,而以密度为指标,即存储单元面积小于0.0019微米或存储密度大于每毫米0.288Gb/mm²的DRAM,限制范围比之前的18纳米这种宽泛的的标准更加严格、精细化。

按照管制的规定,HBM芯片如被用于先进计算、人工智能训练则需要出口许可证。

在这个背景下,一方面许可证难以获得,可能会部分重现2022-2023年英伟达芯片“一卡难求”的情况。另一方面,进口HBM芯片制造设备难度也会加大。

除了对HBM的限制,新规还增加两个新的外国直接产品规则(FDPR)——半导体制造设备FDPR和脚注5 FDPR,适用于先进芯片制造设备,是对中国先进制程芯片制造的进一步合围

自2021年起,美国对荷兰光刻机出口中国多有干涉,经过数年,美日荷的设备管制基本同步。过去,按照美国出口管制规则,外国产品出口到中国,通常当其中含有受到美国许可证管控的成分合计超过总价值25%才需要获得美国许可证。

按此次半导体制造设备FDPR,不管是德国、韩国、中国制造的设备,只要使用了特定的美国技术和软件或者含有利用美国技术或软件的部件,也受到相应限制,其范围急剧扩张,对全球设备企业的震慑效果空前。不仅进口受限,国产自研也会受限。

脚注5名单的FDPR只针对特定的十多家中国企业,打击范围还有限,但按照过往惯例,名单的扩大只是时间问题。

此外,用于先进芯片制造的设计工具(EDA)的限制也被加强。EDA工具虽然早就被严控,但由于是软件的特殊性,管制难免鞭长莫及,此次对于使用EDA的授权密钥、先进制程设计用途进行审查,属于对该领域的管控加强。

大众视角来看,HBM、FDPR的感知度不是那么明显,130多家中国企业一次性被列入实体清单对感官的刺激更加突出——其数量和范围史无前例,可以视为拜登下台前的总结算。

美国商务部对实体清单的更新,比对出口管制条例更新更加频繁,一直是保持滚动更新的状态。

据不完全统计,整个2024年实体清单更新就有近10次,覆盖全球接近500个实体,中国相关主体超过50%。每次实体清单企业大都有一个或数个主题,2022年以来多是人工智能企业,2024年开始以涉俄为主,而12月2日这批企业聚焦到先进芯片制造。

本次实体清单覆盖了100多家中国芯片企业,也被业内戏谑的调侃为“光荣榜”,包括北方华创这样的设备企业,也包括武汉新芯这样先进制造龙头,给中国芯片制造企业进口海外产品、设备、技术、软件造成障碍。

“先抑后扬”的一年

2022年、2023年,美国连续推出针对中国芯片制造、人工智能的重磅管制政策。不过,过去几年以GPU为代表的中国芯片设计、制造和先进封装技术等仍然在稳步发展。

所以,拜登政府选择在下台前,延续过去几年的管制逻辑,并对管制条款整体进行升级,手段精准,对国际供应链、中国自研进度都将造成深远影响。

美国不断的升级管制措施,也说明中美科技竞争的核心是半导体产业,而半导体产业链中,虽然人工智能是当下和未来竞争的焦点,但人工智能为表,芯片制造为里,后者仍然是最重要的环节,也是竞争的基础。

从全局的视角来看这一年的出口管制,美国对华出口管制政策虽然更为成熟,但上半年到11月份美国大选,基本上是静水深流。直到大选后,市场上传闻不断,注定了在权力交接前,新一轮政策会推出。

2024年的政策明显延续了前几年的主题——“人工智能”“先进制造”“俄乌冲突”“华为”,具体的管制政策、黑名单、跨国联合行动,都围绕前面几个主题展开。

2022年10月起,人工智能和先进制造成为对华管制的焦点,美国对人工智能算力芯片的出口限制几经修改,而先进制造则是牵一发而动全产业,光刻机的销售直接影响中国的芯片制造能力。此外,2024年也加入了几个新的关键词,即“量子计算”和“联网汽车”。

“量子计算”早在2018年就被美国政府列为新兴战略科技,虽然当前技术尚未成熟,但美国2024年5月将中国的量子技术企业列入实体清单,限制获得美国技术和设备,为未来的技术竞争埋下伏笔。就“联网汽车”而言,美国BIS在9月发布草案,计划对中、俄的联网汽车相关软硬件进行限制,一旦生效就意味着巨大的美国市场对中国的车联网硬件、软件系统企业关上大门。

而华为作为中国领先地位的科技公司,其强大的国际竞争力一直被美国忌惮,虽然在2024年新规中已经不是中心位置,但一直是美国出口管制监控的重点之一。

总体而言,2024年是管制步步深入的一年,前十个月波澜不惊,看似没有重磅炸弹,但目标清晰,规则越发严密。随着12月2日这一轮新规则发布,管制力度达到了2024年最高潮。

层层加码背后:抓大放小不伤自己人

2022年10月7日,美国对中国先进芯片制造进行管制,被业内称之为“1007新规”。

在这一阶段,中国芯片制造企业进口先进制程即14/16纳米逻辑芯片、128层或以上的NAND存储芯片、18纳米或以下的DRAM芯片的美国设备需要许可证。当时最关键的设备是阿斯麦的光刻机,只要光刻机被卡,就无法生产。

2023年10月17日,美国商务部还更新了半导体设备的相关限制,针对波长193nm、分辨率小于45nm的DUV设备修改了最低比例规则(0%最低比例门槛),要求相关设备只要包含受控物项超过0%,就受美国管制。

另外,对于光刻机套刻精度的DCO值,新规也做了明确的限制,小于等于2.4nm即需要受到管制(先前为1.5nm),与日本与荷兰在当年5月23日和6月30日分别发布的管制标准对齐、加码。

到了2024年,荷兰、日本不但对齐美国的出口管制标准,也在不同程度的加码,比如荷兰已经将光刻机的许可标准从1980i,直接扩大到1970i这种更早的型号。

美国商务部的出口管制既有层层加码的意味,也是典型的“两手抓”——既限制制造,也限制购买。

不过,美国对中国先进芯片进行出口管制,像H100、H200这种高性能产品无法正常出口,反而促进了中国算力芯片设计公司的发展,但受限于国内先进制造的目前的水平,中国AI芯片公司只能在台积电、三星制造。

11月份,有消息称台积电拒绝为中国GPU设计企业代工,随后也有消息称三星态度亦是如此,皆因收到美国政府的信函。

逻辑上,这是美国管制升级的举措,但此举并非通过颁布新规则,而是通过向代工企业发告知函的简易形式开展,具体的对照的标准,即2023年10月管制规定当中对于芯片算力的限制,具体如下:

*2023年出口管制条例中关于芯片算力和性能密度的说明

据了解,11月份,台积电、三星等代工巨头就已经按照上述标准,对前来代工的中国芯片设计公司进行摸底,以区分人工智能芯片和其他类别芯片,目前人工智能之外的尖端芯片代工未受到影响。

此外,中国的造车新势力、手机厂商,在先进芯片设计上也有相应突破,也需要台积电代工,但此类智驾芯片,手机SoC通常不会满足上述人工智能芯片的算力限制指标,预计可以正常代工、量产。

总体来说,美国对于中国半导体产业的限制是一个长期策略,出口管制条例也是按年度回顾更新,行业内外都需要认知到,其看中的是对中国相关产业长期的削弱能力,对于特定企业如台积电代工AI芯片进行限制,不一定能取得很好的长期收益。所以在这一点上,美国的管制表现为动态性、精准性,比如限制HBM芯片出口,但采用HBM芯片的英伟达H20这样的GPU产品,只要性能密度合规,则可以正常出口,所以在我看来,这是一种抓大放小,不伤自己人的策略。

还有一点,大家也需要认知到,出口管制的动态更新的过程中,很多企业已经适应了这种环境,前期也在通过囤积设备等形式提前应对,这其实也反映出了中国芯片产业的韧性。从与从业者的交流来看,普遍的态度是这种管制会变相加速国产自研进度,之前的SoC、现在的GPU都在用行动证实这一点。所以,面对现在层层加码的出口管制,也不需要绝对的悲观。

注:本篇任何事实和观点与任职的机构无关,仅代表个人


责编: 爱集微
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