作者 | 荣智慧

编辑 | 向由

唯物的中国芯片产业深度观察

半导体领域的事儿，越来越“矛盾”。晶体管的通道、软硬件之间的“次元壁”越来越小。而国家之间的“墙”越来越大。在越来越小的领域，英伟达、AMD和台积电赚得盆满钵满。在越来越大的领域，金钱像筹码一样押在跷跷板的两头——一头是美国，身后坐着拉美“后院”伙伴，非洲国家跟随其后；一头是中国，东南亚和南亚正等着溢出的供应链；中国台湾、日本和韩国首鼠两端。更顽固的是消费者，今年大伙儿牢牢捂紧钱包，什么也不想买。随着当选总统特朗普第二任期的逼近，更多的出口禁令、更高的关税、供应过剩和更富创造性的制裁规避方法将在2025年出现。

01

越来越小

按价值计算，半导体现在是世界上交易量第三大的商品，仅次于石油和汽车。处理能力每两年翻一番的摩尔定律，成功运行了半个多世纪。2017年，英伟达创始人黄仁勋宣布摩尔定律已死。2024年，摩尔创立的英特尔的首席执行官帕特·基辛格坚称摩尔定律还活着，年底，基辛格被大失所望的股东“炒了鱿鱼”。

在2024年，芯片的技术进步依然是缩小体积，但努力得很艰难。

在大部分历史时期，晶体管的原则都是不断扩展——逻辑门缩小，功率减少，速度更快。这样的时代已经结束。最新的AI处理器把一大堆晶体管塞进芯片，或把多个迷你芯片塞进封装，而性能提升的代价高昂：消耗能量激增。像英伟达的Blackwell芯片，运行速度是上一代的5倍，但消耗功率增加了70%。

Blackwell GPU/图源：英伟达

数据中心捆绑成百上千的芯片，运行人工智能大模型。ChatGPT制造商OpenAI消耗了50吉瓦时（一千兆瓦的电力在一小时产生的能量）来训练GPT-4。

国际能源署估算，2022年数据中心一共消耗了460太瓦时（一万亿瓦特的电力在一小时产生的能量），占全球电力需求的2%，到2026年，这一数字翻一番。

在摩尔定律衰落的时代，提升计算机的性能愈发艰难。新的趋势可能是“看菜下饭”：计算机里的尖端应用程序使用强大的定制芯片；普通应用程序使用普通芯片。

另一个技术变化则是软硬件的次元壁被打破。

“Wintel”时代一去不复返——那时微软卖操作系统，英特尔做芯片。

苹果、亚马逊、谷歌、微软和Meta都在使用自己的软件来优化定制芯片。谷歌的芯片要运行自身的机器学习软件TensorFlow。苹果的自制芯片经过调整，可以在“小工具”上运行自己的软件。

谷歌的芯片要运行自身的机器学习软件TensorFlow

它们普遍靠美国公司博通设计芯片，再找台积电来制造。英伟达是唯一一家给别人制造AI芯片而大获成功的公司，它成功的原因是自家的GPU和自家软件Cuda紧密捆绑，Cuda已成为行业标准。

根据咨询公司BCG的数据，2018年至2023年期间，以上“六大”公司的市值约占整个科技行业的60%。不过，这也并不代表就会减缓创新。

02

越来越大

芯片战争将在2025年加剧。毕竟这场战争最初由特朗普发起，在他的第二个任期，国家间的鸿沟可能越来越大。

自2022年《芯片法案》开始，美国禁止向中国出口最尖端的芯片和芯片制造设备。虽然表面说“重振制造业”，但晶圆厂的劳动也没有多密集，以台积电为首的晶圆厂不过是美国想摘的高科技“桃子”，它们到美国本土建厂也算得到一份政治保障。

在拜登任期的最后日子里，针对高带宽内存（HBM）和成熟制程芯片的禁令层出不穷，给“友军”台积电、三星等发补贴也紧锣密鼓。

作为回应，中国向本土企业大量投资，第三期大基金已于今年启动。近年来，中国企业的“成熟节点”半导体产能不断扩大。这些毫不先进的芯片成不了头条新闻，却能为从电视到冰箱的所有家用设备提供算能——中国占全球半导体制造能力的四分之三以上。

2023年7月5日，上海，在世界人工智能大会上，一名工作人员在中国超级计算机制造商Sugon展台上检查计算机芯片和中文“自主”字样/图源：视觉中国

2024年，中国进口了价值400亿美元的芯片制造设备，几乎占全球销售额的五分之二。2025年投资额将继续扩大，大部分进口设备将进入使用旧技术的成熟节点晶圆厂，制造28纳米制程及以上芯片。

美国阻止中国获得先进芯片技术的努力并未得到期待的效果。2023年，中国科技巨头华为推出了基于7纳米技术的智能手机芯片，并将冲击5纳米芯片。2025年，中国公司将继续发掘“旧工具”的极限能力来制造尖端芯片。

在人工智能领域，部分财力雄厚的中国公司囤积了不少先进GPU。但最先进的GPU极难获取，倒逼中国企业专注于软件改进，设计更小、更高效的模型，以便利用性能一般的芯片来获得计算结果。

03

非洲加入战场

东南亚是大国竞争下显著的受益者。马来西亚、越南、新加坡、印度尼西亚拼命吸收中国外溢出的有关企业，大力吸引巨头建厂，给出的补贴也都相当诱人。沿着供应链慢慢向上爬升，是小国产业战略的一部分。

除了继续培植两大巨头三星和海力士，韩国也颁布了K-CHIPS法案，为半导体公司提供税收减免。韩国还从“中国制造”学来了灵感，也在搞“韩国制造”——甚至播出了同名电视剧。

日本在苦苦扶持“全村的希望”——代工厂Rapidus。其由日本“举全国之力”打造，计划于2027年量产2纳米芯片。据MoneyDJ的一份报告，索尼和铠侠等现有股东正在考虑增加投资。Rapidus太烧钱了，三天两头向各位股东、投资人伸手要钱。

Rapidus在北海道的半导体研发与制造基地IIM/图源：Rapidus

野心最大的当属印度。2024年，印度有4家新半导体制造厂，还造出了3台超级计算机。除此之外，印度还颁布了“生产挂钩激励”计划，其中包含光伏组件和锂电池制造。

欧盟也有自己版本的“芯片法案”，欧盟的计划是绿色转型关键技术的4成、全球半导体的2成都在欧盟制造。法国启动了一项关于生产关键矿物的基金。

拉丁美洲对芯片的兴趣日益浓厚，但没有抓住关键窗口。本来世界上75%的芯片都在东亚——日本、韩国、中国和中国台湾制造，美国大搞保护主义，不断拉拢哥斯达黎加、巴拿马、墨西哥和巴西。

但这些合作体量很小，英特尔在哥斯达黎加的投资工厂就4000名员工。巴拿马与亚利桑那州大学合作，提升员工技能。二者基本没有半导体生态系统，只能算“零敲碎打”。

2021年，英特尔曾发文称，英特尔墨西哥和哥斯达黎加是半导体制造的支柱/图源：英特尔

墨西哥苦于缺水，很难为晶圆厂提供丰富水源。巴西官员大谈芯片“自力更生”，花了一年和中国探讨合作，但也没有什么进展。

非洲的加入则是新现象。2024年7月，美国贸易发展署和肯尼亚建立合作伙伴关系，宣布促进这个东非国家的半导体制造。肯尼亚、尼日利亚、卢旺达和加纳拥有丰富的矿物，也拥有相当年轻的技术人口，非洲的半导体行业有望在西方国家的投资下加入“战场”。

在微观的尺度上，芯片必须越来越小。在宏观的尺度上，国家间的芯片制造业的鸿沟越来越大。芯片业的矛盾和困境，算是这个世界的矛盾和困境的一个典型缩影——一个倍感艰难的2024年，就这么过去了。

文中配图部分来源于网络，首图为黄仁勋在英伟达GTC大会上

值班主编 | 张来

排版 | 菲菲

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