李垚

半導(dǎo)體是人類發(fā)明的最復(fù)雜的工具之一，也是制造成本最高的產(chǎn)品之一。驅(qū)動(dòng)超級(jí)計(jì)算機(jī)和高端智能手機(jī)的芯片上集成了密密麻麻的晶體管，這些晶體管小到以納米為單位。也許唯一比芯片本身更巧妙的是制造它們的光刻機(jī)器，這些設(shè)備可以處理小得難以想象的東西，芯片制造機(jī)器的制造需要耗時(shí)數(shù)年，每臺(tái)造價(jià)數(shù)億美元。

微芯片堪比半導(dǎo)體的“石油”，是現(xiàn)代世界賴以生存的稀缺資源，這些論調(diào)并非危言聳聽。事實(shí)上，當(dāng)今軍事、經(jīng)濟(jì)和地緣政治力量都建立在計(jì)算機(jī)芯片的基礎(chǔ)上，幾乎所有東西——從導(dǎo)彈到微波——都在芯片上運(yùn)行，包括汽車、智能手機(jī)、股票市場(chǎng)，甚至是電網(wǎng)。

在全球芯片產(chǎn)業(yè)競(jìng)技中，美國(guó)雖然以設(shè)計(jì)和制造最快的芯片并保持其作為第一超級(jí)大國(guó)的領(lǐng)先地位，但優(yōu)勢(shì)正面臨下滑的危險(xiǎn)，力量逐漸被中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)和歐洲接管制造業(yè)的參與者所削弱。作為芯片制造的后起之秀，中國(guó)在芯片上的花費(fèi)比其他任何行業(yè)都多，國(guó)家向芯片制造計(jì)劃投入數(shù)十億美元，正因?yàn)槿绱耍翱ú弊印爆F(xiàn)象在近幾年尤為明顯。

最典型的就是，為限制中國(guó)，荷蘭光刻機(jī)生產(chǎn)企業(yè)阿斯麥最近幾年都是被美施壓的對(duì)象。12月9日，荷蘭同意對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體的出口管制法規(guī)化，在具體的執(zhí)行層面，可能包括禁止ASML向中國(guó)出售DUV浸潤(rùn)式光刻機(jī)，其先進(jìn)程度比EUV光刻機(jī)落后一代，是制造7nm以上制程芯片的必備硬件。

12月13日我國(guó)商務(wù)部做出回應(yīng)，已向世界貿(mào)易組織（WTO）申訴，以回應(yīng)美國(guó)對(duì)于中國(guó)的半導(dǎo)體貿(mào)易實(shí)施新的管制措施，此舉是對(duì)貿(mào)易保護(hù)主義的回應(yīng)。商務(wù)部條法司負(fù)責(zé)人提到，此舉是希望通過(guò)法律手段解決問(wèn)題，是捍衛(wèi)自身合法權(quán)益的必要方式，對(duì)方應(yīng)該及時(shí)糾正錯(cuò)誤做法，停止擾亂芯片等高科技產(chǎn)品貿(mào)易，維護(hù)中美正常經(jīng)貿(mào)往來(lái)，維護(hù)全球芯片等重要產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定。

在提起新申訴之前，世貿(mào)組織專家組上周剛裁定美國(guó)對(duì)進(jìn)口鋼鐵和鋁征收關(guān)稅違反了國(guó)際貿(mào)易規(guī)則。此案涉及前總統(tǒng)特朗普于2018年以國(guó)家安全為由征收的進(jìn)口關(guān)稅，理由是需要保護(hù)國(guó)內(nèi)制造商免受全球金屬過(guò)剩的影響。

貿(mào)易戰(zhàn)的背后，是全球芯片格局的變化，而其中終端制造業(yè)是體現(xiàn)各國(guó)技術(shù)實(shí)力的標(biāo)準(zhǔn)之一。眾所周知，從芯片誕生以來(lái)的這幾十年，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)生了兩次大規(guī)模轉(zhuǎn)移，最開始是從美國(guó)到日本，再到日本、韓國(guó)、我國(guó)臺(tái)灣省。

按照2021年的數(shù)據(jù)，目前全球的芯片產(chǎn)能基本上都集中在亞洲，亞洲生產(chǎn)的芯片，占全球總芯片產(chǎn)能的80％，而歐洲和美國(guó)合計(jì)僅占20％左右。

一個(gè)典型芯片的制造流程如下，可能來(lái)自英國(guó)的日資公司ARM（日本軟銀已經(jīng)正式完成對(duì)ARM公司的收購(gòu)，約合2135億元人民幣），由加利福尼亞和以色列的工程師團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，用的是美國(guó)的設(shè)計(jì)軟件。當(dāng)設(shè)計(jì)完成后，它會(huì)被送到我國(guó)臺(tái)灣省的一家工廠，該工廠從日本購(gòu)買超純硅晶片和專用的氣體。由最精密的機(jī)器將這些設(shè)計(jì)刻在硅上，這些機(jī)器可以蝕刻、沉積和測(cè)量原子級(jí)別厚度的材料層。工具主要由五家公司生產(chǎn)，一家荷蘭公司、一家日本公司和三家加利福尼亞公司，沒有它們，先進(jìn)的芯片基本上是不可能制造出來(lái)的。然后，通常芯片的封裝和測(cè)試在東南亞進(jìn)行，然后再送往中國(guó)組裝成手機(jī)或電腦。

近三年新冠疫情引發(fā)芯片短缺，這一復(fù)雜流程頗受阻礙，老美去年損失了整整一個(gè)百分點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，即數(shù)千億美元。芯片業(yè)務(wù)具有全球多樣性，與石油、航空母艦或核武器一樣，誰(shuí)控制半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的問(wèn)題具有地緣政治意義。不僅在智能手機(jī)和筆記本電腦中，而且在現(xiàn)代世界的幾乎所有物品中，芯片都是至關(guān)重要的成分——這些物品中最重要的有武器、監(jiān)控技術(shù)和人工智能系統(tǒng)。

芯片荒給各國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了更高的制造需求，進(jìn)而引發(fā)了進(jìn)一步的芯片制造競(jìng)爭(zhēng)，各大廠商都在大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)。最近兩年，從中國(guó)大陸的幾大芯片代工廠商擴(kuò)產(chǎn)情況來(lái)看，不僅大陸本土的企業(yè)在擴(kuò)產(chǎn)，一些外資在大陸的企業(yè)也在擴(kuò)產(chǎn)，并且擴(kuò)產(chǎn)的規(guī)模，并不比大陸的小。

中國(guó)福建某芯片代工企業(yè)負(fù)責(zé)人告訴記者：“與世界一流的芯片生產(chǎn)商相比，中國(guó)頭部的芯片制造商所能生產(chǎn)的芯片還存在著非常大的差距?！钡袊?guó)早在2020年便提出1.4萬(wàn)億美元的計(jì)劃，以推進(jìn)其芯片技術(shù)和制造產(chǎn)業(yè)部門的發(fā)展，其中包括對(duì)華為的支持，決心不移。

2021年，中國(guó)在進(jìn)口方面花費(fèi)了約1500億美元，2022年9月初，中國(guó)還宣布開始在上海這個(gè)半導(dǎo)體中心城市大規(guī)模量產(chǎn)14納米芯片。來(lái)自渠道的報(bào)告顯示，中國(guó)的中芯國(guó)際集成電路制造有限公司有可能在技術(shù)上擁有生產(chǎn)7納米芯片的能力。

要具備芯片制造端的能力，繞不開荷蘭公司阿斯麥（ASML），該公司制造了世界上能夠刻印最快芯片設(shè)計(jì)的光刻機(jī)，這樣的設(shè)備在過(guò)去十年中只生產(chǎn)了140臺(tái)。

ASML把一個(gè)沉睡的荷蘭郊區(qū)埃因霍溫變成了一個(gè)新興城市，在柏林和圣地亞哥也有生產(chǎn)設(shè)施，ASML總部能創(chuàng)造約190億歐元（196億美元）的年收入。在全球芯片需求激增的推動(dòng)下，這家荷蘭制造商的目標(biāo)是到2025年實(shí)現(xiàn)銷售額高達(dá)400億歐元，并計(jì)劃每年投資約5億歐元以擴(kuò)大全球產(chǎn)能。

ASML占據(jù)全球60%以上的光刻機(jī)市場(chǎng)份額，也是全球唯一一家能夠供應(yīng)7納米及以下芯片所需的EUV光刻機(jī)的廠商，所以，其一舉一動(dòng)都會(huì)受到關(guān)注。ASML公司今年在韓國(guó)建設(shè)的半導(dǎo)體集群已經(jīng)啟動(dòng)，占地16000平方米，全部計(jì)劃于2024年完工。大規(guī)模的布局亞洲市場(chǎng)，要說(shuō)不考慮中國(guó)市場(chǎng)確實(shí)沒人相信，畢竟目前對(duì)DUV光刻機(jī)有大量需求的，也就剩下中國(guó)市場(chǎng)了，目前美國(guó)并沒有可替代ASML的技術(shù)。

此外，高通公司等許多美國(guó)半導(dǎo)體公司很大一部分收入來(lái)自中國(guó)，抵制這些企業(yè)的產(chǎn)品將會(huì)適得其反。比如蘋果公司大部分iPhone都在中國(guó)生產(chǎn)，近五分之一的收入來(lái)自中國(guó)市場(chǎng)，銷量也大于歐美，一旦中國(guó)全面反制可能會(huì)破壞這種關(guān)系。

在2018年，高通公司對(duì)恩智浦半導(dǎo)體的收購(gòu)計(jì)劃流產(chǎn)，就是因?yàn)橹袊?guó)商務(wù)部否決掉這個(gè)收購(gòu)案。這種國(guó)外大公司抱團(tuán)占據(jù)高端市場(chǎng)的做法，被視為阻礙正在成長(zhǎng)的本土IC（集成電路）企業(yè)的出路。還有幾項(xiàng)交易，包括英特爾公司斥資60億美元收購(gòu)Tower Semiconductor的交易，現(xiàn)在正等待中國(guó)政府批準(zhǔn)。中國(guó)還可以對(duì)電池材料或藥物成分等自身已占據(jù)主導(dǎo)地位的產(chǎn)品實(shí)施出口管制，包括限制稀土供應(yīng)。

中美芯片設(shè)計(jì)和供應(yīng)鏈、組裝測(cè)試對(duì)比圖

另一方面，過(guò)半的國(guó)字號(hào)芯片企業(yè)已上市，產(chǎn)能擴(kuò)張正在進(jìn)行時(shí)。包括中芯國(guó)際、士蘭微、華潤(rùn)微、揚(yáng)杰科技，華虹集團(tuán)旗下的華虹半導(dǎo)體在港交所上市，安世半導(dǎo)體通過(guò)聞泰科技實(shí)現(xiàn)上市。

實(shí)際上，國(guó)內(nèi)芯片制造企業(yè)已進(jìn)入新一輪產(chǎn)能擴(kuò)張期，這些芯片制造企業(yè)幾乎都有新的產(chǎn)能擴(kuò)張項(xiàng)目在建或計(jì)劃落地。目前，中芯國(guó)際的產(chǎn)能最高，月產(chǎn)能達(dá)到54萬(wàn)片，今年計(jì)劃成熟12英寸產(chǎn)線擴(kuò)產(chǎn)1萬(wàn)片，成熟8英寸產(chǎn)線擴(kuò)產(chǎn)不少于4.5萬(wàn)片。此外，中芯國(guó)際在上海、北京、深圳等多地還有多個(gè)項(xiàng)目規(guī)劃落地，合計(jì)投資總額超過(guò)千億元。

長(zhǎng)江存儲(chǔ)和長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)作為國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片的代表企業(yè)，在技術(shù)取得突破后也在加緊產(chǎn)能擴(kuò)張。長(zhǎng)江存儲(chǔ)近些年先后實(shí)現(xiàn)從32層到64層再到128層存儲(chǔ)芯片的技術(shù)躍進(jìn)。

國(guó)內(nèi)一線芯片企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)張除了推進(jìn)商用進(jìn)程外，普遍都在推進(jìn)12英寸晶圓產(chǎn)線，其相較8英寸，技術(shù)難度更大，可以獲得更多的裸片，性價(jià)比更高，這也是芯片制造企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的一大體現(xiàn)。

對(duì)于當(dāng)下的格局，《紐約時(shí)報(bào)》這樣評(píng)論：“沒人知道中國(guó)是否能將這一突破應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)上，可能仍需要數(shù)年時(shí)間。但有一個(gè)教訓(xùn)：國(guó)會(huì)在辯論、修訂和爭(zhēng)吵，再用上幾年才能把事情辦成。而中國(guó)是用商業(yè)速度工作，彌補(bǔ)差距、生產(chǎn)出最先進(jìn)的芯片的努力屬于‘中國(guó)制造2025’計(jì)劃的一部分?！?/p>