美禁令步步封堵中共芯片自主 專家詳解

【大紀元2023年10月24日訊】(大紀元記者宋唐、易如採訪報導)去年10月份,美國對中共祭出史上最強的芯片限制後,今年10月17日,又對該措施進行升級。美國商務部部長雷蒙多(Gina Raimondo)表示,新措施彌補了去年10月法規中的漏洞,可能「至少每年更新一次」。

雷蒙多說,目標是限制中共獲得「先進半導體,這些半導體可以推動人工智能和對(中共)軍事應用至關重要的複雜計算機的突破」。

如何評估本次新規?美國為何要升級禁令?執行起來有哪些困難?為何不全面禁止,要留一個口子?中國芯片落後多少年?大紀元記者採訪了三位專家詳細解析這些問題。

都有哪些內容?

這次出口管制升級的主要措施有:去年為了規避規則,英偉達為中國市場特製了A800和H800芯片,降級通信速度,但保留計算能力,新規將限制放在計算性能上,這將導致英偉達A800和H800芯片、英特爾的Gaudi2特製AI芯片在中國市場將停止銷售。

新規還將限制芯片超過一定的「性能密度」水平,防止中國公司通過「小芯片」(chiplet,又稱為芯粒)技術,疊加成違規的大型芯片。當局認為,通過小芯片技術可以突破美國先進製程的限制,實現所謂「彎道超車」。

另外,包括壁仞科技(Biren)和摩爾線程(Moore Threads)及其大陸子公司在內的13家「參與先進計算芯片開發」的中國實體,被列入實體名單,供應商對這些公司出售產品之前將面臨嚴格的審查。這兩家公司都由英偉達前中國員工所創立,目標是與美國人工智能芯片廠商競爭。

荷蘭阿斯麥公司是全球最重要的芯片設備製造商,占據全球60%以上的光刻機市場份額。(Emmanuel Dunand/AFP via Getty Images)

在本次接近500頁詳細規定中,還擴大了向另外40多個國家出口先進芯片的許可要求,這些國家存在將芯片轉移到中國的風險,並受到美國的武器禁運。還對中國以外的21個國家提出了芯片製造工具的許可要求,添加了不太先進的深紫外光刻系統等。

今年6月份荷蘭禁止ASML向中國出口深紫外光刻系統(DUV),如2000i DUV及更先進的類型,DUV光刻機雖不屬最先進,但中芯國際利用DUV,仍然幫助華為恢復了部分7納米芯片製造能力。

行業人士表示,最新規定可能會影響ASML 1980Di DUV光刻機對中國的出貨量,這些廣泛使用的機器通常用於生產28納米芯片。

不過,此次新規升級,主要瞄準中國人工智能等高性能計算領域,豁免了筆記本電腦、智能手機和遊戲中使用的大多數消費芯片。

大陸行業人士認為,新規「性能密度」定規定,基本上堵死了通過Chiplet將一部分高性能計算單元,組合成不違反之前規則的大型芯片的模式。目前大陸需求最旺盛的H800和A800GPU被禁,對極度依賴算力的大模型訓練影響較大,涉及GPU計算的科學計算也會受到影響。一些籌建中的智能算力中心,可能會面臨無法採購的困難。

台灣工研院政策與區域研究組組長李冠樺(李冠樺提供)

台灣工研院政策與區域研究組組長李冠樺對大紀元表示,美國本次制裁策略很細緻,大前提確保中國(中共)無法獲得高階算力,一方面把兩家芯片新創公司列入實體清單,另一方面允許英偉達繼續占領中國的中低階市場。從這一點來看,美國半導體的圍堵越來越完整了。

為何要升級禁令?

台灣國防安全研究院中共政軍與作戰概念研究所助理研究員王繡雯對大紀元表示,這次限制令的用意,應該是更嚴格地圍堵中國(中共)取得先進芯片的任何可能。因此,英偉達(Nvida)原先為了符合美國管制的降規版AI芯片H800及A800,現在也不可賣給中國。

「另一方面,中國(中共)透過中亞等國家,繞道收購AI芯片,因此這次被管制的國家也增加,很清楚就是要堵住中國(中共)鑽的任何漏洞。」

台灣國防院中共政軍與作戰概念研究所助理研究員王繡雯(王繡雯提供)

王繡雯說,壁仞科技摩爾線程主要生產GPU繪圖芯片。摩爾線程專精7納米圖形芯片(「春曉」);壁仞科技則專精訓練芯片(「壁礪」)。這些對中國AI,特別是大模型(LLM)的發展非常重要。美國制裁這2家中國芯片企業,不僅是打擊Nvidia對手,最主要還是阻止中國(中共)AI的發展,特別是軍用AI。

「至於用於製造28納米芯片的ASML 1980Di DUV光刻機也被禁,顯示美國已在防範中共利用Chiplet技術製造出7納米以下先進芯片的同時,可能也預告美國未來可能朝28納米等成熟製程芯片進行管制。」

「美國在AI芯片方面,必會盡全力阻止或拖延中國的AI發展。」她說。

李冠樺表示,美國對1980Di DUV光刻機進行限制,可能是對華為推出5G手機的一個補強措施。

「1980Di DUV屬於浸潤式的,雖然理論上是14納米到28納米,但如果透過多重曝光,事實上可以做到7納米。當然不具備經濟效益,但技術層次上可以做到。當初台積電7納米的開發,也是利用這樣的方式去達成的。」

他說,當然美國就要想辦法禁止,ASML的發言只說,如果打算把DUV機台運用在先進製程上,才會被限制,針對的就是中芯國際,其他客戶不受影響。ASML會去管控這些機台後續的維修或一些零件是不是有違反規定。

李冠樺認為,把中國AI芯片新創公司列入實體清單,不見得是幫NVIDIA去掃清未來對手,主要還是阻隔中國(中共)獲得自主的高階算力的能力。

「一旦卡住中國新創企業獲得先進製程的管道,可以有效減緩技術發展的腳步,再加上這些新創公司不像華為擁有龐大資源,很有可能會撐不下去,可以視為是說妨礙中國相關的產業發展的一個機會。」

邱俊榮

(邱俊榮提供)

台灣中央大學經濟系教授邱俊榮對大紀元表示,短期的導火線,是華為推出7納米麒麟芯片的手機,它很像哈馬斯炫耀打以色列,結果招來更嚴格的卡脖子政策。

「其實也都不出大家的意料,美國一定會抑制中國(中共)最新AI的發展。另外,隨著中國成熟製程的28納米芯片市占率越來越高,它自己估計大概到2027年全球市占率應該三成多了,這對美國造成非常大的威脅,不一定是技術上的威脅,而是在市場上的威脅。」

執行起來有哪些困難?

自2018年美中貿易戰以來,美國就開始對中共的芯片進行限制,之後又有很多限制措施。今年1月份,美國與日本和荷蘭達成協議。今年5月份,日本宣布半導體相關重要原材料、設備,只賣給友好國家。

「如果回頭想一想,其實早就應該要把中國(中共)的整個芯片產業卡死了」,邱俊榮說,每次大家都說中共芯片產業要完蛋了,為什麼總是沒有完蛋?就是執行不嚴格,只要部分執行嚴格,中共芯片產業就沒有未來。

「因為執行嚴格非常難,少數幾個國家的政府,要管千千萬萬個可能泄漏機密的人或提供設備的人,是非常困難的。這次限制AI芯片和設備賣到更多的國家去,都是這些傳統教訓之後一步一步的結果。」

邱俊榮表示,通常企業都不會考慮太長期,很難期待企業會有非常長遠或宏觀的眼光。每一個國家的政府要去管制它的企業,都是非常難的,美國政府已經算是很有約束力的了。

他說,怎麼在鬆緊之間拿捏也非常困難。如果一次都解決掉的話,通常企業會受不了。美國對中國卡脖子它也不是一時卡死它,必須兼顧美國企業的利益,一步一步地去收緊。包括成熟製程芯片,過去就是口子放很大,等到一旦成熟芯片發展起來以後,又不得不再亡羊補牢。

王繡雯表示,制裁執行不嚴的問題,美國政府一定心知肚明。但是,只要公開宣布,對中國芯片業就能產生「毀滅性」的效用。中共目前即使可以用繞道購入、小芯片堆疊技術等取得先進芯片,但是AI特別是大模型的訓練,需要大量AI芯片,短期內可能無法滿足國內需求。

「這也許會激發中國芯片業努力發展出先進芯片之製造技術,但是短期內(3至5年)內看不出任何可能性。至於後果,也許會造成中國很多AI芯片或AI相關的新創公司倒閉,然後被他們的國企或央企併購。」

英偉達(Nvida)原先為了符合美國管制的降規版AI芯片H800及A800,現在也不可賣給中國。示意圖(SAM YEH/AFP)

為何不全面禁止 要留一個口子?

此次新規升級,豁免了筆記本電腦、智能手機和遊戲中使用的大多數消費芯片,美國為何要留一個口子?為何美國之前不全面封殺Nvidia在中國的生意?

王繡雯表示,因為在全球化時代,中國AI服務器是輸入美國設計、台灣生產的AI芯片,組裝成產品後再銷售到全球,所以中國企業如:浪潮信息、華為、聯想等,其AI服務器的全球市占率都在前五名之內。拜登政府若一次性地封殺,無可避免會傷到美國企業。

「但是,現在因為中國到今年9月中旬為止,已發表至少130個大模型,而且華為手機Mate 60 Pro極可能以Chiplet技術達到7納米效能。美國如果不儘速採取行動,其現有的AI優勢可能就要被超越。拜登政府『小院高牆』制裁手法基本上比較細膩,而且越來越精準。這次限制還保持對日後哪些芯片會列入管制的彈性,其實是漸漸在縮緊對中國(中共)『鎖喉』的力道。」

李冠樺認為,美國一直在說不是要跟中國脫鉤,而是去風險,確保風險在可控範圍。重點是建立可控性而不是去一味去封鎖,因為畢竟中國是一個龐大的市場,美國也必須在國家安全和美國企業利益中求取平衡。

「對美國來講,透過這些法規在中國獲得外界關鍵技術跟資源上,裝了一道可以控制的閥門,看看減緩中國(中共)技術發展的成效是不是達到,還有就是美國企業的利益,適度地去把閥門去調緊或調鬆。」

「我個人認為,有時候把所有的路堵死,導致對方在走投無路下走出自己的路,還不如適當地建立一些可控的依賴性,確保對方在依賴下,不想去發展一個自主技術,在可控上面或許效果可能是更大。」他說。

中國芯片落後多少年?

王繡雯表示,儘管現在華為發表Mate 60 Pro手機,顯示其內部搭載的「麒麟9000S」系統單芯片和海思的繪圖處理器(GPU)及神經處理器(NPU),都是中國自己生產,但是,在美國對中共加強科技管制,特別是對AI芯片相關的種種限制(設計工具、設備、人才、資金等)之下,中國芯片業要能和美國並駕齊驅,可能還需要時間。

她認為,目前中國芯片業和西方的差距約有2至3代。即使中國現在真的具備了7納米產製能力(還不知能否量產?是否具有高度的良率?)但是西方國家從去年(2022)就已進入3納米時代,三星和台積電都開始量產3納米。7納米約當台積電2018年時的能力,所以中國至少差西方5年以上。

「美國禁令之目的就是要拖延中國(中共)先進科技的進展。日後必定還會有更嚴格的限制,我想美國朝野都很清楚:如果這個時間點上不用盡全力阻止中國(中共),接下來大概就沒任何勝算了。」

圖為2023年9月19日,美國商務部長吉娜·雷蒙多(Gina Raimondo)在位於華盛頓特區的眾議院雷本辦公大樓(Rayburn House Office Building)參加眾議院科學、空間和技術委員會聽證會,就《芯片與科學法案》(Chips and Science Act)年審查作證。(Kevin Dietsch/Getty Images)。

李冠樺表示,在中國芯片跟西方的差距,過去大家也做過估算,如果從先進製程來看,中國大概落後全球領先製程像台積電大概到三到四代。一代從發展到商業化大概要走兩到三年,中央算起來中國大概落後至少有十年。

「不過必須強調的是,這種落後是商業競爭。像中芯國際雖然可以生產出7納米,但在良率跟生產層次上,跟台積電、三星不具備競爭性。」他說。

「一些關鍵科技發展,不管是5G或未來的6G乃至於AI,都需要有先進半導體的支持。透過這樣的圍堵,美國有效遏止中國(中共)這方面的發展,如果中國無法在先進製程、關鍵設備上取得突破,它的一些重要科技的發展都會被拖慢了。」

李冠樺認為,差距是不是會越來越大,一方面是看追趕的速度,另一方面也看領先群拉開的速度。現在先進製程從3納米走到1納米,難度越來越高,速度開始在減緩,未來的領先速度是不是會放緩?可能有待商榷。

邱俊榮表示,如果從年份來說的話,一般認為大概15年到20年,應該是一個合理的預算。但年份隨時改變,譬如說NVIDIA最新的芯片一出來,馬上那個年份拉長。

「如果美國的這些管制政策能夠落實發揮的話,應該是拉長的情況。因為美國和先進國家跑得更快,但是中國受到阻礙。中國(中共)也知道在拉長,但它幾乎沒有辦法靠自力來縮短差距,就逼使它必須要用更多取巧或巧取豪奪的方式,去改善它跟西方的差距。」

他說,半導體產業很特殊,不是砸錢就能完成的。台積電之所以這麼厲害,有很多天時地利和的關係,譬如說台灣有一群非常集中、非常優秀、又非常願意忠於職守的工程師,這個條件其它國家都沒有。

「即使美國知道怎樣生產最新的芯片,它也沒有能力,還得把台積電搬過去才行。芯片產業非常龐大複雜,中國要哪一塊呢?如果是研發,很多基礎和專利都在美國,關鍵化合物都在日本,光刻機設備都在荷蘭,又沒有像台灣這麼一群願意刻苦耐勞、苦幹實幹的人,那你說到底要在哪一方面可以發展得起來,其實是非常難的。」

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