12月2日,美國(guó)對(duì)中國(guó)芯片新一輪禁令的靴子終于落地。
美國(guó)商務(wù)部公布兩份最新的出口管制文件總計(jì)210頁(yè),涉及具體的出口管制條例調(diào)整和實(shí)體清單明細(xì)更新,其中實(shí)體清單涉及中、日、韓140家企業(yè),中國(guó)芯片企業(yè)占130多家,名單就長(zhǎng)達(dá)58頁(yè),本月內(nèi)生效。
本輪出口管制條例調(diào)整有兩大主題:限制中國(guó)獲得尖端高算力的人工智能芯片,遏制中國(guó)的先進(jìn)芯片制造能力。此前盛傳臺(tái)積電將斷供大陸7nm AI芯片的代工服務(wù),此次未直接提及。
此前,由于多家外媒的吹風(fēng),業(yè)內(nèi)對(duì)禁令早有預(yù)期,但真正落地公布之后,大家的反應(yīng)還是各不相同——當(dāng)晚,應(yīng)該所有的同行都在給客戶們梳理公告信息,機(jī)構(gòu)和媒體也在朋友圈、群聊里面逐一核實(shí)實(shí)體清單對(duì)應(yīng)的公司,而此前盛傳會(huì)上榜但最終未出現(xiàn)在名單中的企業(yè),則可以長(zhǎng)舒一口氣。
那么,如何準(zhǔn)確地理解這一輪“芯片禁令”,它對(duì)中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)會(huì)帶來(lái)什么?我可以先從“禁令”本身看起。
2023年英偉達(dá)的核心產(chǎn)品H100 GPU,物料成本接近3000美元
2024版“芯片禁令”的三板斧
過(guò)去幾年,美國(guó)商務(wù)部工業(yè)與安全局(BIS)都是在10月發(fā)布對(duì)華半導(dǎo)體管制新規(guī),今年受到選舉影響,規(guī)則懸而不發(fā),也引發(fā)行業(yè)諸多猜疑,其中包括廣為猜測(cè)的臺(tái)積電代工中國(guó)大陸設(shè)計(jì)芯片的紅線——Die Size<300mm2、不能使用CoWoS封裝和HBM,晶體管數(shù)量<300億顆等等。
12月2日,美國(guó)感恩節(jié)后的周一工作日,BIS一早就頒布新規(guī),不出意料地對(duì)今年的幾個(gè)主題——“人工智能”、“先進(jìn)制造設(shè)備”等管制一一進(jìn)行強(qiáng)化,對(duì)規(guī)則進(jìn)行細(xì)化。此時(shí),距離特朗普2.0時(shí)代,剩下不到2個(gè)月時(shí)間。
本次出口管制條例更新,強(qiáng)化了對(duì)高帶寬內(nèi)存(HBM)的管制措施,主要針對(duì)人工智能領(lǐng)域,可以視為對(duì)2022年10月、2023年10月的升級(jí)。
HBM芯片是人工智能算力中心廣泛使用的存儲(chǔ)器,先進(jìn)的GPU芯片,通過(guò)CoWoS等先進(jìn)封裝技術(shù),配備HBM芯片,大幅提升并行計(jì)算的帶寬,同時(shí)降低GPU集群的計(jì)算能耗。
之前有很多機(jī)構(gòu)做過(guò)H100的BOM成本分析——總成本3000美元,6顆HBM芯片的成本就達(dá)到了1500美元。
SK海力士公司生產(chǎn)的HBM3e芯片
2022年-2023年,中國(guó)GPU產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,部分企業(yè)開始排隊(duì)上市,一些主流產(chǎn)品開始導(dǎo)入HBM芯片,因此HBM芯片也成了管制對(duì)象。本輪新規(guī)增加了數(shù)個(gè)管制號(hào)碼(ECCN),對(duì)HBM芯片本身和相關(guān)設(shè)備技術(shù)一并管制。目前,該類芯片制造商以韓國(guó)、美國(guó)企業(yè)為主。
在新的“禁令”當(dāng)中,HBM的定義不再以18納米工藝制程為標(biāo)準(zhǔn),而以密度為指標(biāo),即存儲(chǔ)單元面積小于0.0019微米或存儲(chǔ)密度大于每毫米0.288Gb/mm2的DRAM,限制范圍比之前的18納米這種寬泛的的標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格、精細(xì)化。
按照管制的規(guī)定,HBM芯片如被用于先進(jìn)計(jì)算、人工智能訓(xùn)練則需要出口許可證。
在這個(gè)背景下,一方面許可證難以獲得,可能會(huì)部分重現(xiàn)2022-2023年英偉達(dá)芯片“一卡難求”的情況。另一方面,進(jìn)口HBM芯片制造設(shè)備難度也會(huì)加大。
除了對(duì)HBM的限制,新規(guī)還增加兩個(gè)新的外國(guó)直接產(chǎn)品規(guī)則(FDPR)——半導(dǎo)體制造設(shè)備FDPR和腳注5 FDPR,適用于先進(jìn)芯片制造設(shè)備,是對(duì)中國(guó)先進(jìn)制程芯片制造的進(jìn)一步合圍。
自2021年起,美國(guó)對(duì)荷蘭光刻機(jī)出口中國(guó)多有干涉,經(jīng)過(guò)數(shù)年,美日荷的設(shè)備管制基本同步。過(guò)去,按照美國(guó)出口管制規(guī)則,外國(guó)產(chǎn)品出口到中國(guó),通常當(dāng)其中含有受到美國(guó)許可證管控的成分合計(jì)超過(guò)總價(jià)值25%才需要獲得美國(guó)許可證。
按此次半導(dǎo)體制造設(shè)備FDPR,不管是德國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)制造的設(shè)備,只要使用了特定的美國(guó)技術(shù)和軟件,或者含有利用美國(guó)技術(shù)或軟件的部件,也受到相應(yīng)限制,其范圍急劇擴(kuò)張,對(duì)全球設(shè)備企業(yè)的震懾效果空前。不僅進(jìn)口受限,國(guó)產(chǎn)自研也會(huì)受限。
腳注5名單的FDPR只針對(duì)特定的十多家中國(guó)企業(yè), 包括福建晉華、武漢新芯、中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司、上海集成電路研發(fā)中心等,打擊范圍還有限,但按照過(guò)往慣例,名單的擴(kuò)大只是時(shí)間問(wèn)題。
此外,用于先進(jìn)芯片制造的設(shè)計(jì)工具(EDA)的限制也被加強(qiáng)。EDA工具雖然早就被嚴(yán)控,但由于是軟件的特殊性,管制難免鞭長(zhǎng)莫及,此次對(duì)于使用EDA的授權(quán)密鑰、先進(jìn)制程設(shè)計(jì)用途進(jìn)行審查,屬于對(duì)該領(lǐng)域的管控加強(qiáng)。
大眾視角來(lái)看,HBM、FDPR的感知度不是那么明顯,130多家中國(guó)企業(yè)一次性被列入實(shí)體清單對(duì)感官的刺激更加突出——其數(shù)量和范圍史無(wú)前例,可以視為拜登下臺(tái)前的總結(jié)算。
美國(guó)商務(wù)部對(duì)實(shí)體清單的更新,比對(duì)出口管制條例更新更加頻繁,一直是保持滾動(dòng)更新的狀態(tài)。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),整個(gè)2024年實(shí)體清單更新就有近10次,覆蓋全球接近500個(gè)實(shí)體,中國(guó)相關(guān)主體超過(guò)50%。每次實(shí)體清單企業(yè)大都有一個(gè)或數(shù)個(gè)主題,2022年以來(lái)多是人工智能企業(yè),2024年開始以涉俄為主,而12月2日這批企業(yè)聚焦到先進(jìn)芯片制造。
本次實(shí)體清單覆蓋了100多家中國(guó)芯片企業(yè),也被業(yè)內(nèi)戲謔的調(diào)侃為“光榮榜”,包括北方華創(chuàng)這樣的設(shè)備企業(yè),也包括中芯國(guó)際北京、武漢新芯這樣先進(jìn)制造龍頭,給中國(guó)芯片制造企業(yè)進(jìn)口海外產(chǎn)品、設(shè)備、技術(shù)、軟件造成障礙。
“先抑后揚(yáng)”的一年
2022年、2023年,美國(guó)連續(xù)推出針對(duì)中國(guó)芯片制造、人工智能的重磅管制政策。不過(guò),過(guò)去幾年以GPU為代表的中國(guó)芯片設(shè)計(jì)、制造和先進(jìn)封裝技術(shù)等仍然在穩(wěn)步發(fā)展。
所以,拜登政府選擇在下臺(tái)前,延續(xù)過(guò)去幾年的管制邏輯,并對(duì)管制條款整體進(jìn)行升級(jí),手段精準(zhǔn),對(duì)國(guó)際供應(yīng)鏈、中國(guó)自研進(jìn)度都將造成深遠(yuǎn)影響。
美國(guó)不斷的升級(jí)管制措施,也說(shuō)明中美科技競(jìng)爭(zhēng)的核心是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè), 而半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中,雖然人工智能是當(dāng)下和未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),但人工智能為表,芯片制造為里,后者仍然是最重要的環(huán)節(jié),也是競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)。
從全局的視角來(lái)看這一年的出口管制,美國(guó)對(duì)華出口管制政策雖然更為成熟,但上半年到11月份美國(guó)大選,基本上是靜水深流。直到大選后,市場(chǎng)上傳聞不斷,注定了在權(quán)力交接前,新一輪政策會(huì)推出。
2024年的政策明顯延續(xù)了前幾年的主題——“人工智能”“先進(jìn)制造”“俄烏沖突”“華為”,具體的管制政策、黑名單、跨國(guó)聯(lián)合行動(dòng),都圍繞前面幾個(gè)主題展開。
2022年10月起,人工智能和先進(jìn)制造成為對(duì)華管制的焦點(diǎn),美國(guó)對(duì)人工智能算力芯片的出口限制幾經(jīng)修改,而先進(jìn)制造則是牽一發(fā)而動(dòng)全產(chǎn)業(yè),光刻機(jī)的銷售直接影響中國(guó)的芯片制造能力。此外,2024年也加入了幾個(gè)新的關(guān)鍵詞,即“量子計(jì)算”和“聯(lián)網(wǎng)汽車”。
“量子計(jì)算”早在2018年就被美國(guó)政府列為新興戰(zhàn)略科技,雖然當(dāng)前技術(shù)尚未成熟,但美國(guó)2024年5月將中國(guó)的量子技術(shù)企業(yè)列入實(shí)體清單,限制獲得美國(guó)技術(shù)和設(shè)備,為未來(lái)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)埋下伏筆。就“聯(lián)網(wǎng)汽車”而言,美國(guó)BIS在9月發(fā)布草案,計(jì)劃對(duì)中、俄的聯(lián)網(wǎng)汽車相關(guān)軟硬件進(jìn)行限制,一旦生效就意味著巨大的美國(guó)市場(chǎng)對(duì)中國(guó)的車聯(lián)網(wǎng)硬件、軟件系統(tǒng)企業(yè)關(guān)上大門。
而華為作為中國(guó)領(lǐng)先地位的科技公司,其強(qiáng)大的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力一直被美國(guó)忌憚,雖然在2024年新規(guī)中已經(jīng)不是中心位置,但一直是美國(guó)出口管制監(jiān)控的重點(diǎn)之一。
總體而言,2024年是管制步步深入的一年,前十個(gè)月波瀾不驚,看似沒(méi)有重磅炸彈,但目標(biāo)清晰,規(guī)則越發(fā)嚴(yán)密。隨著12月2日這一輪新規(guī)則發(fā)布,管制力度達(dá)到了2024年最高潮。
層層加碼背后:抓大放小不傷自己人
2022年10月7日,美國(guó)對(duì)中國(guó)先進(jìn)芯片制造進(jìn)行管制,被業(yè)內(nèi)稱之為“1007新規(guī)”。
在這一階段,中國(guó)芯片制造企業(yè)進(jìn)口先進(jìn)制程即14/16納米邏輯芯片、128層或以上的NAND存儲(chǔ)芯片、18納米或以下的DRAM芯片的美國(guó)設(shè)備需要許可證。當(dāng)時(shí)最關(guān)鍵的設(shè)備是阿斯麥的光刻機(jī),只要光刻機(jī)被卡,就無(wú)法生產(chǎn)。
2023年10月17日,美國(guó)商務(wù)部還更新了半導(dǎo)體設(shè)備的相關(guān)限制,針對(duì)波長(zhǎng)193nm、分辨率小于45nm的DUV設(shè)備修改了最低比例規(guī)則(0%最低比例門檻),要求相關(guān)設(shè)備只要包含受控物項(xiàng)超過(guò)0%,就受美國(guó)管制。
另外,對(duì)于光刻機(jī)套刻精度的DCO值,新規(guī)也做了明確的限制,小于等于2.4nm即需要受到管制(先前為1.5nm),與日本與荷蘭在當(dāng)年5月23日和6月30日分別發(fā)布的管制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)齊、加碼。
到了2024年,荷蘭、日本不但對(duì)齊美國(guó)的出口管制標(biāo)準(zhǔn),也在不同程度的加碼,比如荷蘭已經(jīng)將光刻機(jī)的許可標(biāo)準(zhǔn)從1980i,直接擴(kuò)大到1970i這種更早的型號(hào)。
美國(guó)商務(wù)部的出口管制既有層層加碼的意味,也是典型的“兩手抓”——既限制制造,也限制購(gòu)買。
不過(guò),美國(guó)對(duì)中國(guó)先進(jìn)芯片進(jìn)行出口管制,像H100、H200這種高性能產(chǎn)品無(wú)法正常出口,反而促進(jìn)了中國(guó)算力芯片設(shè)計(jì)公司的發(fā)展,但受限于國(guó)內(nèi)先進(jìn)制造的目前的水平,中國(guó)AI芯片公司只能在臺(tái)積電、三星制造。
11月份,有消息稱臺(tái)積電拒絕為中國(guó)GPU設(shè)計(jì)企業(yè)代工,隨后也有消息稱三星態(tài)度亦是如此,皆因收到美國(guó)政府的信函。
邏輯上,這是美國(guó)管制升級(jí)的舉措,但此舉并非通過(guò)頒布新規(guī)則,而是通過(guò)向代工企業(yè)發(fā)告知函的簡(jiǎn)易形式開展,具體的對(duì)照的標(biāo)準(zhǔn),即2023年10月管制規(guī)定當(dāng)中對(duì)于芯片算力的限制,具體如下:
據(jù)了解,11月份,臺(tái)積電、三星等代工巨頭就已經(jīng)按照上述標(biāo)準(zhǔn),對(duì)前來(lái)代工的中國(guó)芯片設(shè)計(jì)公司進(jìn)行摸底,以區(qū)分人工智能芯片和其他類別芯片,目前人工智能之外的尖端芯片代工未受到影響。
此外,中國(guó)的造車新勢(shì)力、手機(jī)廠商,在先進(jìn)芯片設(shè)計(jì)上也有相應(yīng)突破,也需要臺(tái)積電代工,但此類智駕芯片,手機(jī)SoC通常不會(huì)滿足上述人工智能芯片的算力限制指標(biāo),預(yù)計(jì)可以正常代工、量產(chǎn)。
總體來(lái)說(shuō),美國(guó)對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的限制是一個(gè)長(zhǎng)期策略,出口管制條例也是按年度回顧更新,行業(yè)內(nèi)外都需要認(rèn)知到,其看中的是對(duì)中國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期的削弱能力,對(duì)于特定企業(yè)如臺(tái)積電代工AI芯片進(jìn)行限制,不一定能取得很好的長(zhǎng)期收益。所以在這一點(diǎn)上,美國(guó)的管制表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)性、精準(zhǔn)性,比如限制HBM芯片出口,但采用HBM芯片的英偉達(dá)H20這樣的GPU產(chǎn)品,只要性能密度合規(guī),則可以正常出口,所以在我看來(lái),這是一種抓大放小,不傷自己人的策略。
還有一點(diǎn),大家也需要認(rèn)知到,出口管制的動(dòng)態(tài)更新的過(guò)程中,很多企業(yè)已經(jīng)適應(yīng)了這種環(huán)境,前期也在通過(guò)囤積設(shè)備等形式提前應(yīng)對(duì),這其實(shí)也反映出了中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的韌性。從與從業(yè)者的交流來(lái)看,普遍的態(tài)度是這種管制會(huì)變相加速國(guó)產(chǎn)自研進(jìn)度,之前的SoC、現(xiàn)在的GPU都在用行動(dòng)證實(shí)這一點(diǎn)。所以,面對(duì)現(xiàn)在層層加碼的出口管制,也不需要絕對(duì)的悲觀。
(特約作者 美國(guó)凱騰律所合伙人 韓利杰)
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