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东方智库丨直击:硝烟四起的全球芯片大战

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东方网东方智库 2021-04-08 15:35

本文共4107字

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二月的记者会上,上任刚满月的美国总统拜登手举一枚半导体芯片,情绪激动地对众人说道:“比邮票还小的这枚芯片中,包含了80亿个圆晶体。这是掌握创新关键的魔法零件”。当月,拜登签署了调整美国半导体供应链的总统令。与此同时,美国国会将拜登总统关于加强美国半导体供应链和芯片研制的投资援助措施,列入本年度美国《国防授权法》,给予370亿美元的资金补贴。

通过以上姿态,人们已清晰感知到美国在半导体和芯片领域的战略、意图、决心和行动。3月31日,拜登在宣布美国新一轮2万亿美元计划时,又特别强调了美国加强基础科研和加快推进人工智能的重要性,并宣布将拨出其中的1800亿美元用于这方面投入。

图片说明:3月31日拍摄的视频直播画面显示,美国总统拜登在宾夕法尼亚州匹兹堡市发表讲话。(新华社发)

全球的半导体和芯片大战也许才刚刚开始。对世界大国而言,半导体芯片研发生产技术属于关键核心技术,甚至在很多方面属于“卡脖子”技术和产品,是非攻破不可和必须掌握的“命门”。半导体与芯片本身没有意识形态和价值观之分,谁真正重视和掌握这些核心技术和产品,谁就拥有了克敌制胜的重武器。早在1833年,英国科学家、电子学之父——法拉第就发现了硫化银的电阻随温度变化情况不同于一般金属,这是人类对半导体现象的首次发现。将近200年后的今天,半导体芯片技术成了世界科技争夺与国力较量的核心之一。

在全球半导体芯片的寻梦路上,一出出悲喜剧交替上演。从上世纪80年代起,全球半导体芯片大战就拉开了序幕。有人早就感知到了,但更多人并不了解;有人真当回事,也有人不以为然;看准了的,以小博大,历经艰难,越战越勇,越做越大,成就了一番伟业,如台湾积体电路制造公司;这家1986年由台湾工研院与荷兰飞利浦公司共同签约并成立的半导体制造公司,从名不见经传发到如今成为全球领先的半导体芯片制造商。

有的国家和企业在这场大战中曾头破血流,但矢志不渝,比如韩国三星,在困境中绝地反击,最终成就了自己和世界半导体芯片行业的大业,成为全球行业翘楚,让三星和韩国都感到了荣耀。但也有的国家和企业本来居于半导体行业领先地位,却因后来自身犯下战略性错误,过于保守和患得患失,结果在激烈的竞争中败下阵来,如美国的英特尔等公司。

一切都已成为无法改变的历史,也许痛定思痛,仍有反败为胜的可能。骄兵必败,哀兵必胜,绝地反击,后来居上,这样的传奇故事,料将在全球高科技的巅峰不断发生。半导体芯片的高难度在于微小和微技术,每一点进步都殊为不易。目前,全球高精尖芯片已在向不可思议的2纳米级进发。台积电将在今年内推出2纳米芯片,2024年实现2纳米芯片的量产。韩国三星计划在2022年实现3纳米芯片的量产。

人类的种种不可能正在变成可能。一场更大规模、更加残酷的全球半导体芯片大战,正在轰轰烈烈又悄无声息地打响。这是一场不见硝烟的全球高新技术大战,甚或是一场新型的世界大战,因为它所牵涉和波及的,包括政府与企业,高校与科研机构、人才与资金,政策与体制,科技与产业,研发与生产,设计与工艺,进攻与反击,破旧与立新,财富与地位,甚至战略上的围剿与反围剿,其成功与失败,直接关乎到国家安全。

环顾当今世界的半导体芯片行业,至少有六大动向值得高度关注:

一是世界大国尤其是经济科技强国,都极度重视半导体芯片技术产业,力图抢占新一轮科技革命的制高点。大国纷纷拿出了支持本国相关行业和企业加速发展的最佳政策举措,简单说就是要钱给钱,要地给地,要政策给政策。

二是全球的半导体材料与芯片,处于严重紧缺状况。就连并非高端的车用和手机芯片也成了紧俏货,全球产业链和供应链上,今年来频频告急,不少汽车和手机厂商因无法及时获得芯片,不得不停工待产。产业链和供应链的紧张乃至中断与美国等国的制裁打压、断供围堵政策直接有关。

三是美国等国将半导体芯片研制设备和高科技政治化。美国等国企图打压别国,维持自己的技术优势和垄断地位,死死地卡住别国的发展。它们在或单独或联手行动,逼迫一些国家选边站队。众所周知,日本在全球半导体制造设备和材料领域具有明显优势。美国早已看到这一点。拜登上任后,美日战略同盟拉得更近,日本首相菅义伟已确定于4月16日访美,成为拜登上任后白宫接待的第一位外国领导人。有日本媒体透露称,日本和美国将在芯片关键部件的供应方面进行合作,美日首脑在会谈时将就此达成一项重要的协议,两国希望建立一种生产不依赖特定地区的合作体系。双方将成立一个工作小组,以确定如何划分研发和生产等任务。日经新闻报道称,“对日本来说,被迫选边站的原因可归结于本国市场狭小、依赖贸易以及财富集中于通过数字技术掌握主导权的国家这一‘赢家通吃’时代。目前的状况与日本追随欧美、以成本优势取胜的90年代之前不同,现在的日企难以逆转美国GAFA和半导体巨头建立的世界”。

日本在半导体领域的全球份额以1988年的50%为顶峰,现在降到了9%。如果除去生产设备和半导体晶圆企业,仍保持势头的只有去年秋季进行控股公司上市的铠侠(KIOXIA,原东芝存储器)和索尼等少数几家,日本的半导体技术人员也在行业竞争之下明显减少。日本与美国加强半导体合作既有行业、产业和技术、市场竞争原因,也有国际和地缘政治原因。

资料图片:日本索尼公司。(东方IC图)

四是全球半导体芯片行业合纵连横的势头更加明显。世界需要更多的半导体,需要更多的高端芯片,并越来越需要更多的定制型芯片。目前的格局是英特尔主导电脑芯片、ARM主导手机芯片,美国的英伟达以显示芯片(CPU)为主要产品,台积电是世界领先的芯片制造商,三星是全球芯片制造业的巨头。

在全球新一轮半导体芯片竞争情势下,这些领先企业都在试图以大吃小或进行深度战略合作。ARM最突出的优势是低功耗,目前全球超过90%的手机芯片都由ARM架构支持,包括苹果、高通、华为、三星等都大量使用ARM机构。而英伟达是近年来最火爆的芯片厂商之一,在全球显示芯片(CPU)领域占有强势地位。中央处理器是未来计算机发展的基座,英伟达收购ARM就是为了补齐其缺少的中央处理器(CPU)的短板。

2020年9月14日,英伟达发布消息称,计划以400亿美元收购日本软银集团旗下的英国芯片技术巨头企业ARM。但英伟达的收购计划不过是一厢情愿,除美国外,它还需要获得欧盟、英国和中国等国管理当局的批准。但若英伟达成功收购已占据绝对市场份额的ARM,将使英伟达乃至美国在全球高端芯片行业如虎添翼,势必对其他大国造成更大的不利。

英特尔作为全球芯片行业的元老和曾经的老大,长期来坚持自己设计制造芯片;但在吃够苦头,变为落后之后,英特尔正快速改变思路和战略,主动要求与苹果等合作研制芯片。这样的合纵连横,公开和私下还有不少。

五是台积电、三星和英特尔等世界半导体芯片领头羊都在大刀阔斧地加速调整发展战略与应对策略。美国对台积电的支持态度更加积极。台积电2020年决定在美国西南部的亚利桑那州建设新工厂,已启动设备投资和资金筹集,特朗普在任时对台积电给予大力支持,拜登上任后力度更大。据报道,美国已决定向台积电至少补贴30亿美元,但台积电方面希望进一步增加。

台积电的股票总市值一路攀升,已达到日本丰田市值的2倍多,成为名副其实的世界超大型怪兽企业。美国当局把对台积电的强力支持看作是一种国家高科技战略与重大的投资策略。美方认为,倘若把将来的法人税、创造就业岗位、技术的溢出、相关产业的培育、在本国拥有尖端工厂带来的实际安全等有形无形的利益综合起来考量,美国补贴台积电的回报将非常巨大。

最近以来,英特尔的反攻势头特别猛烈。曾在英特尔工作30年,并担任过英特尔首任技术官的帕特·盖尔辛格于2009年加盟EMC,担任VMware的首席执行官。今年2月他重返英特尔,出任首席执行官,这既是英特尔对盖尔辛格的重新重用,也是英特尔审时度势的一种重大战略调整。早已等急了的盖尔辛格决意大干一场,将他过去和这几年对全球半导体芯片行业的竞争和超越式发展的感悟变为现实。一系列大动作已经开始,一方面英格尔决定成立一个新部门,不再局限于生产英特尔自己设计的芯片,而将尽可能代工其它公司设计的芯片;二是大力扩大芯片生产产能,将工厂多地分布。盖尔辛格表示,如今很多计算机芯片在亚洲制造让人"不甚满意",美国让台积电和韩国三星占据主导芯片生产主导地位也不是战略之举。

盖尔辛格近日表示,英特尔将投资200亿美元在美国亚利桑那州新建两个芯片制造厂,此外还将对爱尔兰基尔代尔郡的现有芯片厂进行大规模扩建。同时,英特尔还已经在美国西北部的俄勒冈州以及爱尔兰和以色列开建新工厂,期望进行多种类型的芯片大量生产。盖尔辛格称,现在“每一个智能手机、远程医疗、远程工人、远程教育、自动驾驶汽车……人类的每一个方面都在变得更加数字化。当它们变得更加数字化时就都会在半导体上运行……这是未来人类生存方方面面的核心,世界需要一个更加平衡的供应链来完成这个目标。我们正在入场”。

图片说明:3月23日,英特尔公司宣布将更积极地外包部分芯片生产,同时将扩大自身的生产规模。(东方IC 图)

盖尔辛格还不无神秘地透露,英特尔除上述新工厂外,近期还打算在另一个欧洲国家再建一家大型芯片制造厂,但他不愿透露具体地点。他认为虽然这些举措对于解决目前汽车制造商和其他公司面临的芯片短缺问题为时已晚,“但它们可以帮助西方国家避免未来的危机”。

此外,在全球芯片研制行业还有两大重要动向,一是过去半个世纪主导半导体发展的 “摩尔定律”微细加工技术(集成化)传统被打破,微细化进一步得以加速迭代更新,英特尔准备将其“极紫外光刻技术”持续提升,以适应英特尔的新扩张战略;二是美国的苹果、谷歌等被称为GAFA的互联网高科技巨头,开始更加重视自主设计的定制型(taylor-made)专用半导体芯片,因为它们认识到仅仅依靠全球的通用半导体芯片和服务拓展,存在很大局限性。日本AI企业Preferred Networks正在打造专注于深度学习必不可少的行列运算专用处理器,也是基于相同理由。

全球半导体芯片行业,既阵阵新风扑面,又硝烟弥漫,其中的波诡云谲在不断演绎。这对全球大国来说,都是巨大压力和全新挑战。关键在于知己知彼,心存敬畏,真正沉下心来,多方发力,培育人才,集聚要素,卧薪尝胆,不畏艰难,奋勇向前,才能摆脱困境,冲出重围,迎来竞争的胜利!

来源:东方网·东方智库

作者:周远(东方智库、东南大学国际战略智库首席研究员)

编辑:顾航

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