吴汉钧:晶片竞赛,鹿死谁手?
国际漫游
半导体制造是一种非常倚重知识积累的工程技术,中国在这方面的积累仍远远落后于西方国家。不过,摩尔定律已然失效,半导体工业正在另辟蹊径,设计和制造效率更高的半导体,中国在这方面可以奋起直追。
今天,我们生活中的许多物品少不了半导体和晶片:从家用电器如电视机、电冰箱、微波炉,到个人电子器材如手机、智能手表、平板电脑,再到路上的车辆,高楼大厦里的水电网络系统,数据中心的服务器,看不见的5G网络,威慑敌人的导弹系统等,少则几个,多则数千个。
美国是半导体工业的摇篮。1940至1960年代,半导体工业滥觞于美国旧金山湾区,惠普、快捷、英特尔等半导体公司陆续创建,进一步发展与完善晶体管和晶片等半导体制造。半导体的主要原料是硅砂,旧金山湾区因此得名“硅谷”。
1970年代以来的经济全球化,促使半导体制造业从硅谷流向世界各地。今天,半导体制造业最能完美体现国际分工。北美洲阿巴拉契亚山脉出产的高质量硅砂,运送到日本制成纯硅锭,切成标准尺寸的晶圆,在台湾、韩国或中国大陆的晶圆代工厂,使用荷兰生产的光刻设备印上特定的图案。这些图案设计来自硅谷苹果公司或英国ARM公司。晶圆封装成晶片,再运送到世界各地的各种工厂安装到各种产品里。
如此普及化的关键产品,难免受到地缘政治竞争的影响,中美博弈自然也要争夺半导体制造业的主导权。
2018年,美国向中国发动贸易战和科技战,特朗普政府禁止业者向中兴和华为供货,中国科技企业加紧囤积半导体,冲击全球半导体供应链。2020年全球暴发冠病疫情,加剧半导体供应链危机。汽车制造商受到的冲击最大,因为汽车制造业已形成稳定的作业和供应链,不容易快速应对半导体供应变化。
2020年疫情暴发初期,汽车零部件制造商担心消费大减而取消半导体采购合同;2021年各国重启经济活动,汽车零部件制造商要恢复采购,却发现自己落在其他电子产品制造商的后头。汽车所使用的半导体不是高利润的先进半导体,在谈判采购合同时难以得到半导体制造商的优先考虑。
另一方面,其他电子产品制造商对半导体的需求,从疫情前、疫情期间到现在都保持强劲。疫情期间居家办公提高了电子产品需求,各国又正好积极铺设5G网络,各种加密货币“挖矿”活动也推高晶片需求。
拜登上任后,美国继续针对中国科技业。美国国会最近通过总值2800亿美元(3857亿新元)的《晶片与科学法》,鼓励半导体制造商在美国设厂生产;同时,美国联合日本、韩国与台湾组成“晶片四方同盟”,重组全球晶片产业链和排挤中国。后者是特朗普贸易战和科技战的加强版,对中国的科技针对造成更大压力;苹果最近传出消息,要把部分产品生产线转移到越南,就是一个例证。
由于美国政府的限制,中国得不到荷兰公司ASML、美国公司应用材料等的最先进半导体生产设备,晶圆代工厂无法生产苹果需要的最先进半导体,只能做上一代半导体。这就好比杨过只得到《九阴真经》部分秘笈,而未能像郭靖那样学全绝顶神功。不过,中国是一个非常有吸引力的庞大市场,企业在商言商,日后会否设法规避美国限制,继续供应设备给中国也未可知,毕竟最终杨过还是成为和郭靖一样的绝顶高手。
有美国学者做过计算,经通货膨胀调整后,2800亿美元略微超过1960年代美国政府对阿波罗计划的投资。虽然资金规模堪比登月,但《晶片与科学法》会否产生深远效果还是未知数。晶圆代工厂是昂贵的生产设施(投建一座可超过200亿美元),美国劳动力成本又高,拜登政府想要撬动已高度稳定的半导体国际分工生产极其困难。台积电创办人张忠谋就认为,那会是“浪费、昂贵的徒劳之举”。
美国跨党派支持扶持政策,这是直接打脸美国向来挂在嘴边的反对贸易保护主义和支持公平市场原则。当然,美国会说是中国做初一,美国只是做十五,但这是逐底竞争,只会损害全球经济的长期利益。
半导体制造是一种非常倚重知识积累的工程技术,中国在这方面的积累仍远远落后于西方国家。不过,摩尔定律已然失效,半导体工业正在另辟蹊径,设计和制造效率更高的半导体,中国在这方面可以奋起直追。此外,中国在量子计算投入巨大,未来可能领先其他国家。
中美在新兴科技领域的角力,宛如上世纪中叶美苏科技角力再现。问题是,不论是美国还是中国,都难以在这种高度国际分工的环境里,遗世独立地生产半导体或任何其他产品。
(作者是《联合早报》国际组副主任
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