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【在芯片大战出口禁令奏效了,但我们仍在节节败退】[小人之心......](Nat

【在芯片大战出口禁令奏效了,但我们仍在节节败退】

[小人之心......]

(NationalInterest)过去三年,美国及其盟友一直 试图阻止 中国获得制造先进计算机芯片所需的设备。自2019年以来,荷兰 限制了ASML 公司生产的极紫外(EUV)光刻系统的 出口——这种价值2.5亿美元、公交车大小的设备是印刷世界上最先进半导体所必需的。每台机器包含超过10万个零件,其镜面极其光滑,即使按比例放大到德国的面积,其最大的瑕疵也不足一毫米高。

总体而言,禁令仍然有效。自2019年以来,没有一台极紫外光刻机出口到中国。然而,华为如今即将 大规模 生产数百万颗先进的人工智能芯片。

——中国的变通办法:老旧的光刻机维持人工智能芯片的生产

中国本土芯片制造实力的关键在于ASML上一代产品线。芯片制造本质上是一种印刷工艺。光刻机将光图案投射到硅片上——光束越精细,电路就越小。极紫外光刻(EUV)是迄今为止为此目的而制造的分辨率最高的设备。但它的前身,即采用深紫外浸没式(DUVi)光刻技术的设备,仍然可以合法销售给大多数中国买家。这些老旧设备使用较粗的光束,因此只能印刷较老旧、尺寸较大的电路。

中国工程师找到了一种变通方法,现在正利用旧机器来印刷接近前沿技术的芯片。通过一种名为多重曝光的技术,芯片制造商可以将每片晶圆多次送入同一台机器,从而将粗曝光层层叠加,最终形成比单次曝光更精细的特征。这种方法速度慢、浪费资源且成本高昂,但对于印刷先进的计算机芯片而言,它却行之有效。中国芯片巨头中芯国际(SMIC) 在2022年就利用这种方法生产出了7纳米芯片, 而当时他们并没有EUV光刻机。去年年底,TechInsights 证实 ,中芯国际可以使用老一代光刻机实现5纳米芯片的大规模量产。

多重曝光工艺的经济效益极其高昂。据估计,中芯国际的5纳米工艺比台积电的同类工艺成本 高出40%到50% ,而且只有不到五分之一的芯片能够达到可用标准。对于任何一家普通的芯片制造商来说,这样的数字都足以让他们放弃。但中芯国际并非一家普通的公司。在北京 475亿美元 国家芯片基金的支持下,它无需在利润率上展开竞争——因此,尽管成本高昂,它仍在以越来越大的成本生产人工智能芯片。

为了在全球范围内提供人工智能服务, 中国需要尽可能多的计算能力——因此正在大量购置老一代光刻机来生产芯片。2024年,中国企业采购了近 90台DUVi光刻机 ,比全国已安装的数百台数量大幅增加。 我们 为美国企业研究所进行的分析估计,即使考虑到多重曝光带来的损耗,这批老一代光刻设备全天候运转,每年也能生产数百万片先进芯片晶圆。华为已 宣布计划 在2026年出货160万颗昇腾人工智能芯片,据报道,北京正力争在两年内将 先进芯片产量提高五倍 。实现这一目标所需的设备已经部署在中国工厂的车间,而且还有更多设备正在运往中国。

——《打击非法半导体和导弹犯罪法案》旨在解决中国半导体领域仍然存在的脆弱性。

对于那些致力于限制中国芯片产业的美国政策制定者来说,有一个值得庆幸的地方:光刻机性能不稳定。它们需要专门的维护才能维持高产量运行——而ASML公司自己的技术人员不仅需要飞往中国提供这些维护服务,还需要提供一些特殊的 替换零件。

《硬件技术控制多边协调法案》(MATCH法案)堵上了这一漏洞 。该法案是由鲍姆加特纳众议员(华盛顿州共和党籍)及其12位共同提案人提出的两党法案,旨在限制中国获取老一代光刻机。就目前草案而言,国会已妥善处理了部分条款,应避免削弱其他条款。

该法案的三个要素至关重要,应保持不变。

首先 ,全国范围内禁止向中国销售新的DUVi产品,这可能会扩大其已经相当可观的芯片制造能力。

第二项条款 是禁止维修已安装的机器——这是该法案中最强有力的规定。如果没有ASML的工程师和替换零件,中国多年来储备的数百台超精密机器的质量将会随着时间的推移而下降。

最后,该法案的起草者将华为和中芯国际列为法律规定的受限最终用途设施是正确的——这可以防止未来的任何政府在更广泛的外交谈判中试图暂停执行出口管制。

该法案的其他一些条款需要更加谨慎对待。第三条规定,在华盛顿单方面实施“外国直接产品规则”(一项允许美国监管任何含有美国技术的产品的法律原则)之前,盟国有150天的时间采取同等管控措施。由于每台光刻机的核心部件都源自美国,这相当于对荷兰和日本的工具制造商主张管辖权。作为一种筹码,这种威胁是有用的;但作为一项政策,它应该始终是最后的手段。ASML公司2025年近 三分之一 的收入来自中国,东京电子公司超过40%的收入来自中国。行政部门将如此巨大的损失强加于国会的最后期限是不合理的。该法案中的国家安全豁免条款至关重要,允许在美国积极参与外交谈判时暂停最后期限,不应被删除。

同样,立法者缩小法案最初对低温蚀刻工具的禁令范围是正确的,低温蚀刻工具属于更广泛的设备类别,中国拥有更多国内替代品,全面禁止此类设备会给盟友带来痛苦,而不会给北京造成相应的代价。

如果对《MATCH法案》进行合理修订并严格执行,它将是解决美国最紧迫问题之一的极端方案。如果DUVi对华销售和服务持续不间断, 我们估计 ,未来几年,中国数百台浸入式扫描仪将能够打印出大量接近前沿技术的芯片——而中国迫切需要这些芯片,才能在全球人工智能服务市场与美国展开竞争。

国会现在有机会切实延缓中国接近尖端芯片制造能力的崛起。这样做将为美国制造(而非中国制造)的人工智能硬件赢得宝贵时间,从而奠定全球智能经济的基础。

——作者瑞安·费达修克 是美国企业研究所的研究员,主要研究美中关系、科技和国家实力。他同时也是乔治城大学的教授。加入美国企业研究所之前,他曾在美国国务院中国协调办公室担任美中双边事务顾问和技术顾问。瑞安拥有乔治城大学安全研究硕士学位和美利坚大学国际研究学士学位。

Julia Torres是美国企业研究所(AEI)的技术政策研究员。她拥有加州大学洛杉矶分校政治学和政府学士学位。