作者：李根（韩国国立首尔大学经济学杰出教授，加拿大高等研究院研究员）

距离美国拜登政府通过《芯片与科学法案》已经过去两年了。该法案拨款520亿美元（约2262亿令吉）以鼓励半导体制造商在美国境内扩大产能，在此期间美国还出台了针对芯片相关技术对华出口的广泛限制措施。

这些措施都是为了让美国能在微芯片方面实现自给，并阻止中国达成同一个目标。那些它们达到目的了吗？

美国限制中国获取芯片制造技术的努力，主要集中在那些占据全球半导体80%以上市场的三种最先进集成电路上：逻辑芯片（用于手机和个人电脑的数据处理）、DRAM（一种随机存取存储器，通常用于个人电脑和服务器）和NAND（闪存）。

这三种芯片中国都能生产，其中逻辑芯片来自中芯国际，DRAM来自长鑫存储，而闪存芯片则来自长江存储。虽然这些企业都不是行业领导者，但它们正在技术和市场份额方面追赶竞争对手。

但中国企业瞄准的是低端市场，而进军高端市场正变得日益困难。毕竟芯片制造的成本和复杂性都在迅速上升，而美国制裁导致中国企业极其难以获取生产最先进半导体所需的技术——特别是制程节点尺寸小于14纳米的逻辑芯片、小于18纳米的DRAM，和堆叠128层或以上的NAND存储芯片。

以荷兰ASML公司独家生产的最先进极紫外光光刻系统——价值2亿美元、用于转移芯片设计图样的“复印机”——为例，台湾芯片巨头台积电拥有200多台这类设备（其最先进的3纳米逻辑芯片制造就需要50多台），韩国巨头三星电子拥有约50台，而受美国制裁的中国一台都没有。

先进的逻辑和DRAM（12-14纳米）芯片，都需要极紫外光光刻系统来生产，而NAND芯片（由数百个具有相同几何形状的层堆叠而成）则不需要。

中国企业正在这个领域追赶三星等全球领先企业。长江存储与竞争对手产品性能相近的128层3D NAND产品，已于2021年推出。人们在2023年10月发现全球最先进的3D NAND存储芯片，就搭载在该公司于同年7月悄然推出的固态硬盘中。

中国企业奋起直追

中国或许很快就能在DRAM市场取得类似的深入进展，从而推进其微芯片自给进程。

制造高带宽存储器芯片（一种先进DRAM芯片）的过程并不一定需要最先进的光刻技术，而且这类芯片通常比节点小于10nm的传统DRAM芯片更易生产，意味着中国无需最新设备即可生产自己的版本（17-19纳米）。

中国在各类先进封装技术（比如高带宽存储器芯片所需的硅通孔）方面已经非常成熟了。

当前高带宽存储器芯片的市场需求很大。该技术克服了内存传输速度的限制，提高了能效，因此成为人工智能模型和高性能计算的首选解决方案。韩国SK海力士公司目前生产最先进的这类芯片并借人工智能热潮获利甚丰。

但中国企业正在奋起直追：虽然该国在传统DRAM和逻辑芯片相关的在美注册专利方面落后于韩台，但在高带宽存储器芯片专利方面则处于领先地位。

据报道，中国领先企业寒武纪科技和华为，已经在人工智能处理器方面取得了长足进步。

为了加快这方面的进展，中国政府正劝阻企业购买英伟达为应对美国制裁而专供中国市场的H20芯片。

中国政府推动芯片自给的政策，也促使本国芯片制造商转向本地企业购买所需设备。

因此，北方华创科技集团和中微半导体等设备生产商的收入和利润均出现大幅增长。与此同时，中国芯片设备和零部件的国产化率也急剧上升，从2021年的21%上升到了去年年底的40%以上。

短期内难扭转姿态

目前，主导芯片市场的韩国和台湾对上述举措做出了回应，它们在增加国内（尤其是高端芯片）产能的同时，压低了海外产能。三星在韩国生产其核心产品——DRAM芯片，在中国运营一家NAND工厂，还正在美国建设一家逻辑芯片代工厂。

台积电在中国为当地客户生产较低端的逻辑芯片，在台湾为美国企业（如苹果、AMD和英伟达）生产高端芯片——其四座“超大晶圆厂”均位于此地。

该公司正在美国、欧洲和日本兴建代工厂，但每个工厂的产能仅相当于其超大晶圆厂的3至5%。就算这些工厂按计划于2028年全部建成，其总产能仍然只会占企业全体产能的20%。

台积电海外工厂也将比其国内工厂落后一至两代。比如尽管台积电在亚利桑那州建造的工厂将生产2纳米芯片，但等到投产时，它们就已经落后于前沿技术了。

因此，美国在微芯片方面仍然远远无法实现自给，且短期内也不太可能扭转这一态势。而尽管中国正努力克服重大阻力以巩固自身行业地位，它也处于同样处境——尤其是在最先进芯片方面。

Project Syndicate版权所有

www.project-syndicate.org