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晨楓:美國(guó)在芯片領(lǐng)域“卡脖子”,中國(guó)有哪些應(yīng)對(duì)?
最后更新: 2023-02-14 12:08:45中國(guó)市場(chǎng)作為銷路對(duì)美國(guó)芯片不可靠,但會(huì)是中國(guó)高端芯片發(fā)展的另一半動(dòng)力。
美國(guó)芯片還可以向印度和越南出口,兩家正在成為緊追中國(guó)的手機(jī)大國(guó)。但越南手機(jī)集中在三星,三星自己提供芯片,美國(guó)較難插足。印度手機(jī)則有強(qiáng)制合資和強(qiáng)制技術(shù)轉(zhuǎn)移的問(wèn)題,因?yàn)橛《炔粷M足于掙辛苦錢,要通過(guò)合資和技術(shù)轉(zhuǎn)移打造自己的工業(yè)化,這是美國(guó)不愿意的。一個(gè)中國(guó)已經(jīng)夠頭大,再跟進(jìn)一個(gè)印度,Pax Americana(“美國(guó)治下的和平”,觀察者網(wǎng)注)就要繃不住了。
2020年初到2021年中世界半導(dǎo)體月銷售在計(jì)算機(jī)、通信和消費(fèi)電子板塊的同比增長(zhǎng)情況 圖源:SIA
手機(jī)的更大問(wèn)題是增長(zhǎng)趨弱,2021年通信板塊增長(zhǎng)只有1.2%,在很大程度上是被手機(jī)拖累了。相比于計(jì)算機(jī)板塊,通信板塊似乎進(jìn)入了“平臺(tái)期”,這可能反映了人們的“手機(jī)換代疲勞”。新功能、新款式“為新而新”,消費(fèi)者的買單熱情有所退潮,連一貫高大上的蘋果在推出iPhone 13的時(shí)候,也推出“iPhone 8的殼子、iPhone 13的瓤子”的iPhone SE,售價(jià)差不多比iPhone 13減半,以拉回被日增夜?jié)q的價(jià)格嚇走的消費(fèi)者。iPhone 14則被嘲為史上最物非所值的換代,對(duì)重啟增長(zhǎng)一點(diǎn)幫助也沒(méi)有。
除了通信板塊增長(zhǎng)趨平,消費(fèi)電子板塊的增長(zhǎng)有下滑的勢(shì)頭。當(dāng)然,不要誤讀,平臺(tái)期還是下滑期都是指增長(zhǎng)速度,現(xiàn)在都還在保持正增長(zhǎng)。換句話說(shuō),計(jì)算機(jī)板塊還在加速增長(zhǎng),通信板塊進(jìn)入等速增長(zhǎng),消費(fèi)電子有減速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。
芯片的研發(fā)成本隨節(jié)點(diǎn)尺寸的下降而急劇升高,制造成本也同步升高 圖源:IBS
芯片的設(shè)計(jì)、制造開(kāi)支隨著節(jié)點(diǎn)尺寸的縮小而迅速升高,5nm、3nm、2nm雖然靚麗,但說(shuō)到底,銷路才是王道,這些高端芯片只有高價(jià)才能盈利。但過(guò)高的價(jià)位對(duì)應(yīng)用是有打壓作用的。
高端芯片大量用于手機(jī)。手機(jī)對(duì)尺寸、耗電敏感,多年來(lái)“算力軍備競(jìng)賽”成為推動(dòng)芯片技術(shù)前沿的主要?jiǎng)恿?,但手機(jī)增長(zhǎng)放慢對(duì)高端芯片是壞消息。臺(tái)積電等已經(jīng)在關(guān)停部分EUV,主要涉及7nm以下的產(chǎn)能,以適應(yīng)高端芯片需求冷卻的新現(xiàn)實(shí)。這對(duì)即將上線的美國(guó)產(chǎn)能是巨大的壓力。便秘與饑餓是同樣痛苦的事情。
通信板塊也是技術(shù)脫鉤的領(lǐng)域,但對(duì)中美是不同的挑戰(zhàn):不管是5G/6G還是手機(jī),中國(guó)優(yōu)勢(shì)在于完整的領(lǐng)域知識(shí)和供應(yīng)鏈,美國(guó)優(yōu)勢(shì)在于高端芯片和部分關(guān)鍵技術(shù)。中國(guó)擁有沃土,美國(guó)擁有良種。鹿死誰(shuí)手,也未可知。
家電和一般的消費(fèi)電子產(chǎn)品是芯片消耗大戶,但對(duì)高端芯片的要求很低,需求以中低端芯片為主。在這方面,從芯片到下游產(chǎn)業(yè)鏈,都是美國(guó)的短板、中國(guó)的長(zhǎng)項(xiàng),美國(guó)芯片曲高和寡,中國(guó)芯片反而是瞌睡送枕頭。
消費(fèi)電子在進(jìn)入減速增長(zhǎng)期,家庭智能化沒(méi)有如預(yù)期的那樣增速發(fā)展,即將到來(lái)的歐美經(jīng)濟(jì)蕭條帶來(lái)進(jìn)一步冷卻效應(yīng)。但長(zhǎng)期的正增長(zhǎng)還是可以預(yù)期的。
工業(yè)電子的主體為機(jī)器人、自動(dòng)化系統(tǒng)、儀器儀表等。這是與消費(fèi)電子一樣大的板塊,而且增長(zhǎng)強(qiáng)勁,達(dá)到8.2%,反映了工業(yè)數(shù)字化、互聯(lián)化的大潮。在這方面,美國(guó)領(lǐng)先,中國(guó)在追趕。有意思的是,這一塊對(duì)高端芯片的要求并不高,但對(duì)芯片的成熟、可靠的要求很高。
比如說(shuō),霍尼韋爾是DCS的領(lǐng)頭羊,但基本控制單元的CPU還是摩托羅拉68040。這是華強(qiáng)北都難淘的骨灰級(jí)芯片了,芯片工藝在今天鏈中端都算不上,但是成熟可靠穩(wěn)定,性子摸透了,在任何時(shí)候都不出意外,而且性能夠用,所以到現(xiàn)在還在用?;裟犴f爾只是因?yàn)樾酒瑏?lái)源枯竭,并有硬件虛擬化的驅(qū)動(dòng),才轉(zhuǎn)向軟件仿真替代。
中國(guó)在工業(yè)DCS(還有PLC)方面依然在追趕,已經(jīng)解決了從無(wú)到有的問(wèn)題,還沒(méi)有解決從有到好的問(wèn)題,但問(wèn)題不在于芯片。自動(dòng)化系統(tǒng)需要各種控制、數(shù)據(jù)處理算法和組態(tài)的支持,這是領(lǐng)域知識(shí)的問(wèn)題。在可靠性方面,需要多余度冗余、熱備份等。更需要保證實(shí)時(shí)性,不能出現(xiàn)因?yàn)槟骋贿M(jìn)程卡住而全系統(tǒng)宕機(jī)的現(xiàn)象,危急時(shí)如何丟卒保車是一門學(xué)問(wèn)。另一個(gè)不同就是注重輸入輸出流量處理,但對(duì)數(shù)值計(jì)算復(fù)雜性要求相對(duì)不高。工業(yè)DCS(以及PLC)的重點(diǎn)在于軟件和系統(tǒng)架構(gòu)問(wèn)題,而不是芯片絕對(duì)性能的問(wèn)題。
高端儀器儀表也是中國(guó)的短板,但問(wèn)題在于具體的檢測(cè)和機(jī)電技術(shù)、信號(hào)和數(shù)據(jù)處理算法,芯片性能同樣不是大問(wèn)題,鮮有需要高端芯片的情況。
機(jī)器人也是一樣,“功夫在芯片外”。
與手機(jī)芯片“只要沒(méi)大毛病就用最新的”不同,工業(yè)電子芯片“只要性能夠用就用最成熟的”。在工業(yè)電子方面,中美的差距不在于芯片,美國(guó)新建芯片產(chǎn)能并不能從美國(guó)的領(lǐng)域領(lǐng)先獲益,中國(guó)的發(fā)展也不會(huì)因?yàn)樾酒款i而受阻。中美可說(shuō)機(jī)會(huì)均等。
軍工和航空航天也是一樣,而且需求與其他領(lǐng)域相比,還是較小,不足以成為主要拉動(dòng)力。2020-21年高達(dá)-11.8%的跌落可能是疫期民航市場(chǎng)萎縮的緣故。
另一方面,汽車電子雖然還略有萎縮(-0.3%),可能成為新的生長(zhǎng)點(diǎn)。
與工業(yè)電子相似,汽車電子的可靠性要求很高,但對(duì)芯片尺寸、發(fā)熱、耗電不敏感。美國(guó)大量進(jìn)口中國(guó)中低端芯片,主要去處就是汽車工業(yè)。
傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、底盤控制依然是大頭,車內(nèi)娛樂(lè)和車聯(lián)網(wǎng)成為新的剛需,但這些都不需要高端芯片。中美的應(yīng)用技術(shù)水平難分高下,在需求拉動(dòng)方面沒(méi)有實(shí)質(zhì)性差別。中國(guó)芯片產(chǎn)能還因?yàn)檫m合需要而獲益更多。
全電和插電汽車就是另一回事了,電池和電機(jī)控制是新的需求。特斯拉或許在技術(shù)上依然領(lǐng)先,但擋不住中國(guó)軍團(tuán)人多勢(shì)眾。碾壓世界的全電和插電產(chǎn)量是最大的沃土,美國(guó)芯片根本無(wú)緣插足。
美國(guó)也在大力發(fā)展全電和插電,但受制于電池。彼得森國(guó)際經(jīng)濟(jì)研究所的同一報(bào)告指出,中國(guó)鋰電池占美國(guó)市場(chǎng)的一半,其中大頭是汽車工業(yè),美國(guó)制造的使用鋰電池的小家電產(chǎn)能可以忽略不計(jì)。鋰電池本身就需要芯片管理,這一半中國(guó)鋰電池用的當(dāng)然是中國(guó)芯片。美國(guó)芯片再次無(wú)緣插足。
不過(guò)汽車電子的另一個(gè)動(dòng)力來(lái)自自主駕駛,這需要人工智能和堆算力,有可能成為高端芯片的切入點(diǎn)。但也可能走工業(yè)電子的路:算力上瞄準(zhǔn)現(xiàn)實(shí),算法上“量入為出”,可靠性第一。那樣高端芯片又只能在場(chǎng)外觀望了。
自主駕駛的最大難點(diǎn)不在于技術(shù),而是法律和信任。事故責(zé)任是老問(wèn)題了,用戶信任也是大問(wèn)題。人工智能很強(qiáng)大,但有時(shí)做出的決斷人類很難理解。在復(fù)盤“阿爾法狗”大戰(zhàn)人類棋手的時(shí)候就有這個(gè)問(wèn)題,有些看似莫名其妙的棋路最后可能對(duì)勝局有用,但就當(dāng)時(shí)的棋勢(shì),人類實(shí)在無(wú)法理解怎么會(huì)走出那樣的棋。
這樣的事情發(fā)生在自主駕駛時(shí)就危險(xiǎn)了。比如說(shuō),在碰撞不可避免的時(shí)候,自主駕駛選擇正面撞上去,用防護(hù)更好的正面硬剛。但從車上人來(lái)看,這就是完全違反常理的決策,在任何情況下都應(yīng)該盡全力避開(kāi),只有避不開(kāi)的時(shí)候才硬剛。在技術(shù)上,“不可避免”也不是非黑即白的,中間有很大的灰色區(qū)域,但門檻必須是清晰的。如何劃定門檻也是個(gè)問(wèn)題。
不能放心使用的全自主人工智能是沒(méi)法使用的。在很長(zhǎng)時(shí)間里,輔助駕駛會(huì)繼續(xù)發(fā)展,但自主駕駛還是局限在有限應(yīng)用,比如用在封閉段高速公路的大卡車,而不是買菜通勤的日用車上。作為主要需求拉動(dòng),可能還有距離。
美國(guó)重建芯片產(chǎn)能的起點(diǎn)很高,直奔最先進(jìn)的5nm甚至2nm工藝,但發(fā)展的可持續(xù)性其實(shí)很不確定。綜合下來(lái),只有計(jì)算機(jī)這一塊是沃土,但這只占市場(chǎng)的32.3%。通信板塊占31.2%,但中美半導(dǎo)體工業(yè)由于不同的原因都不能獲益。剩下的36.5%里,反而是中國(guó)的中低端成熟芯片在多數(shù)情況下更有利于獲益。
看起來(lái),中美大體平手,還是美國(guó)芯片在山上,中國(guó)芯片在山下。但問(wèn)題在通信這一塊。中國(guó)芯片在日拱一卒,逐步推進(jìn)到高端芯片是時(shí)間問(wèn)題。坊間對(duì)全國(guó)產(chǎn)高端芯片的時(shí)間表不乏悲觀,但美國(guó)軍政界并不這么看。針對(duì)美國(guó)戰(zhàn)略界預(yù)測(cè)中國(guó)要在2027年才能做好解放臺(tái)灣的準(zhǔn)備,美國(guó)海軍作戰(zhàn)部長(zhǎng)吉爾代公開(kāi)指出,中國(guó)從來(lái)都在承諾(盡管中國(guó)從來(lái)沒(méi)有承諾過(guò)要在2027年前解放臺(tái)灣)的時(shí)間點(diǎn)之前提前交卷,所以美國(guó)海軍需要在2022、23年就做好準(zhǔn)備。美國(guó)要是沒(méi)有看到中國(guó)對(duì)高端芯片突破在即,也未必會(huì)現(xiàn)在加強(qiáng)技術(shù)封鎖,力圖打亂中國(guó)的步伐。
在中國(guó)打通高端芯片瓶頸和美國(guó)打通通信板塊供應(yīng)鏈之間,中國(guó)可能會(huì)先拔頭籌。這可能激發(fā)中國(guó)芯片與需求之間的正反饋。相反,缺乏下游產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)美國(guó)新建芯片產(chǎn)能可能是負(fù)反饋。在芯片戰(zhàn)中,中國(guó)彈藥充足,美國(guó)武器精良。這是一場(chǎng)硬仗。
中低端芯片依然有利可圖,但中國(guó)不會(huì)滿足,而是依托中低端芯片,“養(yǎng)大”高端芯片。這是可持續(xù)的發(fā)展。中國(guó)碾壓世界的鋼鐵工業(yè)就是這樣養(yǎng)大的。不管是革命戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)代,還是在世界經(jīng)濟(jì)上坐二望一,農(nóng)村包圍城市本來(lái)就是中國(guó)最大的成功經(jīng)驗(yàn)。鋼鐵工業(yè)不能盯著圓珠筆鋼和潛艇鋼,芯片工業(yè)也一樣。
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本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。
- 責(zé)任編輯: 郭涵 
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