美国对中国的芯片战争意味着什么

拜登政府公布了最新的对中国芯片科技的禁运措施,扩大了禁运范围,还涉及美籍人员。如果说之前美国的禁运集中在最先进的领域,远离中国当前实际前沿,现在几乎短兵相接了,灰色地区基本消失。

芯片是狭义的说法,也特指产品化的具体芯片,广义的说法是先进半导体。中国的芯片设计技术已经达到很高水平,但在技术生态和工具方面还相当依赖美国主导的体系。美国的芯片战争从芯片设计(包括IP、EDA等)到先进半导体制造(尤其是人们耳熟能详的EUV、DUV和光刻胶等),华为被禁运时主要集中在设计,这一波主要集中在制造。

在设计方面,中国正在从开源IP上突破封锁,EDA等设计技术方面也在随着大量实践而完善起来。科技是干出来的。美国对技术生态和工具的主导上因为干得早,后来的人形成路径依赖。但要是本没有路,或者现成的路不让走了,那就走自己的路。中国已经主导自主驾驶语境的国际标准,正是因为中国是先行者,有大量实践。芯片生态也是走得通的,工具集也是可以自主化的。这肯定不容易,但不得不走,总不能给憋死。

中国的先进半导体科技还比较落后,但在迅速赶上来。之前美国专注于禁运最前沿的先进半导体科技,对于次前沿的先进半导体科技还比较宽松,留出灰色空间,并不是放中国一马,而是为了给美国公司留出做生意的空间。只要中国还高度依赖从美国进口的先进半导体,美国就拽着中国之马的缰绳。

但中国先进半导体科技在迅速赶上来,留给美国公司的盈利空间正在受到压缩。更重要的是,中国离突击最前沿的位置更近了。如果说最前沿先进半导体科技是美国利益的核心区,次前沿就是缓冲区。要是美国继续有信心控制缓冲区的话,未必需要以美国公司的“剩余盈利”为代价,抢占缓冲区。正是看到缓冲区即将失守,才发动战术反击,抢占缓冲区。

从这个角度来看,美国的行动不是进攻,而是防守,目的是把缓冲区也变成防御区,阻滞中国在先进半导体方面的挺进。

先进半导体的战争从特朗普时代开始,在拜登时代延续。中国对“逢特必反”的拜登可能缓解科技战的预期完全错判。事实上,拜登可能也对中国错判了。在大选时,他还回击特朗普,说中国根本不足为虑。这当然可能是“逢特必反”的大选用语,也可能是拜登的真实认知。

拜登貌似政界经验丰富,上任以来,不乏“祸从口出”的先例,要么是老糊涂了,要么美国资深政客的水准已经不过如此。看来相对衰落不仅体现在综合国力,也体现在领导人的素质上。

事到如今,中美科技战将成为持久战,对此人们不再怀疑。先进半导体战是科技战中的一个大头,人工智能、量子科技、生物科技都是一部分,但先进半导体是硬件基础。有意思的是,在人们关注的航空航天方面,眼下还相对平静。航天方面已经脱钩,美国已经无从下蛆。军航从来就没有真正挂过钩,民航方面不知道美国判断中国还不成威胁,还是中国已经事实突破门槛,这个阵地只能放弃。新能源不是美中科技战的一部分,因为在这个战场上,美国已经输了。

科技战与真正的战争还有点不一样,美国无法使得中国已经形成的科技能力消失,只能在中国想要而只能进口的能力方面禁运。这与俄罗斯向欧洲供应天然气有点相似。断供的威胁只有在对方依然大量进口的时候最管用。真的到涓涓细流了,对方尽管痛苦,但被迫适应了。完全断供的时候,威胁也就不成为威胁了。

真正的战争中,有逐步升级的说法,根据态势和对手,逐步增加打击烈度。问题是,打击烈度要领先对手一步,否则逐步升级就成添油了,不仅被动,而且注定失败。

逐步升级也好,添油也好,最糟糕的境地是弹药打光。这时候再也无级可升,无油可添了。问题是,轻敌使得美国以为有无限弹药可打;到意识到兵临城下时,只有把剩下的弹药全部打出这一个选择了。

弹药打光时,对方必须躺倒死去,否则这场战斗是失败的,因为已经没有弹药可打了。俄罗斯天然气就是这样的情况,俄罗斯对欧洲已经无牌可打了。现在美国先进半导体战争也差不多是这个状态:牌打光了,就只有“静观其变”了。

美国很清楚:中国先进半导体科技已经过了门槛阶段,接下来没有时间、投资和市场解决不了的。中国有投资,有市场,就缺时间了。另一方面,突破先进半导体瓶颈后,哪怕依然没有占领最前沿,次前沿以下就是巨大的市场和商机。世界正在进入信息时代,中国信息工业正在农村包围城市,下盘宽大深厚。一旦自下而上地养活自己是可持续的发展,最终打过长江去,占领最前沿。

但这需要时间,需要稳定和发展。美国要阻滞中国半导体的发展,只有在时间上抢先。事实上,这也是美国避免全面半导体断供的必须。

美国一纸禁令,可以做到对中国的先进半导体全面断供,但中国跨过海峡的一顿炮火,也可以做到对美国的先进半导体全面断供。

解放台湾不会由台湾的先进半导体制造能力来决定。但作为美国关键战略资源的主要来源,一旦中美交战,中国不会让美国继续获得台湾先进半导体的供应,美国也不会让中国完整获得台湾的先进半导体制造能力。在某种程度上,台湾的“硅盾”是纸做的,撕破只看中美谁先动手。

换一个角度来看,台海和平可能确实有一个时间问题:中美谁先完成先进半导体产业链。

中国在大力发展先进半导体制造,这不是秘密。美国也把先进半导体作为重建工业化的核心,拜登和国会的一系列大动作都说明了这个事情。中国的困难人所共知:还需要引进的关键技术装备被禁运了,需要打造整个技术生态。美国的困难则不大为人所熟悉。

美国掌握关键技术,主要技术装备和工艺诀窍来自盟国,来源可以保证。美国最大的问题在于两个:1、人才,2、下游产业。

美国的人才短缺是全方位的。台积电在亚利桑那的新工厂正在施工中,雇佣了6000人的施工队伍,但人手还是不够,开工时间已经从2022年推迟到2023年了。英特尔在俄亥俄的两个工厂需要7000人的施工队伍,州当局已经明确表示,提供不了足够的人手。拜登和国会的重建计划要启动大批基建项目,将增加施工人手的压力。

施工只是冰山一角。据估计,现在在建的美国新芯片工厂开工后,需要7-9万员工。有估计如果拉动了产业链,最终需要30万从业人员。

美国是人口大国,有3亿多人口,但芯片人才稀缺得很。由于美国芯片工业去势已久,从设计到制造,人才都缺。美国大学普遍缺乏芯片专业,现有的也在芯片制造技术方面落后于前沿,课程上还在炒多年前的冷饭,师资与设施也都老旧了,全美国只有SUNY阿尔巴尼分校有300毫米晶圆实习线,其他学校有200毫米都很少。工科教育必须与实践联系起来,否则就迅速落后于实践,尤其在远离理论、实用性很强的具体领域。美国也不能例外。美国芯片工业还要与谷歌、亚马逊、脸书等竞争优秀STEM人才。

大学只解决工程师问题,更大的问题在于技工队伍。美国大企业的操作、维修人员一般都是社区学院两年制毕业再学徒若干年后,才具有独立上岗资格。美国不仅缺乏有先进半导体资质的社区学院,更缺乏有足够STEM基础的生源。格罗方德在纽约州有一个工厂,2011年开工,此后很长一段时间里,每年需要招工300人,但当地的哈德逊河谷社区学院每年只能提供12名毕业生,这12人还不都到格罗方德。

在俄亥俄,英特尔工厂需要招工3000人,当地的洛莲县社区学院是俄亥俄州唯一能提供微电子制造人才的学校,2022年毕业班只提供了4名毕业生。

美国正在迎头赶上。2022年,普渡大学新开半导体专业,培养学士和硕士,课程涵盖化学品、材料、工具、设计、制造、封装、供应链管理等。这是美国大学里的首创。2021年,纽约州立大学(SUNY)在原有的先进半导体研究和教学基础上,大大扩大了先进半导体人才培养计划。德克萨斯大学(奥斯汀)联合多个院校,要为美国半导体工业“重新上岸”做贡献。俄亥俄的13所大学也联手响应英特尔的号召,加强芯片人才培养。社区学院也在猛踩油门。但美国STEM教育的缺失不是短时间里可以补得起来的,芯片教育无源之水的问题还是难以解决。

芯片人才的短缺也是全球性的。据报道,台湾现在短缺3万人,比2020年增加77%;韩国在未来10年至少短缺3万人,韩国大学只能提供不到半数;日本也声称在未来10年里需要新增3.5万芯片工程师。美国发动惯技,到海外去抢人才都不容易。

中国的芯片人才问题也很大,据估计,人才缺口至少30万,缺口还在扩大。但中国STEM教育大大领先于美国,芯片教育上去后,生源是不成问题的。

芯片生产出来,是需要下游产业消化的,美国下游产业的问题更大,这实际上是再工业化的问题,光靠汽车、航空是不够的。这方面,中国的优势更大。

中国的劣势在于不仅要突破芯片,还要打造半导体生态。这方面,美国的优势巨大,美国已经主导半导体生态了。

如果美国实现先进半导体制造“回岸”(reshoring),而中国大陆还没有完成先进半导体的突破(至少是次前沿、半导体生态圈关键环节初步自主化),台湾就危险了。美国可能鼓励激进台独,刺激中国大陆实行武统,在此过程中打烂台湾的半导体工业,并借机打断中国崛起。

如果中国大陆先于美国实现先进半导体的突破,哪怕只达到14nm、7nm自由,台湾也危险了。美国必将对更先进的5nm、3nm乃至更先进的半导体对中国大陆全面禁运,大陆也可以通过限购台湾半导体来打击台湾经济,将极大地压缩台独的生存空间,而美国自己的先进半导体业工业也建成在即,无力消化额外的台湾半导体,帮不上多少忙。台湾的先进半导体制造一便秘,台湾也死定了。

所以时间是关键,先进半导体是一场军备竞赛,比战斗机、航母、导弹的军备竞赛更加决定和平与战争。

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