拜登政府的四大半导体政策

扩大禁令的背景

根据中国大陆 “中国制造2025”计划, 其半导体制造到2030年时实现75%的自给自足率。为达成此目标，2021年中国大陆购买的芯片制造设备增长58%，连续第二年成为这些产品的最大市场(彭博社报道)。大陆预计将在未来五年内新建25个12英寸晶圆厂。于是美国政府紧锣密鼓地施出各种政策限令并邀约盟友支持，以打击或延缓中国大陆半导体芯片制造。就是在这样的形势下，大陆半导体制造商中芯国际(SMIC)竟然实现了一个重大技术突破 – 以成熟光刻机制造出7纳米芯片。要知道，最先进的商业芯片，不仅装在手机里，还可以用于F-35战斗机，甚至用于有朝一日可能改变战场性质的人工智能系统。中芯国际的芯片制造能力着实让美国朝野吃了一惊 (下图 YouTube)。国家安全顾问沙利文(Jake Sullivan)出面了：“后冷战时代已经彻底结束，” 美国要为关键技术设置“小院高墙”。他说“基础技术的关键点必须在这个院子里，围栏必须很高，因为不应该让竞争者利用美国及其盟友的技术来破坏美国及其盟友的安全。”前谷歌首席执行官、现任人工智能国家安全委员会主席的埃里克·施密特告诫政府，“中国政府是用商业速度工作。” 大陆有商业上也有地缘政治上的动机，要制造出速度最快的芯片。参院民主党领袖舒默(Senator Chuck Schumer)表示，美国政府不能坐视不理，必须迅速行动，去阻止中国大陆获得高端芯片制造技术。 而两年多以前对华为公司实施的禁令，已使其高端手机在世界市场归零。这一结果让拜登政府、国会两院、和产、学、研精英相信，美国拥有能力，可以决定包括中国大陆在内的世界任何高科技公司可以达到的技术水平。为了美国今后几十年的国运，为维护帝国的荣光，为保持美国人的生活方式，为山巅灯塔持续为世界指引方向，拜登政府出台了分别于2022年10月7日、10月12日和10月21日生效的新的、更为严苛的对中国大陆的人工智能和半导体制造设备和人员禁令，将光刻机的禁令扩大至深紫外线DUV。目的就是从用美国的根技术来影响大陆半导体发展能力。

具体来说拜登政府试图通过以下四方面来实现扼杀大陆半导体科技产业目的：

• 阻断高端人工智能芯片的获取；
• 阻止中国在国内设计人工智能芯片；
• 阻止中国制造先进芯片；以及
• 阻止中国获得美国制造的零部件。

1. 扼杀中国大陆的人工智能和超级计算产业 (下图 SCMP)

中国大陆是人工智能研究、人工智能商业化和人工智能军事技术的全球领导者。大陆的“军民融合”战略旨在确保其最好的商业人工智能技术始终为军方所用，并确保军方与大陆商业产业的联系紧密相连。迄今为止，美国有条件允许大陆企业购入高端芯片，不能用于军事目的，但收效甚微。例如，2015年，奥巴马政府阻止英特尔向大陆国防科技大学 (NUDT) 等大陆军事超级计算机研究中心出售其高端芯片的限制生效后，国防科技大学建造的全球领先的超级计算机里，使用的是最新的(被禁止的) Intel Xeon芯片。

拜登政府决定高端人工智能芯片不能再卖给在大陆运营的任何实体，即军方、科技公司，乃至在大陆运营数据中心的美国公司。根据商务部发给英伟达 (Nvidia) 和超威半导体 (AMD) 的官方信函，出口管制令为可以向中国销售的芯片设置了性能阈值，而任何超过性能阈值的产品都需要卖方向商务部申请出口许可证，实际上是一项禁令。这一出口许可要求不仅适用于英伟达和超威半导体，也适用于世界各地的任何生产销售芯片公司。

2. 阻止大陆获取美国制造的芯片设计软件和美国制造的半导体制造设备 (下图 Caixin)

市场上有三家领先的半导体EDA公司：明导国际公司 (Mentor Graphics)、楷登电子 (Cadence Design Systems) 和新思科技 (Synopsys)。这三家公司的总部都在美国，大部分员工都在美国 (尽管Mentor实际上是欧洲西门子的子公司)。美国在EDA软件市场的主导地位，可用以扼杀中国大陆的芯片设计行业。

美国援引《外国直接产品规则》(Foreign Direct Product Rule)，禁止全球半导体制造公司协助任何大陆芯片设计公司，从事人工智能或超级计算制造高端芯片的研发和生产制造。具体禁止的业务包括：自动设计EDA软件，和含美国技术的半导体制造设备。根据新规定，大陆公司不能使用EDA软件设计高端芯片；也禁止任何厂商生产制造大陆芯片公司设计的先进人工智能和超级计算芯片(类似迫使华为海思退出芯片设计市场的执法)。

3. 阻止中国大陆制造先进芯片 (下图 NIKKEIAsia)

大幅限制向中国大陆先进芯片公司(如中芯国际和长江存储)供应先进的半导体制造设备，达到降低大陆的芯片技术成熟度，确保美国半导体技术持续大大领先于大陆。与对AI芯片销售的限制类似，对芯片制造设备销售规定性能阈值，只能向大陆出售较旧、较不先进设备的出口。换句话说，美国要尽可能拉大领先大陆的距离，如让中芯国际 (SMIC) 的14纳米的逻辑芯片生产线停产、让长江存储 (YMTC) 只能生产低于128层的3d nand 闪存、对于 DRAM 存储芯片，设备销售限制将适用于18纳米工艺节点和18+纳米。

如果无法得到美国设备供应商持续的人员和备件支持，即使中芯国际 (SMIC) 和长江存储 (YMTC) 现有的先进生产设施能够生产14纳米芯片、128层闪存和18纳米存储，这些设施可能会被迫放慢并最终停止生产。如果大陆最先进的公司都难以为继，其他公司和设施就更不可能了。某种层度上，这些新的限制对大陆先进芯片制造商来说接近毁灭性打击，至少在大陆本土设备开发出来之前是如此。

4. 阻止中国开发自己的半导体制造设备  (下图 The Caixin)

美国拥有关键的半导体制造设备，这是半导体供应链中对中国大陆最重要的竞争优势。为防止大陆开发自己的半导体制造设备，拜登政府增加了许可证限制，阻止出口《商业管制清单》上的任何半导体制造设备组件。没有美国的组件，大陆发展其国产半导体设备产业的努力将从零开始。这会是一座极难攀登的高山。

拜登政府行动的三大要点

总之，美国不希望中国大陆拥有先进的人工智能计算和超级计算设施，因此阻止他们购买美国最好的人工智能芯片。它不希望中国大陆设计自己的人工智能芯片，因此它阻止大陆使用美国最好的芯片设计软件，并阻止世界各地的芯片制造公司为大陆芯片设计公司(或大陆任何芯片公司)生产高端芯片。最后，美国不希望大陆拥有自己的先进芯片制造设施，因此阻止了他们购买必要的设备，其中大部分设备是不可替代的美国设备。

面临的主要挑战和问题

像任何一项政策一样，美国政府的这项政策在执行过程中正在并将继续遭遇各种问题与挑战  -- 政府部门、本国企业和外国企业 (下图 The Heritage Foundation)。

1. 这些出口限制适用于在中国大陆经营的美国企业，但不适用于在印度等大陆本土以外经营的大陆企业。这大大增加了违反美国出口管制向中国大陆走私芯片的机会。因为大陆云计算巨头在境外的超大规模数据中心可购买远超其实际需要的人工智能芯片，然后将这些超额购入的芯片私下运回中国大陆。

2. 对中国大陆人工智能芯片设计机构实体清单的管理存在瑕疵。大陆人工智能芯片设计机构可能几天或几周内更换名称，以逃避出口管制。而商务部尚不能相应地对大陆的规避策略做出更快、更灵活的反应。如寒武纪科技(Cambricon)这一大陆领先的人工智能芯片公司，最初并未列入实体清单。

3. 中国大陆政府利用政策和补贴，扶持本土半导体技术发展。虽然美国的封锁禁令使大陆重点发展使用旧技术节点(>28 nm)，全球半导体供应链危机表明，即使是不太先进的芯片短缺，也可能对世界经济造成重大影响。而大陆在全球半导体制造能力(>28 nm)中所占份额已从2011年的9%增至2021年的16%，成为继韩国和台湾之后的第三大生产国(包括非中国大陆公司拥有的中国设施)。相应地，大陆对世界经济的影响力也增加。经济和技术发展规律表明，中国大陆可以在既有的基础上持续迭代升级，缩小与先进半导体生产厂家的差距，甚至最终发展出本土的一流半导体供应链。

4. 开源技术可能为中国大陆在半导体供应链领域的赶超提供机会。例如，国防高级研究计划局 (DARPA) 目前正在资助开源技术的研发，这些技术可能与美国半导体公司提供的主要专有解决方案相竞争，从而为大陆提供一条非出口控制的途径，以获得所需的能力。

5. 半导体供应链中其他重要国家可能不会全力配合美国的封禁政策。没有欧洲、日本和韩国的合作，美国遏制中国大陆半导体产业的政策很难成功。但韩国，日本和荷兰的相关厂家在与大陆的半导体生产和设备交易中存在巨大的利益交换。要这些国家放弃本国利益，将美国的单边出口管制转变为多边出口管制将是一项重大挑战。

6. 最后，或许也是最重要的一点，商务部工业与安全局 (BIS) 缺乏足够的资源管理出口许可程序和执行这些出口管制。国会增加的对 BIS 的预算，绝大多数用于诸如监管对华为等公司的技术出口，和小型枪支的出口等新任务。BIS没有相应的资源去管理执行大幅增加的对俄罗斯和中国大陆的封锁禁令。

像我一样生活？  

拜登政府很清楚，为了保持和扩大美国在半导体领域的领导地位，政府需要并将继续采取行动，以使大陆永远不会在半导体技术领域赶上。而禁止大陆购买先进人工智能芯片表明，拜登政府相信关于人工智能的变革潜力及其对国家安全的影响。这一切，都是要确保美国人的生活方式、生活质量和世界领导力。需要指出的是，在武器化半导体供应链的同时，美国针对的是有限的中国大陆目标，而不是像对俄罗斯那样实行全面封锁 (继续向华为提供芯片，虽然不算最先进的)。这样做的目的，就是希望美国能长期保持芯片实力以让其发挥杠杆作用 -- 让大陆在低端发展，持续为美国和西方盟国打工，也可以挣点辛苦钱 (一年可是好几千亿美元哦)。就好像美国在对中国大陆说：咱这是双赢，你跟在我后面不断进步。什么，要达到我的生活水平？ Give me a break! 拜托，别闹。

参考资料

Allen, G. C. (2022). Choking off China’s Access to the Future of AI. CSIS. 链接  https://www.csis.org/analysis/choking-chinas-access-future-ai

Goldberg, J. (2023). When it comes to semiconductors, leading is not everything. TECHSPOT. 链接 https://www.techspot.com/news/97340-when-comes-semiconductors-leading-not-everything.html

Sanger, D. E. (2022). 中国成功制造7纳米芯片，这意味着什. 纽约时报中文网. 链接  https://cn.nytimes.com/usa/20220729/us-china-semiconductors/

Swanson, A. 黄安伟.(2022). 拜登政府遏制中国技术的新全球策略是如何形成的？ 纽约时报中文网. 链接 https://cn.nytimes.com/usa/20221014/biden-china-technology-semiconductors/