美国战略与国际研究中心
【导读】《美国事务》发文警告美国政府，如今中国在半导体技术上仅仅落后台积电三年。文章认为，自美国实施制裁以来，中国数十家芯片相关企业，包括晶圆厂、设备制造商和供应链上下游等，因深度参与中美竞争而培养出了本土的产能替代能力。文章重点关注了中央科技委员会的作用，并认为这是中国战略思维层面的重大转变。通过机构改组，中央金融委员会和中央科技委员会相互配合，对半导体产业进行更有针对性的集中资助。文章认为，中国半导体的发展目标不仅仅是赶上西方同行，而是希望在产业链中取得一定程度的主导地位，并避开未来的技术瓶颈。除华为、中芯国际等以往在制裁名单上的公司之外，美方已关注到壁仞科技、摩尔线程和燧原科技等GPU制造公司、长江存储和长鑫存储等存储芯片制造商，先进制程已不是美方关注的唯一焦点。文章担心，即便美国技术管控范围扩大，中国已走上“改写规则”的发展路径。美国现有的针对中国产业的监管规定和管制措施，可能在技术变革面前丧失效力。在这个意义上，台积电接下美国的“橄榄枝”，可谓是一种风险可期的妥协。
本文为文化纵横新媒体原创编译系列“技术革命的冲击与重构”之十五，原载美国事务 (American Affairs)，原题为《美国出口管制下中国半导体产业的演变》，仅代表作者观点，供读者参考。
文化纵横新媒体 · 政策观察
2025年第47期 总第247期
美国出口管制下
从拜登到特朗普第二个任期，美国对中国半导体的出口管制和中国半导体产业的发展，都发生了很大的变化。通过拆解中芯国际的先进制程技术，可以发现，中国在半导体技术上仅落后于全球代工领军企业台积电三年。然而，要详细了解中国半导体行业的情况正变得越来越困难。中国半导体制造业的发展与中国高性能计算机 (HPC) 行业的发展轨迹非常类似。由于担心高性能计算机可能被用于军事用途，美国于2015年对高性能计算机实施了出口管制。就其结果而言，这一举措实际上迫使了中国超级计算行业停止公开披露新系统和技术进步。中国半导体行业形势的复杂化与美国对该行业的管控密切相关。中国Deepseek等公司并未隐瞒模型开发的信息，因为它面向的是消费者和企业。然而，美国对中国半导体企业的持续施压将迫使中国转变做法，将科技成果从台前退居幕后，继而让美国更难以评估中国AI行业的实际发展，限制了美国对重要国家安全情报的获取。了解中国企业目前的发展状况（从华为到设备制造商，再到在先进半导体制造工艺气体和材料开发方面进行创新的小型企业）也变得越来越困难。而美国最新一轮的出口管制又为这个问题增加了另一个维度：数十家中国企业，包括晶圆厂、设备制造商和供应链上下游的小型企业在内，现在都卷入了中美在技术、尤其是半导体领域的更广泛竞争。这种管制的扩大强化了国家安全顾问杰克·沙利文(Jake Sullivan)所说的“小院高墙”战略，该战略的重点是遏制中国发展先进人工智能的能力。作为回应，中国出台了包括《不可靠实体清单规定》、《反外国制裁法》等政策。此外，中国还加强了对关键矿产的出口限制，其中包括一些对半导体制造至关重要的矿产，即镓、锗、石墨、锑和钨。与此同时，中国也意识到先进制程并不是唯一的决定性因素。随着华为从一家硬件公司转型为一家软硬件混合巨头，它正在努力为其昇腾系列的先进通用处理器(GPU)培育一个强大的软件开发环境。与此同时，该公司的鸿蒙操作系统在过去一年中获得了广泛的关注，该公司目前正在提升其软件工程实力，以期在通用处理器和AI数据中心领域与英伟达等公司展开正面竞争。到目前为止，中国已经采取了一系列政府援助措施，包括对该半导体行业和供应链关键环节的援助，以及新的融资和政策激励措施，以确保中国在未来十年内在先进半导体取得突破。因此，无论对该行业从业者而言，还是对政策规划者而言，长期和短期的动态变化都值得注意。由于半导体行业的发展充满变数，为进一步推动“卡脖子技术”的进步，应对美国的出口管制和投资限制，中国正在依靠公私合作（PPP）、政策支持和金融扶持，给予华为等关键企业的更大回旋余地。对于中国而言，尽管在技术、支持和备件方面受到严重限制，处于该行业前沿的公司必须继续创新，使未来的供应链基本不受美国和其他外国技术的影响。（本文发表截图）
▍中国的战略调整
美国不断加码的出口管制，中国一直持批评态度，并大力支持国内半导体产业的进一步发展。作为对美国技术管控的回应，中国将重点放在开发新的政府部门结构，以便为国内半导体行业提供更好的支持。各级政府正继续设计、建立和微调政策工具。在更广泛的政府政策方面，官方还改组了机构，旨在提高政府和私营部门的创新能力。
2023年3月，中央金融委员会（CFC）和中央科技委员会（CSTC）成立，以协助实现技术发展的长期目标。相较于中央金融委员会在推动金融监管改革方面的积极作为，中央科技委员会一直在媒体上保持低调。根据2023年的《中央引导地方科技发展资金管理办法》，国家科技委通过发布新的指导意见，确定中央在地方发展战略技术部门的资金优先事项。在新政策中引导资金支持5大重点类别，其中的前两项是：（一）重大科技任务。中央科技委员会决策部署以地方为主实施，需要中央财政予以支持的重大科技任务。（二）区域科技创新体系建设。主要指区域科技创新体系建设总体方案部署的国际科技创新中心、区域科技创新中心建设，跨区域科技创新合作，以及省域科技创新体系建设等。这些优先事项表明，通过中央金融委员会和中央科技委员会的配合，中国正在建立一种更有针对性和更集中的资助方式，用于基础研究之外的重要领域。在我们看来，此举是对某些行业的浪费性支出和产能过剩做出的调整，同时加强对核心硬技术领域（如半导体）的重视，这是战略思维层面的重大转变。
从美国的角度来看，对半导体制造技术和GPU的严格管控正在发挥其作用。“小院高墙”的覆盖范围正在稳步扩大，而每年更新出口管制也已成为常态。在拜登政府任期的最后几天，以2022年10月和2023年10月发布的主要规则为基础，美国商务部发布了一套复杂的新技术管控规则。这些规则涵盖了对AI硬件至关重要的新技术，例如高内存宽带技术。这些规则还可能包括对外国直接产品规则(FDPR)的大幅改写，使美国在限制美国海外工厂和其他外国生产商制造产品、销售拥有更大的灵活性。此外，新规则将扩大对出口中国的产品类型限制。该计划极大地扩展了受最终用途管制和与军事最终用途(MEU)相关的设施新指定的中国公司和设施名单。此举旨在允许商务部对不同类型的设施实施单独管制，并扩大对投资个人的管制。然而，这一计划也可能给美国供应商，尤其是设备制造商，带来很多不确定性。尽管2022年10月公布的最终用途管制已经造成了相当大的不确定性，新规则可能会进一步加剧这种混乱。本次管控预计有约130个新组织被列入新名单，包括地区子公司及其设施。其中包括：(1) 大约8到10个新的前端制造设施，包括一些据称与华为有关的“专属晶圆厂”，华为已被列入美国工业和安全局实体名单，并受到原有的外国直接产品规则（FDPR）管制；(2) 与中芯国际和其他一些公司有关联的新晶圆厂，包括已经列入实体名单的晶圆厂；(3) 中国最重要的半导体制造商，包括蚀刻领导者中微（AMEC）和北方华创（Naura）以及光刻领导者上海微电子（SMEE）等公司；以及(4) 这些公司的一部分子公司。最初，美国商务部工业与安全局（BIS）计划将所有与华为有关联的公司都列入实体名单，其中包括中国领军的动态随机存取存储器(DRAM)制造商长鑫存储。然而，长鑫存储最终被排除在外，可能是因为该公司已采取措施遵守美国商务部工业与安全局的最终用途管制，且该公司还是日本设备制造商的重要客户。新规则也是为了推动荷兰、日本和美国于2023年1月达成的“三边协议”的进展。这项非正式和非公开的协议是为了在三国之间就美国于2022年10月放弃的单边管制在一定程度上达成一致。在2023年，美国敦促两国政府针对一系列半导体制造工具出口到中国制定新的出口管制条款，而日本和荷兰也的确这样做了。然而，荷兰和日本拒绝了管制的一些关键要素，特别是最终用途管制和国内人员管制，因为这两个国家都无法轻易将这些类型的条款纳入其现有的出口管制制度。此外，日本、荷兰和韩国政府也不同意美国商务部在2022年一揽子计划中包含的对内存进行管制的必要性。因此，新规则将试图弥合三国政府之间现有的分歧，并将设备和零件的重要供应商韩国也拉了进来，也为日本和荷兰提供了一些政治掩护。日本和荷兰担心过度跟随美国将影响国内重要的技术领军者和龙头企业，例如荷兰的全球光刻机领导者阿斯麦光刻（ASML）以及日本的东京电子（TEL）、尼康和佳能。日本尤其担心中国可能会限制镓和石墨的出口，因为日本的电池制造商和半导体材料制造商仍严重依赖中国。因此，新规则包含了对某些国家（例如荷兰、日本和韩国）的豁免。然而，这些国家可能也默认了，随着时间的推移，他们会与该规则的精神保持一致，并鼓励本国企业逐步限制对“实体清单”企业及设施的销售。这种态度可能源于美国商务部的警告，即如果不遵守相关规定可能会面临国内政治压力，进而对向中国企业供应产品的外国供应商实施管制。美国还需要回应国内科技巨头对不断加强管制的强烈反对。例如，截至去年夏末，美国设备制造商越来越多地表达了担忧，这既给美国本土行业造成了损害，反而推动了中国半导体行业的创新。例如，美国半导体行业的一些人认为，日本和荷兰在保护其领先科技企业的利益方面更成熟。他们指出，管制的成本不断增加，附带损害也在不断增加，并质疑美国的全面管制是否符合明确的国家安全目标。2024年8月，几位美国议员在致美国商务部的一封信中批评了出口管制。他们声称，出口管制使一些美国设备制造商陷入了“死亡螺旋”。虽然美国设备制造商仍旧能获得许可，为中国的一些工厂供货，甚至包括据称由华为支持的工厂，但由于管控范围的扩大，发放许可的数量已逐渐减少。
新规定谨慎地针对涉嫌与华为有关联的公司，反映出美国商务部越来越意识到这家科技集团在中国半导体行业中的作用。早在2020至2021年，华为似乎已经制定了一项计划，以推动整个行业供应链摆脱对美国的依赖。2020年8月，美国商务部全面对华为实施了《公平披露政策和规则》，迫使全球代工企业领头羊台积电等主要合作伙伴切断与华为的联系。以此为契机，华为成立了一家名为华为精密制造的公司，其全部业务范围尚不清楚，但似乎专注于半导体制造技术。总体而言，华为已经采用了一种全面且不断发展的方法来满足其半导体需求，并正在取得成效。2020年8月之后，华为开始投资多家半导体前端制造公司及其供应链中的其他公司。据业内人士透露，该公司还启动了一项新举措，以招募半导体设备团队，同时开始寻找和收购封装和测试设施。此外，华为还利用内部专业知识来制造更完整的系统集成所需的集成部件和更大的模块。作为结果，华为很可能能够封装其新款P70手机中使用的长江存储制造的内存。华为似乎正在半导体产业链的多个环节开展几项并行的努力，并与所有主要参与者合作推进“塔山计划”。这一努力的关键是华为的芯片设计部门海思半导体。海思仍在使用美国的电子设计自动化（EDA）工具，但其设计能力正逐渐摆脱对美国技术的依赖，甚至可能摆脱对领先的知识产权持有者ARM（英国半导体技术知识产权公司）的芯片设计。尽管华为持有ARM v9的许可，但海思很可能会越来越多地设计基于RISC-V的半导体，这种架构不受ARM知识产权的限制。对于华为和中国的产业规划者来说，中国必须能够自主制造用于训练人工智能模型和加速高性能计算（HPC）的图形处理单元（GPU）。而减缓中国企业设计和训练所谓的前沿人工智能模型的能力，是美国实施出口管制的核心理由之一。因此，在过去一年中，增强国内设计先进GPU的能力变得更加迫切。然而，中国GPU的发展现状非常复杂。中国企业不仅能够持续获取大量性能强大的英伟达GPU，还可以依赖国内的供应来源，例如华为以及资金充裕的初创公司——比如壁仞科技、摩尔线程和燧原科技。这些资源还通过新的GPU获取方式得到补充，包括将GPU转移到中国终端用户，使用超大规模基础设施服务提供商和小型云服务，从而获得GPU的访问权限。目前，四家公司正在争夺成为中国领先的GPU制造商：华为、壁仞科技（Biren）、摩尔线程（MooreThread）和燧原科技（Enflame）。还有其他一些竞争者，如百度和阿里巴巴，但它们不太可能拥有足够数量的经验丰富的高管和工程师来开发一个现实且可扩展的英伟达生态系统的替代方案。对于软件开发生态系统来说，人力资本至关重要，是推动GPU利用进步的关键。培养整体的开发生态系统、为开发者提供工具以及持续发展的能力，将决定中国GPU竞争者的成败。在这方面，华为拥有诸多优势，并试图围绕其昇腾系列数据中心处理器构建一个软件生态系统，包括Maleon GPU。在其他领域，华为已经成功做到过这一点：在2019年美国切断其对关键安卓服务的访问后，华为从零开始构建了自己的鸿蒙操作系统。然而，现有的GPU软件支持的生态系统已经以英伟达为中心形成了根深蒂固的态势，美国超威半导体（AMD）也在一定程度上如此。此外，华为生产先进GPU（如昇腾910C数据中心芯片的一部分）的过程正面临生产数量和硬件性能的双重挑战，因为美国的出口管制限制了中芯国际生产先进半导体的能力。华为还面临招聘足够软件工程师的挑战，以快速提升软件的学习曲线。在人工智能和机器学习（ML）环境中，英伟达的CUDA长期以来一直占据主导地位，而华为旨在挑战这一点。初创的中国GPU设计公司，如壁仞科技，也面临着与华为相似的挑战。壁仞科技和其他GPU初创公司都拥有来自英伟达、美国超威和其他领先西方半导体公司的经验丰富的行业人才，但它们缺乏华为那样的财务深度。因此，壁仞科技和燧原科技都在寻求在香港进行首次公开募股（IPO），以筹集资金用于进一步的招聘和扩展。现在，中国的GPU设计公司大多被切断了使用台积电（TSMC）来生产其产品的途径；一些公司，如Meta X和燧原科技，选择降低性能，以便继续使用台积电的产品。然而，国内代工巨头中芯国际（SMIC）必须在先进节点生产的有限资源之间分配。在优先级方面，中芯国际往往先考虑华为，其次是GPU初创公司以及许多已经或可能被切断使用外国代工厂生产其先进设计的其他中国设计公司。不过，中国尚未认证国内GPU，因为其中一些GPU技术需要外国的授权。与此同时，行业主导公司被建议优先购买国内供应商的GPU，从而激励整个GPU供应链的扩展和创新。过去六个月中，我们见证了以中国国内多家厂商生产的GPU为基础的新AI云平台逐渐兴起。在去年11月，壁仞科技宣布与腾讯支持的公司无问芯穹（Infinigence AI）合作，提升其GPU的训练性能。无问芯穹提供了一款基于云计算的服务，所有服务通过其Infini AI平台运行，使用来自西方供应商如英伟达和AMD的硬件，包括受到美国出口管制限制的GPU，如RTX 4090、A100、修改版A800。许多领先的中国AI初创公司，如MiniMax和智谱AI，也已经开始利用无问芯穹的服务。然而，这种GPU转移的规模仍无法确定。截至2024年底，多家媒体的调查显示，从中国以外地区转移到中国终端用户的英伟达GPU数量似乎较少，且不太可能满足可靠获取数万个GPU进行AI模型训练的根本需求。事实上，GPU问题揭示了新兴政策优先事项与半导体制造业、数据中心建设和软件开发生态系统之间的关系网。中国的GPU问题，举例来说，不应仅仅被视为个别公司的问题，它也是中国扩大国家计算能力的一种努力。中国已经制定了通过国家统一计算力网络（NUCPN）大幅扩展国家计算基础设施的计划，包括为AI应用优化的基础设施。这一由国家发改委（NDRC）监管的政府支持的超级项目早在2022年就启动了。中国希望国家统一计算力网络能够整合全国范围内的计算资源，并运用类似于电网的运作方式，将计算能力分配到最需要的地方。通过这种方式，该项目将利用中国的优势，通过规模化和中央规划弥补技术上的弱点。这一宏大的国家技术计划，会影响到省级和地方政策层面的投资优先事项，并最终影响中国公司在投资决策上的选择。虽然国家统一计算力网络项目仍处于初期阶段，但其目标却是雄心勃勃的。到2025年，发改委希望指定的“国家枢纽节点区域”的计算能力将占到全国新增计算能力的60%。该计划设想的总计算能力超过每秒300百亿亿次(300 exaflops)，其中35%的能力基于GPU；国家数据存储容量超过1800 艾字节（1800 exabytes），其中30%的容量将在2025年之前构成先进存储。截至2023年底，根据一些研究，中国的总计算能力为每秒230百亿亿次。因此，如果2025年工业和信息化部（MIIT）旨在达到每秒300百亿亿次的国家计算能力，那么这将是自2022年中期估计的容量的两倍。2024年底的报告显示，一些主要数据中心厂商已经建立了设施，可能成为国家统一计算力网络的一部分，这些设施只运行国内硬件。9月，中国电信旗下的一单位声称，已使用国内生产的半导体训练了两个大型语言模型（LLM），其中一个模型有一万亿个参数。中国电信AI研究院在微信上的一份声明中表示，这一努力“表明中国在国内大型语言模型训练方面真正实现了完全自给自足。”不过，目前尚不清楚训练使用的是哪种处理器和GPU，但很可能是华为昇腾GPU和鲲鹏处理器，或其他国产GPU的组合。中国电信此前已承认使用华为硬件。与阿里巴巴、百度和字节跳动等大型技术平台的类似集群相比，中国电信用于训练模型的集群规模难以确认。模型训练所需时间也不明确，因为使用尖端硬件的具有一万亿个参数的模型可能需要两到三个月，具体取决于训练设置和模型架构。华为及其他中国GPU开发商能否克服某些硬件限制，生产出可用于训练先进AI模型的处理器，最终取决于其能否获取先进工具。先进的光刻技术是中国设备制造行业的短板，而这种情况在未来仍将持续一段时间。比如，中国光刻行业的领军企业上海微电子（SMEE）在开发更先进的浸润式光刻系统方面进展缓慢。这与全球领导者阿斯麦光刻以及行业主要参与者——日本的佳能和尼康公司相比，存在较大差距。光刻技术体现了先进半导体制造背后深刻的复杂性。光刻设备制造商必须掌握一套先进技术：光源，通常是激光；光学系统，用于聚焦激光；对准系统，以确保光刻曝光的准确性；光刻胶，即被曝光的材料；以及光掩模，它包含了要在半导体晶圆上创建的电路元件图案。通常，光刻设备制造商充当系统集成商的角色；公司必须整合光学系统、光源和对准系统，这些系统通常都是外包的，同时还需与第三方合作以获取光刻胶。制造光掩模需要光刻系统制造商与前端制造商之间的协作，前者为设备设定规格，后者则与光刻制造商合作，优化工艺，并为生产最终光掩模的公司做好设计准备。遗憾的是，很难评估在这些关键的先进光刻领域取得的进展程度，以及华为和海思在其中发挥的引领作用。但可以确信的是，目前已经取得了一些进展。据报道，作为其“塔山计划”的一部分，华为已通过与上海集成电路研发中心（ICRD）以及国内设备制造商（包括上海微电子）的合作，建立了自己的实验性芯片制造厂。该工厂可能已经运营了至少两年。如我之前所述，中国前端制造商在解决先进光刻问题上采取了多条路径。只要服务和备件允许，制造商将继续使用阿斯麦的深紫外光刻（DUV）设备。然而，2023年10月和2024年底美国出台的新出口管制措施限制了工具销售，这进一步使问题复杂化。目前尚不清楚荷兰政府将如何与阿斯麦合作，对阿斯麦在中国现有的深紫外光刻设备实施新的管制，特别是在中芯国际及其相关设施中，包括涉及华为相关人员和研发工作的设施。这引发了许多问题，例如套准阈值，以及阿斯麦如何处理其在中国现在受限设施（包括中芯国际的设施）的现有工具的软件更新。与此同时，越来越明显的是，中芯国际无法仅凭现有的深紫外光刻设备实现所谓的3纳米工艺。大多数行业观察人士认为，5纳米是这一路径的极限。中芯国际所谓的N+3工艺或许能让公司接近台积电6纳米或三星5纳米工艺的密度水平。在最理想的情况下，另一轮工艺技术迭代可能意味着实现一个仅略逊于台积电5纳米工艺的节点。在过去一年中，有关华为与中芯国际和思瑞浦合作，采用包括四重图案化(SAQP)在内的技术以将深紫外光刻用于3纳米级节点的报道甚多。华为和中芯国际已为四重图案化及其他SAxP方法申请了专利，思瑞浦也是如此。但行业专家对能否使用基于深紫外光刻的四重图案化实现3纳米级节点表示怀疑。一位与行业联系密切的观察人士在11月表示：“在与一家为中国半导体行业供应材料的公司讨论时，他解释说，完全采用四重图案化是非常困难的，中芯国际尚未完全掌握这一工艺。”从能够生产7纳米级节点，发展到能够生产5纳米级节点是非常困难的。行业专家认为，通过这一途径实现3纳米级节点生产的可能性不大，并且在实现这一目标之前，转向极紫外（EUV）技术或许会取得成功。显然，华为与中芯国际和思瑞浦等合作伙伴正在开展研发工作，探索通过延长深紫外光刻的使用来代替极紫外光刻（EUV）系统的方法。目前，很难确定这些技术的成功率以及在商业上的量产率。这种做法确实为华为和中芯国际提供了一条前进的道路，他们正投入大量资源，利用现有的专利和其他行业专业知识来实现这一目标。如今，实现先进光刻技术——类似于荷兰阿斯麦公司独有的极紫外光刻（EUV）技术——的希望似乎已经牢牢掌握在华为手中。华为创始人任正非承认公司面临艰难的挑战：“美国的技术和工具非常好……但华为无法使用它们；我们别无选择，只能自己开发工具。开放创新并利用他人的先进技术成果才是企业真正的前进方向。”华为正在与其他企业一道合作，努力推进这项长期战略。例如，2023年9月，国内光刻设备领军企业上海微电子（SMEE）发布了一项与EUV相关的专利，显示该公司正在加快极紫外光刻相关研发工作。在其中，华为可能正在主导并协调这项工作，并可能试图从阿斯麦的一些供应商那里招募精通EUV关键子领域的工程师。其他企业则专注于先进光刻工艺的其他关键部分。2024年9月，中国工业和信息化部（MIIT）发布了一份重要文件，强调了其他关键工艺领域的技术，如湿法清洗、光刻胶涂覆机、离子注入和等离子体刻蚀等。除了先进光刻技术之外，中国的国产设备制造商都在努力改进其设备产品，并试图在追求自给自足与保持与全球半导体行业的联系之间取得平衡。随着先进光刻技术作用的变化，刻蚀、薄膜和其他设备的重要性也在增加。与2024年类似，2025年中国国内半导体产业的发展情况也一如既往地复杂。在产业层面，情况远比任何单一公司的表现所显示的要复杂得多。在科技领域，怎样在半导体节点上实现更小尺寸已不再是唯一的焦点：芯片设计、设备集成以及先进存储资源也逐渐进入人们的视野。除了半导体制造领域之外，其他领域的问题也不容小觑，包括对支持性开发生态系统的需求，以及利用硅光子学、软件定义硬件和先进封装方法等新技术的方法。但最重要的变化或许是发生在国家政策层面：中国已经采用了新的工业供应链组织和“国家计算”战略。对观察者来说，围绕新技术的炒作使得现实更加扑朔迷离。在去年10月，有报道称，中国在硅光子学研发方面已实现关键突破。有些人认为，在2030年之前，这项技术不会改变游戏规则。然而，这项技术已经被用于提高数据中心的数据传输速率，而华为正在探索这项技术更广泛的用途。通过观察智能手机硬件和先进的GPU，我们可以一窥发展的方向。比如，我们可以比较麒麟SoC两代不同智能手机的设计：Mate 60和P70。2023年8月发布的Mate 60智能手机的设计包括几个系统工程层面的改进，例如电源供应就在工艺上缩小了与其他国际市场领导者的差距。而与Mate 60相比，Pura 70（P70）在很大程度上减少了对美国技术的利用。在P70的一些版本中，中国制造的部件所占的百分比估计为90%。尽管有关拆解和如何估计对外国组件来源的总体依赖存在一些争议，但这一趋势表明，华为的工程师打算设计出100%的非中国组件。独立设计出外国组件和技术将是一个复杂且不断发展的过程。P70的核心“系统级芯片”（SoC）已经略有改进。但在过去两年以及未来，对中国国内公司来说，存储半导体可能是最重要的进步领域。行业报告显示，长江存储为P70提供了NAND闪存，可能由华为进行封装。相比之下，早期Mate 60中的NAND内存很可能由韩国公司SK Hynix制造，并来自2020-21年的库存。然而，获取像长江存储这样在实体名单上的公司进展的准确信息仍然具有挑战性，因为这些公司不愿意公开新的突破。一些行业观察家认为，长鑫存储生产的LPDDR5 DRAM将足够用于Mate系列智能手机一段时间。在长江存储于2022年12月被列入实体名单之后，该公司启动了一系列代号项目（如“武当山”）旨在迭代技术进步，从生产线中移除美国设备制造商，并最终完全转向国内设备。长江存储与国内公司北方华创（Naura）特别紧密合作，以取代泛林集团（Lam Research）和应用材料（Applied Materials）等美国设备制造商。尽管行业现在处于一个高度动态的情况，但可以为接下来的六到十二个月识别出一些趋势。首先，中芯国际可能正在与华为和海思合作，以提高5-6纳米节点的产量，并将生产能力提高到足以为华为和其他中国顶级AI公司提供足够的AI和服务器CPU半导体的水平。围绕中芯国际先进半导体产量的讨论，美国商务部一直在努力向美国、荷兰和日本的设备制造商施压，限制他们对中芯国际最先进生产设施的工具支持。去年夏天，一些报告称，这种限制可能减缓了华为910B芯片的生产。不过，另一些报道表明，去年夏天昇腾910B的产量只有20%，但截至10月，这一表现可能已经提高到大约40%，使昇腾系列芯片的总产能翻倍，每年大约达到一百万。第二，华为可能有自己替代策略，持续改进与智能手机、服务器和GPU应用特定集成电路相关的SoC和集成系统。华为的新手机新麒麟-9100 SoC虽然在CPU上没有显著改进，但Maleon GPU和功耗有了重大改进。这种改进的关键是，华为能够获取一些早期的高带宽存储器（HBM）。截至2024年10月，这些产品并未受到出口控制。自2020-21年以来，华为一直维持的DRAM库存已被用于先进的智能手机设计，同时等待国内替代品，虽然高带宽存储器库存可能足以支持华为等国内GPU制造商一段时间。然而，目前尚不清楚国内更先进的高带宽存储器将来源将来自何处。尽管如此，中芯国际和华为通过与各种国内外设备制造商合作进行的设计和生产所获得的工程经验，是无法通过其他方式获得的。对于将现有浸没式深紫外光刻（DUV）工具的能力扩展到5纳米节点以下的技术以及华为和其他公司开发先进极紫外光刻（EUV）级别光刻，现仍无法确定将在何时取得突破，并应用于相关供应链。这个具体时间最终将取决于两种最可能的技术方法中哪一种成功。第一个技术的突破口可能是将激光产生的等离子体（LPP）作为光源。行业观察家认为，这种技术的一个原型已经被制造出来，并正在一个未知地点进行测试。利用这种光源，华为可能在尝试分步推进工程，确保高容量制造（HVM）的可行性。第一阶段将基于在5纳米节点的先前经验，旨在生产不依赖多重图案化的5纳米半导体。如果系统的所有元素在2026年汇聚在一起，那么到2027年，我们可能会看到像华为Mate系列智能手机这样的商业设备的高容量制造。第二种更实验性的EUV方法是稳态微聚束（SSMB）。目前，政府似乎刚刚为这种完全不同的光源方法提供了更多资源。这表明，任何基于稳态微聚束的系统直到本世纪后期才会变得可行。虽然LPP方法基本上重复了阿斯麦所走的路径，但像稳态微聚束这样的新且未经证实的方法也将需要在相关技术方面取得额外的突破，包括掩模、曝光成像、反射器、光刻胶等。无论采用哪种方法，华为获得EUV的努力都将从与其行业合作伙伴的密切合作中受益。中芯国际和华为，以及来自北方华创、AMEC等主要设备制造商的团队，可能会让他们的顶尖工程师在上海新的华为园区一起工作，利用可能同时使用LPP和实验性光刻技术的工艺。从试验线到高容量制造，使用极紫外光刻系统结合其他工具和关键材料，至少需要一年时间。与使用浸没式深紫外光刻的多重图案化等技术相比，启动和运行EUV系统的潜在收益在吞吐量和产量方面如此之高，以至于他们可能会不遗余力、不惜成本地尝试。
2025年，华为、长江存储、长鑫存储、中芯国际和业内其他企业将面临巨大挑战。然而，行业发展已经超越了使用长期技术参数简单比较技术能力的阶段。高带宽存储器和先进封装等关键技术，加上系统工程、先进AI辅助半导体设计的发展，以及GPU等先进芯片互连的新方法，重新定义了行业基准。观察者需要用不同的视角来衡量中国企业相对于全球领先优势的水平。这个视角必须包括四个层次：半导体行业本身、系统工程、支持生态系统和国家政策。中国试图减少在先进节点工艺上的努力，称这是一种风险，中国可能会陷入“路径依赖”，并成为更大创新的障碍。有产业资深人士指出，“外部压力即美国的出口管制将迫使中国集成电路产业领先于全球半导体产业七八年，实现创新发展”，这种前瞻性规划是为了避免中国主要沿着行业的发展路径追赶。随着出口管制措施的影响不断扩大，并影响到中国国内半导体制造供应链的更多环节，中芯国际、长江存储和长鑫存储等中国公司在逻辑芯片(NAND)和内存芯片(DRAM)制造方面取得进展的需求面临重大挑战。在某个时候，囤积策略会失去作用，需要采取新方法，否则智能手机、高级GPU和集群等复杂成品系统的性能将大幅下降。对于2025年设计先进系统的中国公司来说，获得高带宽存储器和其他先进内存将成为关键领域。尽管有人担心华为的主导地位，但华为仍将在中国半导体行业保持领先地位。如上所述，华为在半导体行业的领导地位是2024年中国科技领域最明显、最值得注意的发展之一。10月，该公司开放了其莲丘湖综合大楼，其建筑面积几乎是Alphabet（谷歌母公司）位于加州山景城总部的10倍。此外，上海和长江三角洲已成为中国半导体行业的中心，该行业约60%的产能都位于此处，现在以华为新园区为中心。然而，无论是在系统工程还是软件层面，华为及其合作伙伴都面临着巨大的挑战。实现先进半导体制造的目标将取决于华为能否召集一个企业联盟，真正推动与EUV光刻技术相当的技术的商业应用。同样，很难预测支持先进AI模型训练和其他新兴应用的软件开发商何时会凝聚成一个与目前由英伟达主导的西方同行相媲美的生态系统。围绕GPU等先进计算硬件开发强大的软件支持生态系统（如鸿蒙OS）对华为来说是一项艰巨的任务。截至2024年夏季，中国的主要开发商越来越多地将AI模型的开发转移到英伟达AI系统之外。中国开发商习惯于使用英伟达CUDA等外国支持软件和Pytorch和Tensorflow等西方AI开发框架。让整个中国大型语言模型开发环境切换到华为的硬件和软件系统，对公司和开发商来说都是一项挑战。考虑到美国出口管制目的，中国公司和研究人员与全球AI发展的隔绝程度并不像人们想象的那么高。他们仍然可以从西方公司获得越来越强大的开源模型，并且仍然可以参加国际AI研究会议。此外，他们拥有计算基础设施人员，他们完全有能力使用各种可用的硬件和软件功能设计先进的训练系统。在国家政策层面，即整个半导体和支持行业重组的背景之下，2025年，围绕华为和不同类型的政府支持，特别是加强研发和建立“国家计算”，重组该行业的进程将加快。随着国家级数据中心的功能越来越强大，它们将被中小型公司甚至大型企业所使用。中国已在国家层面指明了前进方向：在战略技术领域赶上西方同行是不够的；相反，必须取得一定程度的主导地位，以避开未来的技术瓶颈。鉴于美国及其盟友实施的严格控制以及未来技术路线图的复杂性，中国半导体行业似乎不太可能“赶上”世界其他地区。但是，在2023年，美国政府中没有人能预测到华为和中芯国际能够像生产Mate60那样生产出基于7纳米SoC的智能手机。编辑 | 韩书敏
本文为文化纵横新媒体原创编译，原载美国事务 (American Affairs)，原题为《美国出口管制下中国半导体产业的演变》, 欢迎个人分享，媒体转载请联系本公众号。