世界秩序由硅决定，芯片力量令人恐惧

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世界秩序由硅决定，芯片力量令人恐惧

2022/11/28

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半导体       西條都夫：今年5月的美国参议院听证会传出了令人吃惊的证言。商务部部长吉娜·雷蒙多表示，“调查乌克兰缴获的俄罗斯军队的坦克，发现使用了从冰箱上拆下来的二手半导体”。电子技术落后的俄罗斯因西方国家的制裁而无法采购足够的芯片，作为最后一招而使用了家电的芯片。

       雷蒙多并未提及半导体的种类，但大概率是功率半导体。坦克内部拥有自主发电机，但只能产生电压剧烈波动的劣质电力，这样将无法驱动火力控制系统。在此情况下，需要的是调节电流的功率半导体。但俄罗斯无法自主生产，似乎通过二手半导体的借用勉强驱动了坦克。

       说实话，功率半导体并非尖端产品，接近于普通的通用品。但是，俄罗斯连这种半导体都难以采购。这一点或是正是当初被认为将以强大火力压倒敌人的俄罗斯陷入苦战的主要原因。

       比如导弹精确制导所需的半导体，需要比功率半导体相差悬殊的高水平技术。导弹的尖端搭载“雷达寻的制导”这一从远程也能准确掌握地面地形的探测系统、以及时时刻刻计算轨道与目标偏离的微处理器。此外，还具备操控导弹尾翼、灵活修正轨道的功能。


       防卫相关领域的资深技术人员解释称，“在位于导弹尖端的驾驶席的位置，类似千里眼的传感器、计算速度极快的处理器以及灵活驱动尾翼的肌肉达人（致动器）汇聚一堂，驱动导弹径直飞向目标”。

      顺便说一下，这些“乘客”全都由各种芯片构成，1枚导弹配备的芯片轻松超过1000个。芯片的性能越提高，制导的准确度也越高，对敌人的打击能力和导弹拦截能力也随之提升，这一点不言而喻。

        经济史学家克里斯·米勒(Chris Miller、美国塔夫茨大学）将近著《芯片大战》(Chip War)》的最初一章定为“From Steel to Silicon（从钢铁到硅）”。在第二次世界大战期间，钢铁的产能决定各国的战争执行能力，美国击败了日德。随后，维持美苏的核均衡，但自1990年海湾战争前后起，硅（芯片）开始打破这一均衡。

        即使两个阵营拥有同等的火力，如果在令导弹击中目标地点的制导能力上产生差距，均衡就将变为不均衡。乌克兰的现状彰显出在“硅”的战场上，美国等西方国家目前的优势巨大这一现实。

        在美国哈佛大学取得应用物理学博士学位的麦肯锡公司（McKinsey&Company）的副合伙人土谷大指出，“随着AI的发展，从战争机器人那样的致命性自主武器系统（LAWS）开始带有现实意味的2016年前后起，芯片的战略重要性提高了一档”。

      从那时美国开始明显警惕中国的技术追赶，开始采取严格的限制，可以称之为“准有事模式”。尤其，今年10月美国出台的新限制不仅针对企业，还罕见地针对个人。

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      美国禁止美国人参与中国尖端半导体的开发和生产。据美国媒体报道，以前在当地常驻、为中国半导体产业的发展做出了贡献的在中国企业就职的美国工程师已开始纷纷回国。

      据克里斯·米勒介绍，半导体产业的特点是垄断性强。比如：存储器方面，韩国2家企业占到世界市场的44％，基于处理器的算力37％由微细加工出色的台积电（TSMC）等台湾企业供应。

      对量产尖端半导体不可或缺的制造装置市场由荷兰ASML、美国应用材料公司及Tokyo Electron (TEL)等日美欧五大企业主导。高端半导体的设计软件几乎由美国垄断。

硅晶片（资料图）

      也就是说，价值链的关键在于咽喉点，只要掐住了咽喉点，就可以对中国和俄罗斯进行技术封锁。相反，如果因为地震和战争，台湾的尖端半导体工厂停工，没有可以取代的工厂，全球就会陷入混乱。美国政府拿出巨额补贴吸引台积电的尖端工厂落户亚利桑那也是为了减轻这种地缘经济学风险。

      半导体对世界秩序的形成发挥着不可忽视的作用，在这种背景下日本也不能放弃。比如：富士通面向超级计算机“富岳”开发的专用处理器“A64FX”兼顾了高性能和低耗电量。富岳现在在世界超级计算机中仍排在最前列，主要是因为这款处理器的出色设计理念。

      指挥A64FX系统开发的富士通总监草野义博说：“虽然日本的半导体走向衰落，但仍占优势。甚至乐观地说可以卷土重来”。这是一场围绕半导体的举政府和企业之力的综合竞争。

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network 发表于 2023-1-21 08:18
美国禁止美国人参与中国尖端半导体的开发和生产。据美国媒体报道，以前在当地常驻、为中国半导 ...

半导体纳米竞争的盲点，中国笑到最后?

2022/11/22

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半导体      太田泰彦：提到技术竞争时，焦点不可避免地集中在最先进的数字上。就半导体而言，就是在芯片上的电子电路的线宽。“纳米”的意思是“十亿分之一”，成为衡量微细加工技术的一个单位。

      英特尔在7纳米掉队。只有台积电（TSMC）和三星电子能够达到5纳米以上至3纳米。这两家企业正在进行一场2纳米的竞赛，看谁能在三年后实现大规模生产。比较数字的话，的确很容易理解。但事实上，制造商是用不同的设计制造电路，因此真正的集成水平不能与各自单方面宣布的纳米级数字相提并论。

在日本政府的支持下成立半导体制造企业“Rapidus”（11月11日东京港区，Kyodo）

       在日本政府的支持下新成立的半导体制造企业“Rapidus”提出了“超越2纳米”的大胆旗号。就任社长的小池淳义希望大干一场，为工程师们鼓劲，在日本创造颠覆性创新。数字本身并不是目标，而是表明了追赶台积电和三星电子、重回硅业强国的决心。

       日本进入这个领域可能会使纳米竞争进一步升温，但“体力”最好的中国不参与这场竞争，因为美国已经切断了通往中国的先进技术的流动。出口管制扩大到与先进加工有关的所有产品、材料和知识产权（IP）。如果美国以经济安全为由实施制裁，其盟友日本和韩国，以及台湾都别无选择，只能服从。

三星电子宣布量产3纳米半导体

      因此，中国和“西方”之间的技术差距，被认为从以前3年，扩大到了五年以上。日本的电子行业似乎松了一口气，认为中国再也不能追赶了。但情况真的是这样吗？

   中国扩大上一代半导体技术的投资

      在比较数字大小的纳米竞争的背后，还有另一条“战线”。那就是上一代半导体芯片能以多大的成本和数量进行生产的实力竞争。

     中国的产业政策不仅关注先进技术。不容忽视的是在“西方”经济制裁之后，调查显示中国开始将巨额资金投入到纳米数更高领域的设备。

      例如，中国最大的国有半导体代工厂商中芯国际（SMIC）的设备投资额发生了巨大的变化。据一位日本政府的相关人士透露, 中芯国际对于先进产品14～16纳米，2020年的估计投资约为35亿美元。然而到了实施制裁的2021年，这一数额急剧减少到不到1/3，为10亿美元。

与此相反，上一代技术领域的投资正在迅速增加。28～39纳米几乎翻了一番，从33亿美元（2020年）到55亿美元（2021年）和62亿美元（预计2022年）。

       生产能力也是如此，处于领先地位的14～16纳米停滞在每月不到10万片的水平（换算成200毫米的晶圆计算）。相比之下，传统的17～27纳米显示出每年两位数的增长，从2020年的90万片到115万片，此后是130万片。在28纳米以下，线宽更大的领域，增幅甚至更大，每年增加30%～40%。

中国最大半导体代工企业中芯国际（图片来自中芯国际官网）

       纳米数字越大，产品难度越小，中国的投资和生产能力的增长也越大。似乎中国放弃了前沿领域，回到上一代技术。

       其实中国很冷静，因为全球半导体的实际需求大部分是在上一代技术领域。半导体短缺导致世界各地的汽车和消费电子制造商悲鸣的是因为技术上10纳米以上的通用品买不到。

       作为中国设备投资的结果，也许在三、四年后，全球市场将充满中国制造的低成本、高质量的上一代技术的半导体。制造业最需要的是功率半导体、传感器和控制电机的模拟元件。线宽只有28、40和65纳米。这不会因为电动车（EV）的普及和数据中心的林立而改变。

   日本赢技术，输市场

      如果是半导体上一代技术，不会受安全保障上的制约，在美国的监管框架之外，中国制造商几乎可以自由出口到世界各地。“纳米竞争”看似很简单，以至于忽略了来自中国的价格破坏能力。

      这让人想起之前的钢铁行业。日本和世界的一些大型钢铁企业，被中国压倒性的生产力量打败而被淘汰。虽然在技术上赢了，但在市场上输了。有必要关注这样的历史会不会在半导体行业重演。

       在日本半导体表面舞台上很多知名企业，如铠侠,、瑞萨电子、 索尼和罗姆。然而，日本各地实际上有大约80家不知名的上一代技术的半导体中小工厂。

       这些多是经营不善、设备陈旧，对未来没有展望的企业。在解决半导体短缺的紧急措施的借口下，日本政府在2021年的补充预算中倾注了470亿日元的补贴，但即使输血可以维持这些企业的生存，也不会把病治好。

      台积电和三星的盈利结构显示，在价格较高的纳米竞争领域，利润率更高。在这个意义上，日本的新半导体制造厂商“Rapidus”的策略是瞄准2纳米之后的目标。

台积电成为半导体生产的王者

      但是，半导体行业无法依靠一家企业的力量来复兴。如果缺乏在上一代半导体技术领域的战略，复兴的梦想最终会成为空中楼阁。

       超越日本企业成为王者的台积电，就很好地利用了技术过时的工厂。每当一项新技术被开发出来，就会建一个先进的工厂，而之前的先进工厂就会成为一个上一代技术的工厂。这是一个聪明的商业模式，在质量和数量上都保持着不懈的竞争力。

      进行纳米竞争的尖端产品，被安保的理论管理了企业。在这一领域，中国可能会孤立而失败。但另一方面，自由贸易的逻辑在上一代技术的半导体产品中起作用，数量是最重要的，中国应该能够在贸易战中显示出实力。谁会笑到最后呢？

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台积电最近的季报电话会议透露出重要的讯息：
美国生产的芯片会“贵很多”。
主要原因就是，芯片工厂的建设成本比台湾工厂贵4-5倍。
包括劳动力成本、各种向当地政府申领的许可证、通胀，以及工人技能提升成本。
下午8:30 · 2023年1月20日
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徐老猫
@raycat2021
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@raycat2021
美国工人的能力赶不上台湾工人。
必须花费巨资对美国工人进行培训，提升其技能。
美国本地工人素质比不上台湾，池子也小。

电话会议暗示，台积电会大幅度提价，好在苹果、英伟达和AMD等大客户盈利非常好，足以消化成本。
徐老猫
@raycat2021
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最后台积电说，在美国和日本建设全新的工厂，只是个开始，整个半导体生态链需要重建， 才能更好的消化增加的成本。

结论：张忠谋在台积电亚利桑那工厂仪式上说过，我们熟悉的全球化已死。
这个季报透露出来的信息呼应了他的判断。
每个人都要适应新的现实：iPhone这样的产品只会越来越贵。
₿allet Dancer
@entropycurve
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@raycat2021
intel不是也拿补贴说建了一个厂了吗？难不成intel是入股的TSMC亚利桑那的厂？
徐老猫
@raycat2021
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@entropycurve
英特尔的厂和台积电的厂应是打擂台的
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m
@edd0987382991
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@raycat2021
Intel代工成本是接近tsmc的一倍，而且台積部分報價是低於同業。現在取消投片，之後景氣轉好需要產能就慢慢等吧。而且代工是高階服務業通常要跟design house緊密配合，很難說換就換。

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拜登拉拢盟友扩大对中国晶片围堵 日荷或加入美国限制对华技术出口
来自 / [size=1.4]联合早报发布 / 2023年1月21日 5:00 AM



一旦美国和日荷联手，北京可能会在获取制造最先进半导体所需的技术或人才方面，陷入更孤立的境地。（路透社）

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[size=1em]美国对华实施晶片出口管制，正是看准了中国高度依赖进口晶片，来发展商用和军用产品。面对美国的围堵，中国开始寻求减少对进口晶片的依赖。

[size=1em]（达沃斯彭博电）知情者透露，荷兰和日本这两大半导体设备制造国可能最早在本月底同意参与美国对中国的晶片围堵，敲定对华技术出口措施。

[size=1em]日本首相岸田文雄及荷兰首相吕特本月已在白宫与美国总统拜登讨论了他们各自的方案。

[size=1em]吕特星期四（1月19日）在瑞士达沃斯世界经济论坛间隙受访时表示，“相当有信心”能达成协议。

[size=1em]拜登政府去年10月宣布涵盖面广、针对中国的晶片出口管制措施，不仅限制美国制造的晶片制造设备出口到中国，也禁止美国公民为中国晶片制造商工作。预计日荷的对华出口限制不会如美国那么广泛，即便如此，一旦美国和日荷联手，北京可能会在获取制造最先进半导体所需的技术或人才方面，陷入更孤立的境地。

[size=1em]全球主要晶片设备制造公司，美国占比最多；荷兰阿斯麦公司（ASML Holdings NV）几乎垄断晶片制造当中不可或缺的光刻机生产；日本东京电子（Tokyo Electron）是全球第四大半导体设备制造商。

分析：若无法获得技术产品 中国很难制造最先进晶片

[size=1em]分析员指出，若无法获得上述公司的产品，中国制造商将几乎不可能组建生产线，制造最先进的晶片。

[size=1em]彭博社就日本及荷兰将加入美国之列，限制对华技术出口，向白宫国家安全委员会发言人质询，但对方不予置评。

[size=1em]半导体已成为中美战略博弈的一个主要战场。美国是晶片技术的发明者及最大供应源，中国则是全球最大的晶片市场。美国对华实施晶片出口管制，正是看准了中国高度依赖进口晶片，来发展商用和军用产品。面对美国的围堵，中国开始寻求减少对进口晶片的依赖。

[size=1em]对拜登而言，拉拢日本及荷兰站在同一阵线，将能加强对华围堵的力度和有效性。对日荷而言，他们则须在地缘政治考虑与失去中国这一庞大市场之间，做出衡量取舍。

[size=1em]美国众议院外交事务委员会主席、得克萨斯州共和党众议员麦考尔发布文告说：“赞扬拜登政府与伙伴国合作，对生产高阶半导体的设备实施出口管制”。他说将密切关注美国与日荷的谈判细节。

[size=1em]荷兰首相吕特受访时说，即使谈出结果也“可能不会有高调的宣布”，“目前还不清楚，这有点取决于与各国磋商的进展情况”。

[size=1em]美国政府宣布管制措施之后，美国一些晶片制造商警告投资者，他们可能损失来自中国的数十亿美元营收，而如果海外同行可以继续不受限制地与中国进行晶片交易，那美国制造商恐将失去市场份额。

[size=1em]东京电子表示，其业务已因中国客户被打压而受到影响。ASML则说，其产品在中国以外的市场也有需求量，足以弥补中国营收的缺口。