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芯片战争从防御到相持

2023-12-28齐策

中国汽车界 2023年9期
关键词:制程算力芯片

文 / 齐策

芯片是中国与西方战略竞争的一个胜负手,但并非唯一“劫材”。《汽车人》判断,美国下一个切入点,很可能围绕算力芯片——自动驾驶和座舱,可以视为算力的一个应用方向。过去3年,中国每年算力平均增长30%,继续坐稳第二,其实也达到了美国采取行动的阈值。

8月27日到8月30日,美国商务部长雷蒙多访华。与布林肯和耶仑来访不同,前者是应中国商务部长王文涛的邀请来的,而后两者都是“经双方商定”,温度有所不同。

这让外界对双方达成有限协议,有一些期待。不过到了王文涛与雷蒙多正式会面时,官方信息只有“会谈”信息本身。

早有舆论指出,雷蒙多来访,带了两件伴手礼。一个是1979年中美建交时双方签署的《中美科技合作协定》,今年8月27日到期,美国打算续约半年。另一个则是延长日韩和中国台湾企业在大陆业务的豁免期限,今年10月到期,可能延长1年。

而雷蒙多来华前将27家中企移出“实体名单”,算是预热。虽然这些手段都充满了临时性,但总好过空着两手来谈。

芯片成抓手

《中美科技合作协定》既然是冷战时期的安排,已经不符合美国现在的战略。美国国务院表示,“如果协议立刻失效,意味着每个机构都必须与中国就具体的安排进行谈判。”这就是必须有限延长的理由。

这意味着美国寻求与中国进行技术脱钩的想法不变,只不过眼下还做不到全面斩断产业链。所以只能是占据技术优势或者找到替代的情况下脱钩,而无法解决上下游链条问题的情况下暂时合作。它反映的不是战略意图,而是理想与现实之间的矛盾。这也勾勒出美国对中国芯片产业的一系列做法。

允许日韩、中国台湾企业对大陆出口,一方面着眼于解决需求问题,另一方面受制于既有投资很难撤回的现实束缚。道理也是同样的。

美国所谓外国直接产品规则(FDPR),它不仅适用于美国芯片制造商,对世界上任何使用美国设备或软件的芯片公司都有制约力。法律和法规的“臂展”只是表象,产业技术嵌入和背后的金融体系,才是美国能将国内法延伸出去的支撑。芯片制造业被归类为电子信息类,其实其产业链是多个工业小类的融合。也是美国及其盟友对中国唯一拥有全方位上游技术优势的产业,这是美国对华战略最好的抓手。

中国面临的问题仍然是上游算力受制于人,重蹈智能手机的覆辙。

打压的后果

中企并非全无抵抗能力。特朗普时代,为了阻断华为芯片供应链,先将把源自美国的技术从25%降到10%,后来发现效果不佳,干脆降到0%,完全切断。华为因此被迫进行一系列业务和战略方向的调整。美国虽然没有达到目的(彻底终结华为),但不可否认,华为业务受到重创。

整个芯片行业也是如此。中微半导体创始人尹志尧表示,如果以2022年10月7日美国全面封锁令为分水岭。单论芯片制造的制程,以前一度落后两代(全球先进水平5nm,中国大陆14nm)。而现在落后5代(先进水平做3nm,中国重建28nm产线)。

原因在于“非美生产线”和“纯国产线”的差异。眼下争夺的焦点,集中到芯片制造流程的一些关键节点。

2023年,中国半导体招标中,国产设备占据10~18%,低于预期,这也宣告了中国芯片国产化设备推进的进度落后于规划。它预示着短期内,不但先进制程芯片设备进口替代无从谈起,就连部分成熟制程芯片制造设备,也存在良率和成熟度的问题。

好消息是今年迄今为止,中国芯片整体自给率上升到30%(这个数据存疑)。但根据海关总署的数据,2023年前6个月,芯片市场进口数量同比下降18.5%,以美元计价的金额角度,下降22.4%,至1626亿美元。降幅远大于整体进口的降幅,后者降幅为0.1%。这也侧面印证了芯片自给率的提升。

汽车很担心

我们曾经指出,高通是唯一没有被限制对华供货的美国芯片公司。但是,过去的几年,国内汽车业对美国政策的预期是非常悲观的,8155(7nm,台积电代工),在国内的市占率高达90%。这款产品至今仍是智能座舱的主流方案硬件核心。它不是没有替代者,只不过没有比它便宜的产品(28nm成熟制程),性能不如它。比它更强的芯片,明年会逐渐铺开,当然朝向更先进制程迈进,这意味着座舱芯片只能向下替代,同等能力的替代是不可能的。

而今年以来,自动驾驶芯片的发展,呈现出另一条路径。即在云端部署超大算力,车端算力升级的步伐慢了下来。即便如此,无论云端还是车端,英伟达的产品可替代性也比较差。中企(华为海思、寒武纪、地平线等)在先进制程的芯片设计上有突破,但一个是代工绕不过去,必须用台积电或者三星,这又落入了美国的钳制的范围。另一个EDA软件(用于芯片设计),目前国内华大九天拥有16nm支持。如果到7nm就必须与制造厂商深度融合,这又回到上一个问题。

我们在《车载算力芯片,正值历史转折点》一文中指出,汽车芯片种类很多,算力芯片是暂时无法绕过去的短板,也是美国人重点拿捏的对象。美国之所以没有彻底断供,原因就是解决不了需求问题。而稳定的需求,恰恰是芯片巨头保持领先的条件之一。

所以,中美在这个领域陷入了战略对峙。美国局面大优,占据了彻底的主动,但就是无法再向前一步,让中国下游产业垮掉。而美国不得不进行某些自限行为。因为从来没有一个供应商,把40%的客户需求掐断之后自己还能活得很好的。所以,无论高通还是英伟达,都很难想象被勒令彻底断供中国客户。大概率还是做出类似A800(A100显卡的性能受限版)妥协的产物。

中国则在被限制的圈子里,以较低的技术储备为基础,通过大量投资和需求拉动,重新寻求技术突破,即再发明一遍“轮子”。

打击的节点

芯片是中美战略竞争的一个胜负手,但并非唯一“劫材”。《汽车人》判断,美国下一个切入点,很可能围绕算力芯片(自动驾驶和座舱,可以视为算力的一个应用方向)。过去3年,中国每年算力平均增长30%,继续坐稳第二。其实也达到了美国采取行动的阈值。

而美国如果试图打击中国汽车产业(迄今尚未看到明显迹象),合适的点不是很多,算力需求就成为两个战略需求的交叉点。

中国面临的问题仍然是上游算力受制于人,重蹈智能手机的覆辙。但中国没有太多办法,只能向下寻求替代。这样一来,不仅是头部企业,在华运营的所有车企(包含合资独资),都会面临AOE式攻击。现在美国没有动手,可能存在某些现实困难(比如特斯拉的需求)。

如果单独制裁高端算力需求,那么就精准地打击了部署运算算力的努力。自动驾驶相关的软件算法领域,作为下游,算是首批被波及,会拖慢自动驾驶发展的步伐。

不过,考虑到国内本就有庞大市场和堪称全球最复杂的路况,国内软件算法公司发展不至于受到太大困扰。妥协版算力芯片照样能满足需求,只不过互联(多颗芯片并行)效率下降得比较厉害。

英伟达最近CFO科莉特·克雷斯的言论,其实代表了美企的看法。她表示,鉴于全球的对英伟达产品的强劲需求,短期对GPU的额外限制,不会对业绩构成实质影响。但是长期看,如果美国实施更为严格的制裁措施,英伟达乃至整个美国产业界都将在全球最大半导体市场“永久失去商机”。她的潜台词是,中国人早晚追上来,填补供应空白,并在这个领域成为美企的对手。

她是站在公司利益角度讲的,而美国政府则未必感同身受。虽然上游制裁下游永远会有利益损失,但美国政府决定付出代价,并以中国代价更大为目标,情况仍是严峻的。不过,相对于5年前毫无还手之力,尽管美国一再加码,现在中国通过整合资源,改善能力,仍从芯片的战略防御转向与美战略相持。

反击仍有限

上半年,因应芯片制造材料的限制(也源自美日荷三国协议),中国做了有限反击,即实施了镓锗两种金属的出口管制。从更上游的材料环节,对美日荷的芯片制造业造成一些麻烦。这两个金属是精心选择的,尤其是镓。这不光是不能“为一碟醋包顿饺子”的问题,更麻烦的地方在于,镓依托于庞大的电解铝产业。美国乃至整个西方,无论从铝的需求,还是原料、电力,都无法重新构建完整的镓生产链条。

果然美国没有太好的办法,只能宣布从回收中重新提炼镓。且不说回收效率和回收产业的问题,回收本身只能解决部分需求。到头来,还得寻求妥协。

而中国声称还有很多工具(用于报复),但实际情况是使用起来非常谨慎。这不光是因为它们(比如稀土)的作用是重复的,更因为眼下的僵持局面,其实有利于追赶者。

站在10年的尺度上,中国与西方在“芯片战争”中,战线移动,甚至攻守易型,都很可能成为现实。但在此之前,中国汽车产业界,作为芯片的客户,仍未体验到芯片行业那种重建的痛苦。主机厂用户们一直存在担忧,这要看中美双方未来如何定位高制程芯片(特别是算力芯片)及其设备的战略意义,是继续武器化,还是会纳入谈判筹码。现在芯片价值链被地缘政治严重扭曲,汽车作为下游产业,不应该成为下一个牺牲品。

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