美國製裁 逼大陸走自己的路

臺積電的存在和發展,扮演了美國半導體產業復甦的主要角色。 (本報資料照片)

從邊緣到核心:臺灣半導體如何成爲世界的心臟(天下文化)

中國大型政府基金的運作引起了美國政府的關注,美國歐巴馬總統於2016年委託一個科學技術顧問小組研究中國潛在的威脅。2017年該小組在歐巴馬總統卸任之前提交了一份報告,指出:「中國的產業政策,企圖透過逾一千億美元由政府主導的基金支持,齊心協力的重塑(半導體)市場,此將威脅到美國產業競爭力以及相關的國家和全球利益。」

顧問小組呼籲美國政府採取行動,以降低中國極端的產業政策可能帶來的風險,但並未建議採取報復行動或實施制裁。

2017年川普就任美國總統,美中關係丕變,美國將中國重新定位爲戰略競爭對手,並隨即啓動貿易戰。2018年7月,美國以不公平貿易爲由,對中國進口約340億美元的商品,加徵25%懲罰性關稅,半導體晶片就在其中。2019年5月美國將華爲及其子公司,列爲出口管制的實體清單,意味除非獲得商務部特別許可,它們將無法購買美國的半導體晶片。其後商務部擴大解釋,將管制範圍擴大到所有以美國技術生產的晶片,因此臺積電被迫停止替華爲製造晶片。在川普卸任總統前,還順利阻止了荷蘭的ASML將先進的EUV微影機輸出到中國,並於2020年12月將中芯國際列入實體清單,從此無法取得先進的晶圓製造設備和軟體。

拜登就任美國總統後,對出口管制採取所謂「小院高牆」(small yard, high fence)的策略。意思是管制範圍縮小,但管制強度加高,而半導體明顯劃在「小院」之內。拜登並且陸續增加出口管制的中國實體清單,2022年8月進一步禁止將可設計GAA電晶體的電子設計自動化軟體輸出中國。同年10月商務部發布全面性禁止先進半導體及製造設備輸出中國的通知,其中設備方面,明定邏輯晶片16/14奈米以下、DRAM記憶體18奈米以下、快閃記憶體128層以上的製造設備,不得售予中國廠商,在中國的外商則可個案申請覈准。此外要求美國人士在中國境內協助發展或生產先進半導體,必須事先取得核可。這兩項命令,清楚地呈現拜登的政策是以斷供軟硬體設備,阻止中國進入先進的半導體領域,以保護美國技術的領先地位。

美國的實際戰略是阻絕中國獲取尖端半導體設計和製造所需的關鍵工具,使得中國在技術發展上無法槓桿西方累積的知識,美國把這項策略稱爲「脫鉤」(decoupling),中國的學者和政策制定者則稱之爲「卡脖子」。兩位中科院的學者評論EDA禁令時,這樣說:「2022年8月11日,美國宣佈對我國禁運下一代GAA晶體管的EDA軟件,意圖阻止我國參與包括芯片設計在內的下一代半導體技術全產業鏈的競爭,把我國的半導體產業『鎖死』在當前的FinFET電晶體技術。全球在半導體物理和微電子領域的基礎研究成果,都被整合在EDA工具的製程工藝設計套件(process design kit, PDK)中,目前我國各晶片企業可以透過購買三大EDA公司的PDK包,共享全球半導體基礎研究的成果,導致我國決策者、政府人員,甚至產業界都認爲,沒有半導體基礎研究也能發展半導體產業。如今,美國已經擰熄了『燈塔』,我們進入『黑暗森林』。」

兩位學者把西方的知識和工具看成燈塔,沒有燈塔,只能摸黑工作;但自己摸索,說不定走出一條自由自在的道路。面對來自美國的「卡脖子」威脅,中國在技術發展上,很自然的重新採取了計劃經濟時期「自力更生」的舊戰術。2018年9月,習近平在考察黑龍江第一重型機械集團時說:「國際上先進技術、關鍵技術愈來愈難以獲得,單邊主義、貿易保護主義上升,逼着我們走自力更生的道路。這不是壞事,中國最終還是要靠自己。」那時候,川普剛啓動第一波的貿易戰,華爲還沒被列入實體清單,只有中興通信因違反伊朗禁運,被美國施實貿易制裁,習近平已經意識到技術戰纔是主戰役。在他心中,或許從來就認爲「自力更生」纔是技術發展的正途,慶幸改革開放以來掛鉤西方技術的策略,終於走到盡頭。

美國強迫中國與西方的半導體產業鏈「脫鉤」,或者「去藕合」,它的反作用力就把中國內部的半導體供應鏈推向「藕合」的道路,彼此抱團取暖。華爲在用罄臺積電製造的麒麟晶片後,被逼着改用高通提供的4G系統晶片(獲美國政府特准銷售),於2022年推出Mate 50的系列手機,等於實質上技術倒退一個世代。但2023年8月,華爲推出5G的Mate 60手機,搭載麒麟9000S晶片,以7奈米制程製造,震驚全世界。專家解析後,判斷這款晶片是由絕版的麒麟9000改編,製程由5奈米退縮一個世代,由中芯國際利用深次紫外線(DUV)微影機,經過重複曝光(multiple patterning),完成製造工藝。專家說,這樣做技術雖可行,但成本很高,恐怕無商業價值。

當技術發展以國家安全爲主要考量時,商業價值已不重要。在中國的「舉國體制」下,證明可以突破美國技術的封鎖,實現7奈米制程工藝,纔是政策的主要目標。重要的是,華爲和中芯國際,本來代表兩條不同技術發展路線的領頭企業,現在結盟了;這在美國實施制裁之前,是不可能發生的。當時華爲前進的速度,只受臺積電的制約;現在華爲這艘大船必須帶着中芯這艘小船前進,真正扮演旗艦企業的角色。中芯是否接着可以突破5奈米制程,不得而知,但結盟就會產生新的力量,路線整合也將提高資源使用效率,而且不一定依循西方發展的路徑。華爲Mate 60手機,搭載華爲自有的鴻蒙作業系統,因爲Android作業系統的利用,也受到美國出口的限制。對華爲來說,整個生態系都要完全內卷,才能擺脫美國的要脅。這個作業系統,可以偵測使用者是否下載翻牆軟體,替政府執行公安任務。

自2022年開始,美國也限制人工智慧晶片對中國的出口,逼使中國政府投入許多資源,進行人工智慧自主晶片的研發,由華爲、阿里巴巴、百度、寒武紀等企業,承擔這項任務。這些晶片也需要7奈米以下製程工藝,企業如果沒被美國列入實體清單,仍可尋求臺積電代工;但華爲則只能和中芯合作。美國商務部很快察覺這個漏洞,2024年11月,臺積電宣佈停止對中國客戶提供7奈米以下製程的代工服務。可見不只半導體,人工智慧技術也明顯列入拜登政府「小院高牆」的管制範圍中。

(二之二:摘自天下文化《從邊緣到核心》:更多精彩內容請下載《翻爆》APP)