Nvidia、台积电、三星和英特尔：‘芯片战争’如何让国家卷入科技军备竞赛 - 彭博社

三星HBM芯片。

摄影师：SeongJoon Cho/Bloomberg计算机芯片是数字经济的引擎室，它们不断增强的功能正在推动生成式人工智能等技术的发展，这些技术承诺改变多个行业。当冠状病毒大流行扰乱亚洲的芯片生产，将全球技术供应链推入混乱时，芯片的关键作用得到了凸显。难怪，这些设备现在成为世界经济超级大国之间激烈竞争的焦点。

1. 为什么芯片如此关键？

它们是处理和理解大量数据所需的东西，这些数据已经与石油一样成为经济的命脉。芯片由沉积在硅盘上的材料制成，芯片（半导体或集成电路的简称）可以执行各种功能。存储数据的存储芯片相对简单，像大宗商品一样交易。逻辑芯片运行程序，充当设备的大脑，更复杂且更昂贵。获得诸如Nvidia Corp.的H100人工智能加速器等组件的访问已经与国家安全和巨头公司（如Alphabet Inc.的Google和Microsoft Corp.）的命运联系在一起，它们正竞相建设巨大的数据中心，并力争在被视为计算未来的领域中取得领先地位。但即使是每天使用的设备也越来越依赖芯片。汽车中的每次按键操作都需要简单芯片将触摸转换为电子信号。所有使用电池的设备都需要芯片来转换和调节电流。

2. 为什么会有芯片制造的争夺战？

世界上大部分领先的半导体技术源自美国，但如今却是台湾和韩国主导着芯片制造。中国是电子元件最大的市场，而且越来越希望自己生产更多使用的芯片。这使得该行业成为华盛顿关注的焦点，因为它试图限制亚洲竞争对手的崛起，并解决其所称的国家安全问题。美国正在实施出口管制和进口关税来遏制中国的芯片雄心。它还拨出巨额政府资金重新引入这些组件的实际生产，减少其认为对东亚少数设施的危险依赖。包括德国、西班牙、印度和日本在内的其他几个国家正在效仿美国的做法。

全球芯片投资

用于半导体的拨款或计划，以美元计

来源：彭博报道和研究，半导体工业协会

3. 谁控制供应？

芯片制造已经成为一个日益不稳定和独占的行业。新工厂的价格超过200亿美元，需要数年时间才能建成，并且需要全天候运转以实现盈利。所需的规模已经将拥有领先技术的公司数量减少到仅有三家 — 台积电（TSMC）、韩国的三星电子和美国的英特尔公司。台积电和三星被称为所谓的晶圆代工厂，为全球公司提供外包制造服务。世界上最大的科技公司依赖于获得最佳制造技术，而其中大部分位于台湾。英特尔过去专注于为自己制造芯片，但现在也在努力与台积电和三星竞争合同制造业务。在较低层次上，有一个庞大的行业制造所谓的模拟芯片。德州仪器公司和意法半导体公司等公司是这些调整智能手机内部电源、控制温度和将声音转换为电脉冲等组件的领先制造商。中国被阻止接触许多制造更先进零部件所需的设备，因此正在瞄准这一领域，大力投资以增加生产并占领市场份额。

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4. 芯片之战进展如何？

尽管中国进行了大笔投资，但该国的芯片制造商仍然依赖于美国和其他国外技术，他们获取海外设计和制造的芯片设备的途径正在减少。

• 2023年，美国对最尖端的芯片和芯片制造设备实施了更严格的出口管制，以阻止中国发展华盛顿视为潜在军事威胁的能力，如超级计算机和人工智能。它还敦促盟友限制中国获取一种较不先进的芯片制造技术，称为浸没式深紫外光刻，同时采取措施限制自己进口中国芯片。
• 在出口限制生效之前，中国设法囤积了大量的浸没式DUV机器。到2024年7月，华盛顿正在向盟友施压，要求禁止芯片制造设备制造商如ASML Holding NV和东京电子有限公司为这些机器提供维修和维护服务。
• 包括华为技术有限公司在内的中国领先科技公司被列入所谓的美国实体清单，这意味着美国芯片技术供应商必须获得政府批准才能向这些被列入黑名单的公司销售。
• 美国政客已经决定他们需要做的不仅仅是阻止中国。2022年的芯片与科学法案拨款390亿美元用于直接补助，以及价值750亿美元的贷款和贷款担保，以振兴美国的芯片制造。

美国在半导体推动中分发资金

超过600家公司争夺390亿美元的芯片法案拨款

来源：商务部

注：金额代表可能仍会变化的初步协议，不包括一些公司将获得的贷款和税收抵免，除了直接拨款。

• 中国并未坐视不管。华为正在中国各地建设一系列秘密半导体制造设施，这是一个影子制造网络，让这家被列入黑名单的公司规避美国制裁，进一步推动国家的技术雄心。2023年，华为推出了一款搭载所谓7纳米技术处理器的智能手机 — 比美国规定允许的更先进。
• 欧盟制定了自己的463亿美元计划，以扩大本地制造能力。欧盟委员会估计，该行业的公共和私人投资总额将超过1080亿美元。目标是到2030年将该集团的产出翻倍至全球市场的20%。
• 印度在2月批准了由100亿美元政府基金支持的投资，其中包括塔塔集团竞标建设印度首个重要芯片制造设施。
• 沙特阿拉伯的公共投资基金正着眼于一个未指明的“大规模投资”，以开启该国进军芯片领域的征程，以期实现经济多元化，减少对化石燃料的依赖。
• 日本贸易部已为2021年启动的芯片计划获得约253亿美元。项目包括两家台积电在熊本南部的晶圆厂和北海道的另一家晶圆厂，日本本土企业Rapidus Corp.计划于2027年大规模生产2纳米逻辑芯片。

全球芯片生产面临的最大风险是什么？

潜在的台湾冲突，台湾生产了大部分世界先进的逻辑半导体和许多落后的芯片。

中国长期以来声称拥有这座岛屿，距离其海岸仅100英里，威胁要入侵以防止其正式独立。美国承诺如果发生这种情况将保卫台湾。

一场战争可能会使台湾芯片制造巨头台积电与其全球客户脱钩。该公司几乎独自创建了“晶圆代工”业务模式 —— 制造他人设计的芯片。像苹果公司这样的大客户为台积电提供了大量订单，帮助其建立了业界领先的专业知识，现在全世界都依赖于它。该公司在2022年的收入方面超过了英特尔。要匹敌其规模和技术将需要数年时间和耗费一大笔资金。

参考书目

• 量化因战争而导致的芯片强国台湾的经济成本。
• 关于台湾地位、美国对中国实体进行黑名单以及美国如何错失了领先的机会来主导尖端芯片制造技术的QuickTakes。
• 关于华为意外复苏的芯片的深入报道。
• 彭博商业周刊关于现在地缘政治已经全面围绕芯片展开的故事。

美国正在考虑单方面限制中国获取人工智能存储芯片和能够制造这些半导体的设备，可能会在下个月实施，这一举措将进一步升级世界上最大经济体之间的科技竞争。

这一措施旨在阻止美光科技公司、韩国领先的存储芯片制造商SK海力士和三星电子向中国公司供应所谓的高带宽存储器（HBM）芯片，据知情人士透露，这三家公司主导全球HBM市场。他们强调目前尚未做出最终决定。