中国芯片“大跃进”遭遇美国阻挠

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美国正在采取措施限制中国大陆生产先进芯片的能力，同时确保前者在战略技术上的主导地位，中国半导体业正面临着前所未见的困难。

上周，美国限制向中国出售用于人工智能和超级计算机的高级GPU，主要厂商是Nvidia 和 AMD。

美国商务部上个月宣布禁止向中国出口用于生产下一代芯片的EDA软件。

与此同时，美国一直在推动东亚的中国台湾、韩国和日本组建“Chip 4”产业联盟，将中国大陆与国际科技生态系统隔离开来，并通过《芯片法案》加强发展本土产业的努力，向在美国本土制造芯片的公司提供 520 亿美元的补贴。

“美国正试图加强其在世界半导体生态系统中的核心作用，并确保中国无法生产最尖端的芯片，”即将出版的《芯片大战：世界最关键技术之战》一书的作者克里斯米勒，告诉半岛电视台。

“对半导体的控制不仅将塑造世界经济的未来，包括云计算和自动驾驶等，它们也是军事力量的基础。”

半导体已成为中美激烈竞争中最激烈的战场之一。除了作为现代经济的命脉，为从 iPhone到战斗机的所有产品提供动力之外，芯片还被视为解锁未来技术突破的关键，这意味着明天的全球力量平衡可能取决于今天正在开发的超薄芯片。

中国大陆与其他主要经济体一样，严重依赖中国台湾的芯片制造，中国台湾是全球 90% 以上高端芯片的来源地。

7 月，TechInsights 的研究人员报告称，中国大陆领先的晶圆代工厂可能已经获得了生产10nm以下制程芯片的能力，这标志着在多年努力超越14nm节点之后取得了重大飞跃。半导体通常通过其晶体管栅极的长度进行比较，较小的栅极通常对应较强的处理能力。

“这是一个巨大的突破，” SemiAnalysis的行业分析师 Dylan Patel 告诉半岛电视台。

自从美国对阿姆斯特丹施压后，荷兰领先光刻机制造商 ASML 被拒绝获得出口许可证以来，中国大陆一直无法获得用于生产先进芯片的最新设备——极紫外 (EUV) 光刻机。

但中国公司仍然可以使用效率较低的深紫外 (DUV) 光刻机来制造高端芯片，这种光刻机具有较大的光束波长，通常用于在不太先进的芯片上蚀刻图案。

尽管美国已宣布计划扩大对芯片制造设备的禁令，但中国大陆一直在囤积 ASML 的 DUV 光刻机，仅去年一年就购买了 81 台机器。

“晶圆厂可以使用 DUV 制造10nm以下先进制程芯片，也可以批量生产，但这并不能使它具有成本效益，”中国台湾工业技术研究所咨询总监 Ray Yang 告诉半岛电视台。“良率非常低，因此，它不是先进处理器的成本优化解决方案。”

尽管中国大陆仍缺乏生产10nm以下先进制程芯片的技术，但那里的顶级晶圆代工厂和半导体设备厂商正在合作开发国产机器以打破僵局。

中国在用外国EDA工具制造芯片方面落后多年，但在国产EDA工具方面落后了几十年。

去年，阿里巴巴推出了中国最先进的设计之一——倚天710——一款为一系列物联网 (IoT) 应用而打造的 5nm 服务器芯片。

即便如此，美国的最新限制也将使下一代芯片（5nm制程以下的芯片）的设计阶段变得更加困难。

下一代芯片预计将依赖于新兴的环栅 (GAA) 设计，该设计被广泛认为是解决将芯片缩小到无限小尺寸的物理限制的解决方案。

“禁令影响了中国的渠道，但不会影响他们未来几年的产品和收入，因为 GAA 仅适用于尚未到来的 2nm及更先进制程节点。”

“中国很难回避这些 EDA 供应商，”帕特尔说。“然而，Cadence（领先的美国EDA 供应商） 在中国大陆设有合资企业，并且与美国客户相比，在中国以折扣价提供其设计方案。因此，中国可以对那里的公司施加一些影响力。”

杨说，如果阻止中国在公开市场上购买必要的光刻设备，中国将尽其所能采购。“这可能需要逆向工程，或战略性收购外国公司……这在过去与其他关键技术一起发生过很多次，”他说。

中国大陆也在通过将资源投入到硅的替代材料（如碳）中来寻求突破，并已将碳纤维、石墨烯、碳化硅和其他碳基复合材料的研究纳入其“十四五”规划。

“这是一项潜在的未来技术，但尚未得到大规模证明，”帕特尔说。“你可以在实验室里制造出超快的芯片，但在经济上可行的模型上制造它就是另一回事了。”

“如果它真的成为未来的技术，那么中国就更接近前沿了。它需要缩小的差距相对较小。”

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