中国必须根据美国的制裁重新考虑芯片战略
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在美国制裁中国的硅战略之前，中国做得并不好;现在，它被迫付出更大的努力。
2000年成立时，格雷斯半导体的目标是打造一个以北京为中心的芯片制造帝国，但也要充分利用与美国的政治关系。
仅仅过了几年，离婚诉讼程序就曝光了与时任美国总统乔治·W·布什(George W Bush)的弟弟尼尔·布什(Neil Bush)一份为期5年、价值200万美元的顾问合同。在当前的环境下，这种联系似乎是不可想象的。21世纪初，有关制造业迁移的警告主要来自欧洲和美国的工会，而不是政府，不过在中国成立的企业发现，它们必须应对严格的共有规则，以及它们的知识产权(IP)泄露给当地竞争对手。
到了巴拉克·奥巴马的第二个总统任期，对这个国家的态度变得强硬起来。在2012年的一场辩论中，他对总统挑战者米特•罗姆尼(Mitt Romney)坚称:“我们将确保中国和其他国家一样遵守同样的规则。”
中国在2014年明确表示，它正试图加快其技术发展的步伐，宣布了一项计划，即在14nm节点上尽可能快地推进finFET技术。当时，三星和台积电刚刚开始加大这种工艺的生产。英特尔已经在生产其密度稍低的22纳米产品。
国际商业战略公司(International Business Strategies)的数据显示，中国面临的问题是，尽管中国是全球一半芯片的目的地(至少在最新制裁到来之前)，但中国以外的供应商占到了芯片销售额的80%以上。许多本土采购的零部件来自外国公司的工厂，比如英特尔(Intel)、三星(Samsung)和SK海力士(SK Hynix)，以及台湾两家领先的代工供应商台积电(TSMC)和联华电子(UMC)。
一连串的五年计划都呼吁更多地从本土采购芯片，但收效有限。格雷斯最终被华弘半导体(Hua Hong Semiconductor)收购，但合并后的公司至少落后于中国的领军企业中芯国际(SMIC)几代人。到2021年，中芯国际已成为全球第五大晶圆代工公司，市场份额略高于5%。收购了格雷斯的华弘以2.5%的市场份额位居第六。
最终，中芯国际成功地组装了14nm工艺，甚至成功地生产出了所谓的7nm工艺的原型，而没有获得其他地方竞争对手可用的光刻技术。位于南京的台积电已开始强化5年多前在台湾引进的16纳米技术。
到那时，形势已经强烈转向不利于中国供应商的方向，公众关注的焦点从贸易公平转移到了国家安全问题上。唐纳德•特朗普(Donald Trump)政府在发现向受到严重制裁的伊朗销售产品后，决定打击电信公司中兴通讯(ZTE)，这是针对其他中国供应商的众多类似贸易禁令的第一个。
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在今年2月初的国情咨文中，美国总统乔·拜登的语气更加和缓。
尽管语气听起来比较温和，但美国政府迄今采取的行动旨在阻止中国获得关键技术的能力。中国在其第14个五年计划(涵盖到2026年)中确定，人工智能、超级计算机和其他领域将是其发展的核心，而中国工业将需要这些关键技术来参与竞争。
美国行动的一个重要方面是其治外法权。在一个探讨制裁对电子产品供应链企业影响的研讨会上，全球律师事务所Gibson Dunn的律师戴维•沃尔伯(David Wolber)指出，制裁措施涵盖了“使用美国软件或技术的完全外国制造的产品”。
吉布森邓恩律师事务所(Gibson Dunn)合伙人、该事务所北京代表处首席代表薛方补充称:“这实际上是对向中国提供可用于制造先进集成电路和超级计算机的技术、软件和制造设备设置了禁令。”
即使在没有明确禁止转让的地方，《出口管理条例》(EAR)也利用了多数高管在权衡与中国内地客户(甚至是那些他们可能怀疑会向中国出口零部件的客户)签订合同与如果美国认定终端客户是《出口管理条例》的目标之一，可能招致巨额罚款之间的谨慎态度。
美国认为什么是可接受的，什么是不可接受的，这之间的界限远不明确。这可以有效地扩大制裁的范围。
IDTechEx分析师Yu-Han Chang表示:“许多制造设备在14纳米和28纳米生产过程中使用相同的软件。尽管中国在14纳米技术方面几乎没有——目前只有中芯国际能够运行该技术——但目前有几家晶圆厂在运行28纳米生产线。
美国的制裁形成了一种有效的禁运，禁止向中国提供可用于制造先进集成电路和超级计算机的技术、软件和制造设备。
亚洲市场分析公司TrendForce在2022年12月指出，总部位于武汉的内存制造商长江内存技术公司(YMTC)可能会在两个方面遭受严重挤压。12月中旬，美国工业和安全局(BIS)将其列入面临贸易限制的“实体名单”，因此该公司最多只能在获得升级其晶片厂以支持下一代高密度闪存所需的设备方面面临长时间的拖延。
在这个市场上的竞争力依赖于使用先进设备来处理3D NAND闪存核心的深度刻蚀的能力。像三星这样的领先企业希望在未来几年将层数增加到数百层，使用垂直封装作为提高密度的一种方式，而不需要转向更先进的光刻技术，如EUV，主要用于2D逻辑芯片。
甚至在YMTC加入实体名单之前，TrendForce就已经将该公司2023年的比特增长率(衡量其未来竞争力的指标)从同比60%下调至仅18%。现在，这已变成7%的预测下降，“与之前的预测完全相反”。
另一方面，消费者在购买用于电脑和固态硬盘的NAND设备时选择了更安全的选择。根据TrendForce的数据，拥有YMTC合格现有产品的非中国个人电脑制造商停止了这一进程，转而寻找其他选择。戴尔(Dell)等公司紧随其后，宣布将在2024年前停止使用所有来自中国的半导体。可能的情况是，这家内存供应商将需要完全专注于中国国内市场。
华为和中芯国际最近的业绩表明，在中国大陆市场的收缩将让YMTC在中国经济不出现严重衰退的情况下继续经营下去。华为和中芯国际在最新业绩报告中都表明，它们能够通过本土业务弥补收入损失。
美国的行动是在问其贸易伙伴:你们站在哪一边?美国的行动中有某种程度的胡萝卜。2022年7月通过的《芯片法案》(CHIPS Act)提供520亿美元补贴美国的半导体生产，但获得该法案资助的企业10年内不得在中国建设新晶圆厂。
对于供应商来说，决定是否继续与中国进行贸易都可能是一个代价高昂的决定。早在2018年，荷兰光刻专家阿斯麦(ASML)就同意向中芯国际提供一些更先进的机器，这些机器使用极紫外(EUV)光源，为中芯国际提供一种更容易制造亚10nm零件的方法。荷兰政府和美国之间的谈判已经严重拖延，这意味着合同现在不太可能很快履行。对阿斯麦来说，整体财务影响有限。在阿斯麦最近的账目中，中国市场收入仅占其总收入的15%。
失去业务的财务成本可能对在中国大陆拥有晶圆厂的外国企业造成更大的损害，这些企业包括台积电(TSMC)以及韩国企业三星(Samsung)和SK海力士(SK Hynix)，这两家公司都在中国大陆拥有自己的内存晶圆厂。与YMTC等中国本土供应商相比，无法在世界其他地区为中国制造的设备找到客户，可能会对它们造成更大的伤害。YMTC可能能够依靠政府增加的支持。总体而言，2022年韩国出口总额增长6.1%，达到历史最高水平，但对其最大贸易伙伴中国的出口下降4.4%。
如果中国选择扩大其目前保密的实体清单，那么减产将进一步加剧。该清单禁止某些供应商与中国客户开展业务。在存储器和其他芯片价格暴跌的半导体经济中，供应商将更难承受失去业务的痛苦。
美国甚至限制了生产设备的能力，这些设备将使中国已经在生产的硅工艺产能得以扩大。上海微电子设备有限公司(Shanghai Microelectronic Equipment)已开发出可制造90纳米工艺节点芯片的光刻机，并宣布了迅速转向28纳米工艺的计划。90纳米工艺是15年前首次在西方推出的。但一年前，该公司发现自己上了BIS实体名单。为了继续发展，该公司需要在当地找到更多关键部件的来源。
IDTechEx的Chang估计，即使没有目前的限制，中芯国际也需要7年时间才能赶上当今的技术领先者。在目前的限制下，这项工作要困难得多。她说:“中国将不得不自己设计从软件到设备的一切，以及每一道制造工艺。”
双轨5克
对中国的制裁甚至正在影响中国以外的技术发展。在华为实际上被逐出西方市场之后，两个平行的5G生态系统的发展现在似乎不可避免。然而，这种情况对于手机来说并不罕见:4G时代可以说是一个例外，因为它是第一代反映全球标准的想法。在国家层面的竞争中，上世纪90年代末建立统一3G标准的最初计划，被欧洲、美国和中国推进为三个不同的系统。
西方计算机和网络供应商从中国取消关键合同中看到了一个机会，可以推动这些系统的设计方式发生改变。蜂窝运营商的主要供应商专注于垂直整合的产品，可以提供有保证的服务水平。
华为被移除后，市场进入者激增，他们旨在利用向OpenRAN标准的转变，该标准将允许低成本的“白盒”设备在管理网络方面发挥更大的作用。
有可能，一个多天线基站可以使用三到四个不同供应商的产品组装，而不是从一个供应商那里购买。风险在于不同的产品引入了额外的延迟或不兼容性，运营商必须解决这些问题，而不是供应商的责任。出于这个原因，现有的供应商爱立信和诺基亚可能能够保持他们在市场上的地位，即使运营商喜欢成本节约和供应商选择OpenRAN可能会给他们带来的想法。
另一方面，在中国，华为似乎将继续作为该国蜂窝网络设备的主要垂直整合供应商，而瑞典供应商和关键的5G设备供应商爱立信实际上被拒绝进入。
“开放道路”制裁绕道而行
围绕技术的制裁和出口限制网络的一个讽刺之处在于，中国和美国的军事团队最终可能会使用相同的电子设计工具。5年前，美国军事研究机构Darpa创建了一个项目，以支持各国防机构以及其他用户的芯片开发。这些用户认为，由于商用EDA工具的成本太高，他们有可能被挡在具有竞争力的半导体技术之外。商用EDA工具的供应商越来越关注致力于大批量或高价值产品的用户。
在2022年的设计自动化会议上，DEVCOM美国陆军研究所硅技术团队负责人Peter Gadfort表示，即使是EDA工具的合同签署过程也已成为一个主要负担，有时间限制的许可证往往与项目时间表不一致。
转向由Darpa赞助、主要由美国大学研究人员团队开发的开源OpenROAD工具链，让Gadfort的团队克服了这些问题，并研究了先进到16nm的工艺。
由于先进的芯片设计工具被关闭，中国的工程师们可能会发现自己转向同样的、更容易获得的软件。中国政府已经开始呼吁国内行业领袖完全专注于另一项开源计划，因为从Arm等公司获得先进内核的渠道已经关闭。RISC-V架构已经在许多项目中使用:去年年底(2022年)，11家公司在上海的一次会议上展示了他们自己的设计。
虽然术语“开源”意味着容易获得，但情况比这更复杂。阻止美国向受制裁国家出口专有技术的同样控制也适用于“copyleft”许可下的源代码。一些著名的开源贡献者主张对谁可以访问源代码进行更严格的限制。
她称之为希波克拉底许可证的创造者科拉琳·阿达·埃姆克(Coraline Ada Ehmke)在2020年初的一次演讲中引用了冷战时期科学家用来总结他们对技术用于武器的担忧的锁匠寓言。Ehmke认为开源贡献者应该尝试对他们的代码进行更多的限制，以防止它被用于武器或大规模监视。其他人则认为开源软件应该保持中立，尽管美国政府已经采取行动，减少它认为是敌人的国家对开源软件的访问。
例如，OpenROAD的核心代码存储库由总部位于美国的Github托管，Github必须遵守美国政府的《出口管理条例》(EAR)，并且迄今为止已对伊朗、俄罗斯和叙利亚用户限制访问其网站的请求采取了行动。同样，谷歌也限制了Android的使用，以回应针对华为的制裁。在此之前，华为一直是能够运行Android操作系统的手机的主要供应商。
由于访问限制，假设制裁继续存在或扩大，可能的路径是，如果工程团队决定不开发自己的直接对等产品，只在中国使用主要开源技术的分支将变得更加普遍。
北京开源芯片研究院(Beijing Open-Source Chip Research Institute)就是一个例子，该研究院声称已经开发出一款可以与Arm的一款更快的处理器核心相抗衡的芯片——香山处理器(XiangShan)。该设计的一个版本OpenXiangShan也可以在Github上找到。然而，对于中国用户来说，一个更大的问题是，随着制裁继续限制对晶圆厂设备和供应的获取，他们能否使用具有竞争力的工艺技术制造这些产品。
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