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從消費電子產品到汽車,中國在生產尖端科技方面展示了其能力。然而,驅動數位經濟的半導體技術卻被證明更難掌握。近年來,這一直是中國政治和商業菁英們焦慮的根源。
2022年,美國決定停止向中國出口其最先進的晶片和晶片製造工具,凸顯了中國在該行業面臨的來自地緣政治對手的依賴程度。去年12月,隨著當地晶片製造商爭相從荷蘭市場領導者ASML購買先進設備,以應對荷蘭在一月份生效的出口限制,中國對用於在矽晶片上印製電路的曝光機的進口量年比年增長了450%。它還一直在從日本大量購買半導體設備。
儘管中國政府多年來一直在向其國內晶片產業提供巨額補貼,但美國及其盟友施加的貿易限制引發了越來越多的擔憂,這促使中國加大了努力。2022年,中國政府啟動了被稱為「資訊技術創新」專案的國家驅動計畫,目的是取代外國供應商,其中包括半導體技術。更重要的是,過去政府曾敦促不願合作的晶片製造商與本地供應商合作,而現在他們的投資者和董事會將其視為一種抵禦貿易戰的保險形式。因此,中國半導體供應鏈正在穩步深化。但它能趕上競爭對手嗎?
中國的晶片產業一直籠罩著一層神秘面紗。突破和挫折往往被視為國家機密,洩露這些資訊可能會被逮捕。8月,中國科技巨頭華為透過生產一款包含7奈米 (nm) 晶片的智慧型手機震驚了世界,使其能夠達到5G網速。該公司現在據說正與中國最大的晶圓代工廠中芯國際合作,即將創建5nm晶片。華為專為人工智慧應用設計的Ascend晶片據報導現已用於百度等本土搜尋引擎巨頭和中國版ChatGPT——「Ernie」的創造者。與美國的人工智慧晶片冠軍NVIDIA一樣,華為開發了名為CANN的專有軟體平臺,幫助開發者使用其晶片建立AI模型。
儘管如此,這仍然使得中國的晶片產業遠遠落後於尖端技術。即使華為和中芯國際最終成功生產5nm晶片,它們仍將落後於韓國科技巨頭三星和臺灣晶圓代工廠台積電,這兩家公司早在2022年就開始大規模生產3nm晶片。中國缺乏先進的光刻設備將成為進一步發展的巨大障礙。去年12月,中國在光刻領域的主要希望上海微電子裝備(SMEE)的一位主要股東在社群媒體上表示,該公司的機器已經成功生產了28nm晶片——儘管他隨後迅速刪除了細節,但仍然引起大量困惑。那麼該公司仍然落後於ASML,後者的頂級機器能生產3nm晶片。
華為在2019年因受到制裁而被切斷與美國技術的接觸後,一直在培育中國更廣泛的晶片製造生態系統。據報導,它正與多家晶片代工廠緊密合作,無論是透過共同投資項目還是交換員工。去年三月,它宣稱在電子設計自動化(EDA)軟體的開發上取得了一系列突破,該軟體用於生成晶片的藍圖,華為表示這將使中國產業在生產14nm或更大晶片時不再需要依賴外國供應商的這些工具。儘管未經證實,但人們普遍認為其合作夥伴是Empyrean,一家中國的EDA工具製造商,其銷售量近年來急劇增加。
這樣的合作越來越頻繁。中國晶圓代工廠過去主要依靠進口國外成熟的機器。現在,包括中芯國際在內的一些大型晶圓代工廠更加願意嘗試本土替代品。這給了供應商一個機會獲得回饋並改進他們的設計。儘管這對晶片製造商來說伴隨著成本和風險,但中國政府據信透過向購買本土設備的晶片製造商提供補貼的方式來緩解這些成本和風險。
結果是,中國晶片製造設備製造商獲得了巨大提升。據經紀公司伯恩斯坦 (Bernstein) 稱,中國晶圓製造工具國產廠商的國內市場占有率從2019年的4%增長到去年估計的14%。用於去除晶片殘留材料的中國公司中微半導體(AMEC),在2021年控制了中國10%的市場占有率。自那以後,該公司一直在迅速從美國應用材料等外國競爭對手那裡搶奪市場占有率,其創始人尹志堯曾在美國應用材料工作。伯恩斯坦估計,中微半導體的市場占有率去年達到16%,並將在2025年左右升至30%左右。中微半導體的同行北方華創(Naura)估計,其銷售額去年增長了50%。同樣,用於半導體絕緣薄膜的中國供應商華正新材(Wazam)也開始取得進展,目前正在一家本地晶片製造商進行試用。
在中國能夠完全依賴本土供應商完成晶片生產的各個階段之前,還需要大量支援。美國商務部估計,過去十年間,中國已經向其晶片產業注入約1500億美元的補貼。現在,政府透過投資參與了整個國家的半導體供應鏈。中芯國際和中微半導體都是部分國有企業。Empyrean的大部分股份由國有企業持有。華為所在的南部城市深圳的政府持有許多與華為合作的晶片製造商的股份。這與依賴全球供應鏈相比,效率並不高。但中國官員更看重的是安全,而不是效率。他們認為這是值得付出的代價。
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