美国加强半导体技术出口控制,阻止中国技术发展

美国政府及其盟国已逐步加强对半导体技术、设备和工具向中国出口的控制,旨在保持美国在这一关键领域的领导地位。

中国随之展开了全力以赴的努力,刺激国内芯片创新能力,消除对外国来源的依赖。

芯片创新竞争的结果将决定哪个国家在人工智能的发展和应用中占据领先地位,具有重大的战略和经济安全意义。

从国家安全的角度来看,防止中国获得最先进的芯片技术是有意义的,但单靠出口限制不能替代确保美国在半导体设计、生产和基础设施方面领导地位所需的全面工业和研究政策措施。

此外,出口控制的实施还导致中国加倍投入其已有的、深度补贴的发展努力,这可能会产生突破性技术,导致目前的技术水平被超越,从而可能破坏美国半导体生态系统。

美国出口控制

2022年10月,拜登政府对向中国及某些指定中国“实体”出口特定类型的半导体、某些计算机系统和包含这些设备的组件,以及用于制造这些设备的设备进行了控制。

这些控制的声明目的是限制中国获取半导体制造能力,从而生产在与美国国家安全和外交政策利益相悖的情况下使用的集成电路(无论是成品还是未包装)。

正如CSIS的Greg Allen在报告中详细说明的那样,政府有几个战略目标:

1. 通过切断对高端芯片的获取,削弱中国在人工智能和超计算能力方面的能力。

2. 通过阻止获取先进的西方设计工具和芯片制造设备,防止中国设计和制造自己的高端设备。

3. 通过切断对西方组件的获取,防止中国开发自己的先进半导体制造设备。

2022年10月的控制措施在2023年10月和2024年12月进一步收紧。

经过一项重大的外交努力,美国盟国也实施了类似的出口控制,限制向中国的芯片产品和技术转让。

2025年3月,特朗普政府对芯片出口实施了额外的限制,将数十个中国实体列入名单,禁止其在半导体和其他先进战略技术方面的贸易。

在第一次芯片出口控制的实施后,显然它们产生了一系列影响:

控制的实施明显扰乱了中国的半导体生态系统,导致某些设备类型的价格飙升,并迫使企业进行裁员。

然而,正如前述,限制措施还促使中国实施了全方位的政府支持努力,以提升该国在半导体设计和生产各方面的自给自足能力,这种努力已经取得了一些惊人的成就。

总部位于美国及其盟国的半导体设备和器件制造商因削减对中国的销售而遭受了可观的收入损失,由于在中国的存在大幅缩减,他们报告称,难以像过去一样跟踪该国芯片行业的发展。

出口控制还减少了收入,而这些收入对资金支持该行业所特有的高水平研发至关重要。

规避措施

尽管控制措施产生了一定影响,但显然出口控制无法阻止所有芯片技术的出口。

在芯片制造设备方面,限制措施可能是有效的——这些设备通常是小批量生产的,重且在运输、安装和维护方面非常具有技术挑战性。

但是,半导体芯片以百万计生产,体积小且便于隐匿,设计软件很可能跨境移动而不被发现。

中国企业已证明在各种伎俩下成功走私被禁止的芯片并非难事。

据报道,华为利用壳公司欺骗台湾芯片代工厂台积电,为其旗舰Ascend 910人工智能处理器制造了惊人的200万个芯片。

华为据说将这两个芯片打包在一起,构建其下一代Ascend 910C处理器。

台积电在发现这一欺诈后立即停止了对壳公司的生产,但这并非个案。

半导体设备体积小,通常被整合到最终使用设备中,因此能够通过各种伎俩将其隐匿在跨境运输中。

2024年,一群三人组成的“奢华您的生活”公司,购买了价值3.9亿美元的包含被禁止的英伟达图形处理单元(GPU)的戴尔和Supermicro服务器。

随后,这些服务器被走私到马来西亚。

三人目前正因以虚假理由从戴尔和Supermicro获取服务器而被新加坡当局起诉。

这些事件的曝光是偶然的,表明走私高端设备可能存在更大的交易。

2024年,《纽约时报》报道了中国在受控人工智能技术中活跃的交易,指出在深圳的一个“繁华市场中……芯片供应商报告参与了数百或数千件受限芯片的销售。”

中国寻求芯片自给自足

比起走私,更重要的是,中国正在以全国范围的努力回应美国及其盟友的出口管制,以使中国独立于西方半导体技术。

中国已经证明,出口控制不会阻碍其长期创新能力。

2019年,特朗普政府切断了华为对美国技术的访问,包括半导体,这一举措似乎将中国电信巨头推向不可逆转的衰退。

相反,华为启动了一个努力,力图摆脱对美国技术的依赖,并迅速取得了进展:

到2024年,华为推出了新产品,采用先进的半导体技术,正在开发5G移动网络基础设施。

中国最先进的芯片制造商中芯国际(SMIC)据报道正在生产华为设计子公司海思设计的芯片——可支持5G的麒麟9000C。

华为的当前一代智能手机Pura 70系列包含33个中国来源的组件,仅有5个来自中国以外。

华为目前正在逐步淘汰S.硬件和软件在其个人电脑应用中的使用,这些电脑目前基于高通和英特尔的设备。

中国在半导体的自给自足努力并不仅限于华为和中芯国际这样的主要参与者;它还扩展到了之前鲜为人知的公司:

长鑫存储技术正在对动态随机访问内存生产进行大量投资,力求打破韩国和美国制造商的近乎垄断:“在仅仅五年的时光里,面对日益加重的美国限制,中国在全球内存芯片市场的份额已从几乎为零上升至5%——业内人士表示,2025年这一数字可能翻番。”

2025年2月,阿里巴巴集团的研究部门推出了基于“RISC-V指令集架构”的中央处理器C930,以应对美国技术限制。

据报道,C930“满足高性能应用中RISC-V系统的需求。”对中国芯片设计师而言,RISC-V架构正逐渐成为与Arm Holdings和英特尔等专有版本的可行替代品。

上海国有资本投资公司,一个政府投资实体,正在主导Biren Technology的启动,以开发图形处理单元(GPU),以“替代被美国出口控制禁止出售给中国客户的英伟达和高级微设备的先进芯片”;这一举动显示了上海发展完全自主、独立可控计算系统、使用中国制造芯片的决心。

一个新的优先事项:半导体研究

直到最近,中国政府在支持芯片制造部门方面集中大部分资源,以为继续获得西方技术假定。

为了应对当前的美国政策,现已承诺大量资源促进本土半导体研究。

中国已取得显著进展。

根据乔治城大学新兴技术观察所的数据,当前,中国在芯片设计和生产方面的研究论文产出是美国的两倍。

如果中国将这场竞争视为国家主导地位的斗争,这些努力必将加大,因为中国看到了这一竞争的意义。

近期中国的进展突显了当前美国政策的一个基本限制。

出口控制仅在美国及其盟友拥有中国所需要的芯片技术时才相关。

但越来越显然,中国公司并不一定需要获取最先进的西方技术,便能通过新研究或简单的“变通”手段达到相当的芯片能力。

后者可能不如之前的技术高效或盈利,但他们将能够提供“几乎相当好”的竞争产品,以满足中国的需求,进而占领市场份额并获取资金用于进一步投资。

目前,中国工程师正在进行新颖的芯片设计和生产方法,这在某些情况下可能会产生突破,惊讶并潜在地破坏美国及其盟国的芯片产业:

2025年1月,当一个不知名的中国初创公司DeepSeek推出一种开放源代码研究模型R1,其能力大致匹敌谷歌、OpenAI、Meta Platforms和Anthropic的先进模型时,震惊了世界,让投资者对美国科技巨头在人工智能方面投入的数十亿美元产生了担忧。

行业分析师魏孙表示:“通过使用更少的资源取得尖端成果,DeepSeek突显了有效创新超越规模的潜力,标志着人工智能竞赛的一个转折点。”

2025年3月,北京大学的一组研究者宣布,他们使用新材料打破了芯片性能限制,使中国有能力“在半导体竞赛中改变方向,完全绕过硅基瓶颈。”

该团队由化学教授彭海林领导,称他们的2D晶体管可比台积电的3纳米器件快40%,同时功耗减少10%。

同月,“在一项可以重新定义计算未来的突破中”,北京大学和北京邮电大学的中国科学家披露他们已开发出全球首个基于碳纳米管的芯片,能够在使用新型三元逻辑系统的情况下运行人工智能任务,超越今天依赖于二进制技术的技术。

碳纳米管设备在速度、效率和扩展性方面有潜力“超过硅”。

这些成就突显了对中国工业以及对行业支持政策和财政支持的监控与评估的必要性。

鉴于中国在这一关键技术方面的努力规模、持续时间和多样性并未得到美国决策者的充分认识,因此需要更多的信息。

无冷战类比

一些美国决策者可能会通过冷战竞争期间限制敏感技术流向苏联的努力的成功来审视当前的芯片出口控制政策。

但这一类比根本不成立。

冷战时期涉及的许多技术通常体积庞大——例如,飞机发动机、离散空间技术,且演变缓慢——正好与今天的半导体相反。

而且,那时美国与苏联的贸易基本上限于对苏联出口粮食,这一事实极大地方便了对技术出口的控制。

由于中美经济关系日益密切,自1992年美国对中国实施永久正常贸易关系以来,供应链变得交错复杂,使得很难分辨国家边界,极大地复杂化了任何限制技术流动的努力。

在过去,中国展示了相对弱,甚至是落后的创新能力,连美国信息技术的复制都相对落后。

如今,中国已成为信息技术以及许多其他相关领域的创新巨头。

从“保护”到“促进”

西方的芯片出口控制起到了一定的成功,它们将中国在半导体领域的开发努力暂时延缓,尽管这对美国和其盟国的企业而言代价不菲。

但当前的趋势表明,这些控制措施充其量只是对于中国在这一关键领域长期战略挑战的短期止痛药。

美国及其盟友只有通过对自身芯片产业的综合支持,才能成功应对这一挑战,而这种支持可能会超出美国政策的正常范围。

美国和欧盟近期通过的前所未有的芯片法律即是应对的一部分,但还需要更多,特别是对相关半导体研究的大幅公共投资,以保持和发展良好的工程师培养pipeline,同时支持西方芯片企业在技术前沿的努力。

在美国,一个积极的举措是新成立的国家半导体技术中心,这对于推动行业政府研究与发展的努力至关重要。

这一努力以及相关项目,需要大量和持续的公共支持,才能确保美国及其盟友在这一全球挑战中取得成功。

这是美国必须面对的挑战。

图片源于:https://www.csis.org/analysis/limits-chip-export-controls-meeting-china-challenge